一些含钒杂多化合物的合成、表征及其在环己烷催化氧化反应中性能的比较

合成了一系列钒取代在不同位置的杂多化合物, 考察了它们在环己烷催化氧化反应中的活性及其过氧化氢的分解情况, 发现钒的配位环境是影响反应活性的重要因素. 其中以H₄PMo₁₁VO₄₀为代表的钒在配位原子位置上的磷钼钒酸, 不但显示了很好的催化环己烷氧化反应的活性, 而且H₂O₂的分解反应同时也得到了较好的抑制.     

钙和钒离子对钒-溴过氧化物酶催化 H2O2 氧化环己烯反应的影响

 在溴化钾存在下, 大型海洋藻类珊瑚藻的钒-溴过氧化物酶 (V-BPO) 可在常温下催化 H₂O₂ 环氧化环己烯生成环氧环己烷. 通过用含 1.0 mmol/L 钒离子和 1.0 mmol/L 钙离子的缓冲溶液透析 V-BPO, 用恒流泵向反应体系中连续添加 H₂O₂, 并优化其它反应条件, 可提高该催化反应时空收率. 在优化的反应条件下, 产物环氧环己烷的时空收率为 4.79 g/(h•L), 对 H₂O₂ 的收率为 74%, 均比文献最高值提高了 78%.     

钒卤代过氧化物酶构象模型分子的设计、合成及仿生催化活性

基于钒卤代过氧化物酶(V-HPOs)活性中心的N、O配位环境及活性中心与氨基酸残基、水分子之间的氢键作用的模拟, 我们设计、合成了两种钒氧配合物: (C₃H₅N₂)₂[(VO)₂(μ₂-C₂O₄)(C₂O₄)₂(H₂O)₂] (1)和(VO₂)₂(μ₂- C₂O₄)(C₂H₄N₂)₂ (2), 并通过X射线单晶衍射方法确定了它们的结构. 晶体结构分析表明上述钒氧配合物的配位环境与(V-HPOs)活性中心十分相似, 且在配合物的三维堆积结构中具有类α-螺旋结构. 溴化反应活性研究发现这些钒氧配合物在仿生催化实验中表现出较高的催化活性.     

Ce助剂对V/SiO2催化CO2氧化乙苯脱氢性能的影响

通过N₂吸附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)和热重分析(TGA)等多种表征手段和催化反应性能评价,研究了铈助剂的添加对V/SiO₂催化CO₂氧化乙苯脱氢性能的影响. 结果表明,Ce助剂不仅提高了催化剂活性组分分散性和氧化还原性能,抑制了钒物种的深度还原,而且增强了催化剂碱性和CO₂吸附能力,减缓了积炭生成,从而显著提高了V-Ce/SiO₂对CO₂氧化乙苯脱氢反应的催化活性和稳定性. 在本实验中,V(0.8)-Ce(0.25)/SiO₂催化剂表现出最佳的催化性能,苯乙烯(ST)收率可达55.6%,选择性为98.5%,反应12 h 后,催化剂活性基本不变,与惰性N₂气氛比较,CO₂明显促进了乙苯脱氢反应,归因于CO₂能保持催化剂表面钒物种的高价态.     

一例多钒酸盐杂化材料的制备及高效催化烯烃环氧化

以2-(2-吡啶基)咪唑(pIM)、Co²⁺和NaVO₃为原料,在水热条件下,制备了新的钒氧簇化合物[Co(pIM)V₂O₆] (1)。采用X射线单晶衍射、粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和元素分析等方法对化合物进行了表征。单晶解析表明,该化合物由VO₄四面体和CoO₃N₂四方锥通过氧原子共边、共角连接成二维结构。基于钒氧簇在催化氧化体系中的高效活性,1作为非均相反应的催化剂,在以H₂O₂为氧化剂的催化烯烃环氧化反应中表现出优秀的催化性能,催化剂能够多次重复使用且活性基本保持不变。此外,磁化率研究表明1中存在反铁磁相互作用。     

La1－xSrxNi1－yFeyO3型钙钛矿双功能氧电极的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La_1－xSr_xNi_1－yFe_yO₃ (x＝0, 0.1, 0.2, 0.5; y＝0～1.0)型的钙钛矿催化剂, 以活性碳为载体, PTFE乳液为粘接剂制备双功能氧电极. 对催化剂进行了XRD结构分析以及SEM分析和BET比表面积测量. 采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析. 通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理. 实验表明对于LaNiO₃化合物, B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能; 电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成. 通过各个电极对于催化分解H₂O₂的分解速率常数的测定得知, Ni离子对于催化H₂O₂分解反应的活性大于Fe离子, 继续在对于氧还原反应和氧析出反应都具有较高电催化活性的LaNi_0.8Fe_0.2O₃催化剂上进行A位掺杂Sr离子后显著提高了催化剂分解H₂O₂的催化活性, 主要是因为氧空位的增多和金属离子d电子含量的降低有利于催化分解H₂O₂的活性的提高, 但由于氧空位的增多导致催化剂电导率的降低, 所以其电催化活性降低了. 通过多圈循环伏安扫描的测试, 催化剂LaNi_0.8Fe_0.2O₃有很好的稳定性.     

一个新颖镍配位阳离子修饰的还原型钼磷酸盐：Ni[Mo6O12(OH)3(PO4)(HPO4)3]2][Ni(H2O)2][Ni(H2O)(bipy)2]4·5H2O

水热合成并通过红外、热重、单晶X-射线衍射表征了一个新颖镍配位阳离子修饰的还原型钼磷酸盐,Ni[Mo₆O₁₂(OH)₃(PO₄)(HPO₄)₃]₂][Ni(H₂O)₂][Ni(H₂O)(bipy)₂]₄·5H₂O。单晶X-射线衍射研究表明,两个{Mo₆P₄}簇单元通过一个镍离子连接形成一个Ni[Mo₆P₄]₂二聚结构单元,其进一步和其他的镍配位阳离子连接成钼磷酸盐一维链状结构。在H₂O₂存在下的液－固体系中,使用该化合物催化氧化苯甲醛的探针反应结果表明,该化合物具有较高的催化氧化活性。     

一例多钒酸盐杂化材料的制备及高效催化烯烃环氧化

以2-(2-吡啶基)咪唑(pIM)、Co²⁺和NaVO₃为原料,在水热条件下,制备了新的钒氧簇化合物[Co (pIM) V₂O₆](1)。采用X射线单晶衍射、粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和元素分析等方法对化合物进行了表征。单晶解析表明,该化合物由VO₄四面体和CoO₃N₂四方锥通过氧原子共边、共角连接成二维结构。基于钒氧簇在催化氧化体系中的高效活性,1作为非均相反应的催化剂,在以H₂O₂为氧化剂的催化烯烃环氧化反应中表现出优秀的催化性能,催化剂能够多次重复使用且活性基本保持不变。此外,磁化率研究表明1中存在反铁磁相互作用。     

纳米Ce1—xMnxO2催化剂上乙醇催化氧化发光研究

研究了纳米Ce_1—xMn_xO₂上乙醇催化氧化发光特性, 重点考察了反应温度和催化剂组成(Ce/Mn比)对发光强度的影响规律. 为研究催化发光机理, 在相近的反应条件下考察了纳米Ce_1—xMn_xO₂上乙醇催化氧化反应的活性和选择性. 结果表明: 催化发光强度与催化反应中生成CH₃CHO的产率有很好的顺变关系, 表明CH₃CHO是导致C₂H₅OH分子在纳米Ce_1—xMn_xO₂催化剂上氧化发光的“活性分子”.     

La1－xSrxNi1－yFeyO3型钙钛矿双功能氧电极的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La_1－xSr_xNi_1－yFe_yO₃ (x＝0, 0.1, 0.2, 0.5; y＝0～1.0)型的钙钛矿催化剂, 以活性碳为载体, PTFE乳液为粘接剂制备双功能氧电极. 对催化剂进行了XRD结构分析以及SEM分析和BET比表面积测量. 采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析. 通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理. 实验表明对于LaNiO₃化合物, B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能; 电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成. 通过各个电极对于催化分解H₂O₂的分解速率常数的测定得知, Ni离子对于催化H₂O₂分解反应的活性大于Fe离子, 继续在对于氧还原反应和氧析出反应都具有较高电催化活性的LaNi_0.8Fe_0.2O₃催化剂上进行A位掺杂Sr离子后显著提高了催化剂分解H₂O₂的催化活性, 主要是因为氧空位的增多和金属离子d电子含量的降低有利于催化分解H₂O₂的活性的提高, 但由于氧空位的增多导致催化剂电导率的降低, 所以其电催化活性降低了. 通过多圈循环伏安扫描的测试, 催化剂LaNi_0.8Fe_0.2O₃有很好的稳定性.     

杂多酸(盐)及单缺位磷钨杂多化合物在醇类氧化反应中的催化活性

在相转移条件下,研究了杂多化合物在苄醇,环己醇氧化反应中的催化活性.六种Keggin结构杂多酸的催化活性按GeMo~12(H~4GeMo~12O~40的简写,其余类推,PW~12,PMo~12,SiMo~12,GeW~12,SiW~12顺序下降,杂多酸中的质子可分别被其它阳离逐渐取代而达到酸性修饰. H~3PW~12O~40随着其质子逐步被Na^+取代,酸性下降,催化活性大大提高;杂多酸(盐)的催化活性随体系pH值的改变将发生奇妙剧烈的变化;单缺位杂多化合物显示出较饱和杂多酸(盐)更高催化活性.溶剂对催化活性有明显影响.     

Dawson型杂多酸钕盐催化氧化甲苯制备苯甲醛

合成了Dawson型磷钼钒杂多酸稀土(钕)盐,并用红外光谱分析(IR)、X射线衍射(XRD)方法对催化剂进行了表征;以H2O2为氧化剂,进行了甲苯氧化制备苯甲醛的反应研究.由于钕和钒的协同作用,催化剂表现出高的活性.实验结果表明,甲苯的转化率90.1%,苯甲醛的选择性达51.0%,双氧水的转化率89.0%,双氧水的有效利用率43.1%.基于对杂多酸盐结构的研究,对反应机理进行了初步的探讨.     

Keggin结构的磷钨钒稀土四元杂多配合物对过氧化氢分解的催化作用

在磷钨钒稀土四元杂多配合物中，由于Ｖ原子的使用，使其对Ｈ２Ｏ２分解的催化活性显著增加。因配合物中心原子稀土元素不同。催化活性也随之变化，其活化能与三阶稀土离子的电离能有密切关系。动力学曲线为Ｓ型。实验证明，在反应过程中有反应活性中间体生成。     

磷钨杂多化合物催化H2O2氧化十八醇制十八酸

合成了磷钨杂多化合物,考察了其对十八醇经过氧化氢催化氧化制十八酸的反应活性,探讨了温度,催化剂用量、反应时间以及Ｈ２Ｏ２与底物的摩尔比等一系列条件对反应的影响,确定了最佳反应条件。通过ＩＲ,ＩＣＰ,ＵＶ和ＮＭＲ等技术对催化剂进行了表征,考察了反应前后催化剂的变化情况,讨论了活性中心。     

硅藻土负载H6PMo9V2Nb1O40催化剂上乙烷氧化制乙酸和乙醛的反应性能

采用浸渍法制备了硅藻土负载的杂多化合物催化剂PMo9V2Nb1/K,利用TPR、IR、TPD和微反技术研究了催化剂的表面酸性、乙烷化学吸附和氧化反应性能。结果表明,含铌的PMo9V2Nb1/K催化剂仍保持着Keggin形杂多酸的化学构造,晶格氧的活泼性明显提高,B酸强度和酸量均有所降低;乙烷分子主要通过H原子吸附在Lewis碱位V—O—Mo和Nb—O—Mo的桥氧上,吸附在Nb—O—Mo桥氧上的乙烷易发生解离吸附,并与邻近的表面氧发生反应生成乙酸或乙醛;在240 ℃,0.4 MPa和2 000 h-1下,乙烷的摩尔转化率为22.5%,产物乙酸和乙醛的总选择性达90.8%。     

Dawson结构钼钒磷杂多化合物催化乙苯选择氧化的活性研究

合成了系列Ｄａｗｓｏｎ结构钼钒杂多化合物，并将其用于 苯的过氧化氢选择氧化研究，实验发现，对于该类反应，其最佳的工艺条件为：乙苯２．５ｍｍｏｌ，催化剂０．０２ｍｍｏｌ，溶剂１０ｍＬ、３０％Ｈ２Ｏ２２．５ｍｍｏｌ，乙酸为该类最佳溶剂，而在与之性质相近的甲酸中则活性极低，即该反应过程与过氧酸的存在无关，讨论了反应过程中催化剂的状态及活性中间体，并运用ＵＶ－Ｖｉｓ、ＥＳＲ等手段进行了表征，实验结果有最佳     

铁(Ⅲ)的氮杂环配合物的合成、结构及对环己烷氧化的催化性能

制备了铁氮杂环配合物[Fe(H2L)2]·(CH3COO)2·(OH)·H2O(H2L=2,6-二(5-甲基-1H-吡唑-3-基)吡啶),通过元素分析、X射线粉末衍射和X射线单晶结构分析等技术手段表征了它的结构。 将其用于液相环己烷的催化氧化,系统研究了H2O2用量、HNO3用量、水量、反应时间和温度等对中间活性物种环己基过氧化氢(C6H11OOH) 的生成和分解的影响,探讨了反应机理。 结果表明,H2O2是氧化环己烷为C6H11OOH的主要氧化剂;硝酸对此过程没有氧化作用,但能大幅度提高C6H11OOH分解成环己醇(酮)的分解速率。 H2O会抑制中间物种C6H11OOH的生成和分解,而降低催化剂的比活性。 在不同反应阶段,C6H11OOH和环己醇(酮)的生成速率不同。 升温能促进C6H11OOH的分解速率,而有利于环己醇(酮)的生成。     

MoO3/介孔Al2O3催化氧化脱除模拟油中的硫

以环己烷为溶剂,二苯并噻吩（DBT）、苯并噻吩（BT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）、噻吩（Th）作为模型含硫化合物配制成模拟油,在MoO3/介孔Al2O3-H2O2体系中对模拟油催化氧化脱硫进行了研究. 考察了MoO3负载量、氧化剂用量、催化剂用量、氧化反应温度及反应时间对DBT脱除效果的影响. 实验结果表明：在MoO3负载量为20%,催化剂用量为1.5%,氧化剂H2O2与模拟油中硫的摩尔比为4,反应温度为60℃,反应时间为40分钟时DBT脱除率最高,达99.4%,几乎可以被完全脱除;在此条件下模型化合物的氧化反应活性顺序为：DBT > 4,6-DMDBT >BT>Th.     

反应萃取法合成戊二醛中H3PMoxW12—xO40的催化作用

杂多酸Ｈ３ＰＭｏｘＷ１２－ｘＯ４０是通过其适宜的酸性,氧化性的双功能的配合催化,使Ｈ２Ｏ２氧化环戊烯为戊二醛,液－液相转移反应萃取氧化过程是杂多酸与相转移催化剂形成油溶性配合物,此配合物在相界面被Ｈ２Ｏ２氧化为过氧化杂多酸配合物,过氧化杂多酸配合物在有机相可能机理是Ｈ２Ｏ２氧化杂多酸为过氧化杂多酸。