催化分子氧环氧化烯烃的研究进展

环氧化合物是一类十分有用的合成中间体 ,广泛应用于石油化工、精细化工和有机合成 .但至今为止 ,工业上除用分子氧直接氧化乙烯制环氧乙烷外 ,其它所有 C2 以上的环氧化合物还不能用分子氧直接氧化相应的烯烃制得 .国外生产环氧丙烷和环氧氯丙烷的主要方法有卤醇法、Halcon法 ,而国内则以卤醇法为主 .另外 ,过酸法常用于精细产品的合成中 ,以 H2 O2 、Na Cl O等为氧源的环氧化研究 ,近年来也已取得了较大的进展 .卤醇法较早应用于生产 ,但存在严重的设备腐蚀和环境污染问题 ;Halcon法利用 ROOH为氧源 ,有联产品 ,生产过程较复杂 ,基本…     

反应控制相转移催化用于丙烯氧化制环氧丙烷

1.论文名称　Reaction- Controlled Phase- Tra-nsfer Catalysis for Propylene Epoxidation toPropylene Oxide2 .发表刊物　Science,2 0 0 1 ,2 92 ( 5 5 1 9) :1 1 393.研究者　奚祖威 ,周宁 ,孙渝 ,李坤兰 (中国科学院大连化学物理研究所　大连 1 1 60 2 3)4.评介者　林励吾 (中国科学院大连化学物理研究所　大连 1 1 60 2 3)5 .研究工作简介2 1世纪化学工业面临的严重挑战是彻底解决化学品生产中排放所造成的污染问题。各种新催化过程都朝着低温、低压、高选择性、低排放的方向发展。 90年代初期 ,国外学者在研究以过氧化氢( H2 O…     

丙烯环氧化制环氧丙烷Fe-Al-P-O催化剂的研究

用溶胶-凝胶法制得了Fe-Al-P-O催化剂，采用IR、XRD、TEM、BET、TPR和微反等技术研究了催化剂的物化性质和反应性能。实验结果表明，Fe1/2-Al1/2-PO4由10 nm左右 FePO4和AlPO4微晶组合而成，其晶格氧的活泼性大于单纯FePO4，AlPO4在Fe1/2-Al1/2-PO4中起到分散FePO4微晶的作用；Fe1/2-Al1/2-PO4的反应性能与原料气组成密切相关，丙烯与O2的选择氧化产物主要是丙烯醛，原料气中加入H2后，反应产物以环氧丙烷为主，同时还有部分丙烯醛，原料气中引入水蒸气后，可进一步增加环氧丙烷的选择性及减少丙烯醛的产率；在0.1 MPa、200 ℃、C3H6/O2/H2/H2O/N2=1∶1∶1∶1∶6（mol比）和空速1 200 h－1条件下，丙烯的转化率为8.9％，环氧丙烷的选择性为81.0％。     

丙烯酶催化氧化制环氧丙烷反应产物的气相色谱分析

近年来,生物技术在石油化工中的应用引起了人们的极大兴趣。很多有机化工产品都可由生物化学方法生产。生物催化法与化学催化法相比具有反应条件温和、选泽性高等优点。在某些合成步骤比较复杂的精细化工产品的生产中,生物催化将逐步取代化学催化法。环氧丙烷是一种重要的精细化工原料。采用酶催化氧化方法从丙烯制取环氧丙烷已引起人们的广泛注意。本文选择不同担体制备的填充色谱柱,在不同的检测器上进行考察,建立了丙烯酶催化氧化制环氧丙烷及卤代醇的反应产物气相色谱分析测试方法。     

反应控制相转移催化原位过氧化氢环氧化丙烯反应

 以原位 H₂O₂ 为氧源, 在新型反应控制相转移催化剂 (RCPTC) 作用下丙烯环氧化反应中, 考察了反应温度、反应时间、H₂O₂ 浓度和催化剂浓度对反应性能的影响. 结果表明, 在适宜的反应条件下, RCPTC 催化剂循环使用 5 次后, 环氧丙烷产率仍维持在 85.6% 以上, 且催化剂循环反应 3 次后, 其组成趋于稳定.     

分子氧气相环氧化丙烯反应的Ag-Cu-Cl/BaCO3催化剂:Cu和Cl负载量的影响

环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工中间体,可以用来生产聚氨酯、丙二醇和表面活性剂等化工产品,具有很高的工业应用价值.然而,目前PO的生产工艺仍然存在着环境污染、副产物、原料经济性等不足之处.考虑到环保、技术、资金等关键性问题,丙烯气相环氧化工艺是PO生产工艺未来的发展方向,利用分子氧作为氧化剂的丙烯气相环氧化反应是最理想、原子经济性最高的反应,也是当今催化界最具挑战性的课题之一.研究报道Ag基催化剂和Cu基催化剂催化丙烯气相环氧化反应可得到较好的催化性能.尽管Ag催化剂催化乙烯氧化制环氧乙烷反应已成功实现工业化,但是Ag催化剂催化丙烯环氧化反应得到的PO选择性低于10%,这是由于丙烯比乙烯多出的甲基中的α-H受双键影响变得非常活泼,C?H键易断裂,导致丙烯容易发生完全氧化反应生成CO2.因此,研究报道采用不同助剂对Ag催化剂进行改性以提高Ag基催化剂的催化性能.我们在前期研究中制备了Ag-CuCl2/BaCO3催化剂,当CuCl2的负载量为0.036 wt%Cu和0.040 wt%Cl时,催化剂具有最优的催化性能,可以得到1.3%的丙烯转化率和71.2%的PO选择性.适量CuCl2的改性使得催化剂表面吸附分子氧物种,同时抑制原子氧物种的形成,从而提高PO选择性.但是CuCl2作为前驱体有一个不足之处,就是引入的Cu和Cl的比例是恒定的,不可调节.因此,我们以Cu(NO3)2和NH4Cl作为Cu和Cl的前驱体,采用还原-沉积-等体积浸渍法制备Ag-Cu-Cl/BaCO3催化剂,分别通过调节Cu和Cl的负载量来进一步提高Ag-Cu-Cl/BaCO3催化剂的催化性能,采用粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和氧气程序升温脱附(O2-TPD)等表征手段来研究催化剂中Cu和Cl的作用.研究发现,Cl负载量的提高更容易导致大尺寸Ag颗粒的形成,而Cu负载量的提高对Ag颗粒尺寸影响不大.适当的Cl负载量可抑制氧气在催化剂表面解离吸附形成原子氧物种,从而抑制了丙烯的完全氧化,提高PO选择性.过高的Cl负载量会导致催化剂发生Cl中毒,从而降低了催化性能.适当的Cu负载量有利于丙烯气相环氧化反应生成PO,但当Cu负载量过高时容易导致Cu物种发生聚集,更多原子氧物种吸附于Ag颗粒表面,有利于丙烯完全氧化反应生成CO2,降低了PO选择性.适当的Cu和Cl负载量使得催化剂表面吸附的分子氧物种和原子氧物种达到平衡,有利于丙烯气相环氧化反应.当Cu和Cl负载量分别为0.036 wt%和0.060 wt%时,Ag-Cu-Cl/BaCO3催化剂具有最优的催化性能,在200℃,0.1 MPa,3000h-1反应条件下可得到1.2%的丙烯转化率和83.7%的PO选择性.     

纳米金催化氢气／氧气共存下丙烯直接环氧化研究进展

金以其独特的化学性质,很早就被人们广泛地应用于生产生活的各个领域.但是金历来被认为是化学惰性的金属,相对于其它贵金属,金的催化潜力一直未能引起足够的重视.然而近年来,由于Haruta课题组[1]发现负载在某种金属氧化物上的纳米金催化剂对CO低温氧化不仅具有很高的催化活性,而且还具有良好的抗水性、稳定性和湿度增强效应,致使人们对其催化活性产生了极大兴趣和关注.人们相继开展了金催化剂及其催化反应的研究.     

丙烯环氧化钼—醇配合物催化剂的研究

合成了有机钼－醇配合物,并用IR和UV－Vis进行了表征。研究了对过氧化氢异丙苯（CHP）环氧化丙烯的催化性能。研究表明,合成的有机钼－醇化合物 具有较强的酸性,可分解CHP,在反应物中加入碱性抑制剂珂阻止CHP的分解;不同二醇制备的化合物,其要到性和氧化性能各不相同。由丙二醇制备的钼－醇化合物的催化环氧化性能较好。在醇／钼质量比为4、水含量低于10％（质量分数）、 酸量低于150mgKOH/mLcat.时,催化剂的性能基本相同。     

以一氧化二氮或氧气为氧化剂的丙烯环氧化催化反应

丙烯环氧化制环氧丙烷是催化领域的最关键的挑战之一. 本文对作者等近年来开展的以一氧化二氮为氧化剂的铁催化体系和以氧气为氧化剂的铜催化体系的研究进展进行了综述. 在这两类催化体系中,碱金属离子(特别是K )的修饰作用均是获得较高环氧丙烷选择性的关键. 碱金属离子通过调变催化剂中铁或铜物种的分散度、配位环境和酸碱性等,实现了对反应途径的调控,使反应朝着有利于环氧丙烷生成的方向进行. 活性金属组分(铁或铜)与氧化剂(一氧化二氮或氧气)间的特定的组合对丙烯环氧化反应的发生也起着重要作用. 推测在两类催化体系中,氧化剂均在具有特定结构和价态的铁或铜活性位上活化,产生导致丙烯环氧化反应发生的亲电性活性氧物种.     

过氧化氢异丙苯催化氧化丙烯制环氧丙烷

研究了以钼－醇配合物为催化剂,过氧化氢异丙苯为环氧化剂,乙醇为溶剂的丙烯一步氧化制环氧丙烷的反应,结果表明,用不同的二醇和不同醇／钼比制备的钼醇催化剂具有不同的催化性能和配性,用乙二醇和丙二醇制备的催化剂,催化性能优于丁二醇制备的催化剂,考察了反应条件（温度、压力和时间）对环氧化反应活性的影响,在１００℃,０．５ＭＰａ的条件下反应２ｈ,过氧化氢异丙苯的转化率为６５．０％,环氧丙烷的选择性为７０．４     

用于丙烯气相一步氧化制环氧丙烷的Ag-MoO3/分子筛催化剂

用浸渍法制备了一系列以各种分子筛为载体、银及氧化钼为活性组分的负载型催化剂。在以分子氧为氧化剂，且原料气中不添加任何抑制剂的情况下，采用微反-色谱联合装置考察了催化剂对丙烯气相一步氧化制环氧丙烷的催化性能。结果表明，Ag含量、反应温度、载体及助剂对催化剂环氧化性能的影响非常明显。以MCM-41为载体的Ag-MoO3催化剂具有较好的催化性能，在300℃下，环氧丙烷的选择性和氧气的转化率可分别达到55．4％和2．2％；另外，0．1％NaCl改性的20％Ag5％MoO3/NaZSM-5催化剂在350℃下，环氧丙烷的选择性从未改性的9．1％提高到34．7％。     

丙烯气相一步氧化制环氧丙烷用Ag-Mo催化剂的研究

 用浸渍法和溶胶－凝胶法制备了一系列以银及氧化钼为活性组分，负载于不同载体上的催化剂．在以分子氧为氧化剂，且原料气中不添加任何抑制剂的情况下，采用微反－色谱联合装置考察了催化剂对丙烯气相一步氧化制环氧丙烷的催化性能．结果表明，载体和助剂对催化剂上丙烯环氧化性能产生明显的影响．以TiO2－ZrO2为载体，CsNO3－NaCl为助剂的Ag－MoO3催化剂具有较好的催化性能，在400℃下，氧的转化率和环氧丙烷的选择性可分别达到11．3％和34．8％；在450℃下，氧的转化率和环氧丙烷的选择性可分别提高到33．0％和35．3％．采用溶胶－凝胶法制备的MoO3／SiO2催化剂对丙烯气相一步环氧化反应也具有一定的催化活性．     

Sn改性的Au/TS-1催化剂上丙烯气相环氧化反应研究

以Sn改性的TS-1分子筛为载体,利用沉积沉淀法制备了金催化剂,用于在氢气氧气共存下丙烯直接环氧化反应,并比较了不同Sn掺杂量对催化剂结构及其催化性能的影响.X射线衍射与红外光谱结果表明,Sn掺杂进入TS-1骨架中.反应活性结果表明,Sn的改性使催化剂上丙烯的转化率由1.6提高到2.5%,环氧丙烷的选择性由87上升到90%,活性的增加可能是由于Sn的掺入引起的配位效应(ligand effect).     

Catalytic Oxidation of Cyclohexene with Molecular Oxygen on Hydrotalcite－like Compounds

ＣａｔａｌｙｔｉｃＯｘｉｄａｔｉｏｎｏｆＣｙｃｌｏｈｅｘｅｎｅｗｉｔｈＭｏｌｅｃｕｌａｒＯｘｙｇｅｎｏｎＨｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ－ＩｉｋｅＣｏｍｐｏｕｎｄｓＧＵＯＪｕｎ,ＷＡＮＧＮｉｎｇ,ＪＩＡＯＱｉｎｇ－ｚｅａｎｄＪＩＡＮＧＤａ－ｚｈｅｎ（Ｄｅｐａ...     

Catalytic Performance of Amorphous Ti/SiO2 in the Gas-Phase Epoxidation of Propylene with H2O2

The epoxidation of propylene with dilute H₂O₂ aqueous solution over titanium silicalite-1 (TS-1) zeolite catalyst is a green chemical reaction for propylene oxide (PO) production. Carrying out the reaction in gas-phase can get rid of problems caused by using methanol solvent. This paper reports an attempt of using non-zeolite catalyst for the gas-phase epoxidation. Amorphous Ti/SiO₂, obtained by grafting amorphous SiO₂ with TCl₄ in ethanol solvent in a chemical liquid-phase deposition (CLD) process, has been used as the catalyst. Results show that the CLD Ti/SiO₂ with appropriate Si/Ti molar ratio is an active catalyst for gas-phase epoxidation, achieving 9.8 % propylene conversion and 66.9 % PO selectivity with 40.3 % H₂O₂ utilization, which indicates that this amorphous Ti/SiO₂ catalyst deserves extensive studies in the future.     

Au/Ti-MCM-41(H)催化丙烯气相直接环氧化

采用纳米组装法制备了一系列不同Ti含量的具有微孔-介孔复合结构(hybrid)的钛硅分子筛Ti-MCM-41(H)载体,继而用沉积-沉淀法制得纳米金催化剂.通过粉末X射线衍射(XRD)、氮气等温吸附-脱附、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见漫反射(DRUV-Vis)光谱、透射电镜(TEM)及等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对催化剂进行了表征,并考察了纳米金催化剂在氢气/氧气共存条件下丙烯气相直接氧化制环氧丙烷反应中的催化性能.结果表明:合成的微孔-介孔复合结构的钛硅分子筛Ti-MCM-41(H)具有典型的MCM-41结构,Ti(IV)以高分散的形式存在于分子筛的骨架结构中.在常压、423K反应温度下,以Ti/Si摩尔比为1%的Ti-MCM-41(H)为载体制备纳米金催化剂表现出了最佳的催化性能,反应30min,丙烯的转化率达5.4%,环氧丙烷的选择性为74.2%,环氧丙烷的生成速率为73.1g·h-1·kg-1;反应330min后,丙烯的转化率为4.9%,环氧丙烷的选择性为67.3%.     

Ag-MoO3催化丙烯直接气相环氧化反应的原位红外研究

制备了对丙烯直接气相环氧化具有较好催化性能的Ag-MoO3催化剂, 采用原位FT-IR技术研究了丙烯、环氧丙烷及丙烯+氧气的混合气在Ag和Ag-MoO3催化剂表面上的吸附及反应行为. 研究表明, 丙烯在Ag和Ag-MoO3催化剂表面上吸附后, 均不发生化学反应, 而环氧丙烷吸附后在较高温度下则发生开环和聚合反应直至产生积炭. 与Ag催化剂相比, 在Ag-MoO3催化剂上, MoO3的加入在降低催化剂活性的同时, 在一定程度上抑制了产物环氧丙烷的开环及深度反应, 使环氧丙烷的选择性提高. 另外, 在较低的反应温度和较短的滞留时间下, 环氧丙烷发生深度反应的程度明显降低.     

Fe-Al-P-O催化剂的制备及其对丙烯环氧化反应的催化性能

 采用溶胶-凝胶法制备了Fe-Al-P-O催化剂,用N2物理吸附、透射电镜、红外光谱、 X射线衍射、程序升温脱附和微反技术研究了催化剂的物化性质和催化性能. 结果表明, Fe-Al-P-O催化剂平均粒径为20～40 nm, 比表面积为87 m2/g. 催化剂表面由Lewis酸位Fe3+和Al3+及Lewis碱位 P=O 构成. Fe-Al-P-O催化剂催化丙烯在临氧条件下选择氧化的产物主要是丙烯醛; 在临氢和氧条件下,选择氧化产物则以环氧丙烷为主. 适当条件下,丙烯转化率可达9.6%, 环氧丙烷的选择性大于63%. 在原料气中引入水蒸气可以降低副产物丙烯醛的产率.     

氢氧混合体系下Ag／TS－1催化剂上丙烯的高效环氧化反应

 在氢氧混合体系中，沉积-沉淀法制备的Ag/TS-1催化剂对丙烯环氧化反应具有高的催化活性和选择性。本文主要考察了载体TS-1的硅钛比和反应温度对催化剂性能的影响。结果表明：当载体TS-1硅钛比为64，反应温度150℃时，2wt%Ag/TS-1催化剂表现出优异的催化性能，丙烯转化率和环氧丙烷选择性可分别达1.37%和93.51%。