Fe/Cu-HMS分子筛选择性催化氧化苯甲醇的研究

采用溶胶-凝胶法,室温条件下合成了不同Cu含量的Fe/Cu-HMS介孔分子筛催化剂,通过X-射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附和扫描电镜(SEM)对合成的催化剂进行了表征;在无助剂条件下,以苯甲醇氧化为反应探针,考察了催化剂Fe/Cu-HMS的催化活性。研究表明:铁、铜部分进入分子筛骨架,没有改变分子筛的介孔结构,具有良好的分散性;在80℃反应温度下,苯甲醇与过氧化氢摩尔比为1∶2,Fe/Cu(50)-HMS为催化剂,反应时间4 h,苯甲醇转化率可达69.9%,苯甲醛选择性达到90.0%,催化剂在重复使用3次后活性基本不变。     

纳米钯催化剂对甲醇的电催化氧化

采用水热法,以甲醛作还原剂还原Pd2+-EDTA络合物,制得钛基纳米钯颗粒电极(nanoPd/Ti).扫描电子显微镜(SEM)显示,纳米钯颗粒直径约为60 nm,形成三维立体网状结构.在碱性溶液中,循环伏安及交流阻抗测试分别表明:nanoPd/Ti电极对甲醇氧化有极高的阳极电流、较低的起始氧化电位和较强的抗CO毒化能力.在nanoPd/Ti电极上甲醇电氧化反应的阻抗值较低,增加甲醇浓度,电极阻抗更低.电极对甲醇氧化具有极好的电催化活性.     

Ag/SBA-15低温气相选择性催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

以SBA-15为载体,采用浸渍法制备了不同Ag含量的Ag/SBA-15,通过N₂吸附-脱附、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体质谱对催化剂进行了表征。将Ag/SBA-15用于苯甲醇气相选择性催化氧化合成苯甲醛,研究了反应条件对转化率和选择性的影响。结果表明,Ag/SBA-15具有均一的一维孔道结构、较厚的孔壁（3-5 nm）及较大的比表面积（411-541 m²/g）,其规整纳米空间的限域作用使一定负载量的Ag以纳米尺寸均匀分散于介孔SBA-15孔道内,增加了活性组分的比表面积。亲核性氧物种从Ag到SBA-15表面的氧溢流,提高了低温下Ag/SBA-15对苯甲醇气相选择性氧化合成苯甲醛的催化性能。5.3% Ag/SBA-15中的Ag粒径为5-6 nm,且均匀分散于载体孔道中,反应温度为220℃时,苯甲醇转化率为87%,苯甲醛选择性为95%;240℃时,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性分别高达94%和97%;并在240-300℃范围内,其催化活性和选择性保持不变,表现出了良好的温度耐受能力。催化剂经活化再生可以连续使用40 h,选择性基本保持不变。     

WS_2/WO_3光催化选择性氧化苯甲醇制备苯甲醛

采用H2S高温硫化WO3的方法制备了一系列WS2/WO3光催化剂,利用X射线粉末衍射仪、紫外可见光谱仪分析了产物的结构及光吸收性能,考察了WS2/WO3光催化剂光催化选择性氧化苯甲醇制备苯甲醛的性能,讨论了WS2的含量、反应时间、反应液pH对光催化选择性氧化反应过程的影响.结果表明:与WO3和经深度硫化的WO3相比,适当的硫化能显著改善催化剂对苯甲醇的选择性氧化行为,反应时间及pH对苯甲醇的转化率及生成苯甲醛的选择性均有重要影响.     

NaOH溶液中Ni基石墨修饰电极上甲醇电氧化过程中钴与铜的协同效应

在NaOH溶液(0.1 mol/L)中考察了Ni, Co和Cu二元和三元合金修饰的石墨电极上甲醇电氧化反应性能.采用循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱(EIS)等技术研究了修饰电极的催化活性和协同效应.这些催化剂在含有Ni, Cu和Co离子溶液的阴极电位上反复浸渍石墨电极制得.结果表明,在甲醇存在下, Ni基三元合金修饰电极(G/NiCuCo)对甲醇氧化反应的响应值明显高于其它样品.阳极峰值电流与扫描速率的平方根呈线性关系,表明该过程受扩散控制.在CA区域,该反应遵循Cottrellin特性,甲醇扩散系数为6.25×10–6 cm2/s.甲醇氧化反应速率常数为40×107 cm3/(mol·s).另外,采用EIS研究了修饰电极表面上甲醇催化氧化反应.     

Ag/SBA-15低温气相选择性催化氧化苯甲醇合成苯甲醛（英文）

以SBA-15为载体,采用浸渍法制备了不同Ag含量的Ag/SBA-15,通过N2吸附-脱附、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体质谱对催化剂进行了表征.将Ag/SBA-15用于苯甲醇气相选择性催化氧化合成苯甲醛,研究了反应条件对转化率和选择性的影响.结果表明,Ag/SBA-15具有均一的一维孔道结构、较厚的孔壁(3–5 nm)及较大的比表面积(411–541 m2/g),其规整纳米空间的限域作用使一定负载量的Ag以纳米尺寸均匀分散于介孔SBA-15孔道内,增加了活性组分的比表面积.亲核性氧物种从Ag到SBA-15表面的氧溢流,提高了低温下Ag/SBA-15对苯甲醇气相选择性氧化合成苯甲醛的催化性能.5.3%Ag/SBA-15中的Ag粒径为5–6 nm,且均匀分散于载体孔道中,反应温度为220°C时,苯甲醇转化率为87%,苯甲醛选择性为95%;240°C时,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性分别高达94%和97%;并在240–300°C范围内,其催化活性和选择性保持不变,表现出了良好的温度耐受能力.催化剂经活化再生可以连续使用40 h,选择性基本保持不变.     

钴镁铝类水滑石液相选择性催化苯甲醇氧化合成苯甲醛

采用共沉淀法制备了不同Co₂AlMg_x(x=0.5、1、1.5和2)原子比的类水滑石,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、表面孔吸附(BET)及电感耦合等离子光谱(ICP)等技术手段表征了催化剂的结构、组成和比表面积,并考察了其催化苯甲醇选择氧化制苯甲醛的性能。 结果表明,随着Mg含量的增加,催化剂的碱性增强,苯甲醛的选择性提高。 在优化条件:苯甲醇0.02 mol,催化剂Co₂AlMg₁类水滑石100 mg,过氧化氢叔丁醇0.04 mol,溶剂乙腈8 mL,反应温度60 ℃,反应时间9 h下,苯甲醇的转化率为39.5%,苯甲醛的选择性达到89.2%。 催化剂重复使用5次后其活性与选择性未见明显降低,表明催化剂具有较好的稳定性。     

氧化镁载金钯双金属无溶剂催化氧化苯甲醇制备苯甲醛

以聚乙烯醇(PVA)为保护剂,经NaBH₄还原制备金钯纳米双金属并负载到Na₂SiO₃改性的MgO载体MgO-X上,得到Au-Pd/MgO-X催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术手段对Au-Pd/MgO-X催化剂的组成、结构和载体碱强度进行了表征。结果表明,该催化剂可在无溶剂条件下催化苯甲醇氧化,随着Au-Pd/MgO-X催化剂碱性增强,产物苯甲醛的选择性提高;在苯甲醇0.1 mol、催化剂Au-Pd/MgO-X 100 mg、O₂ 0.5 MPa、反应时间3 h、反应温度120℃的条件下,苯甲醇转化率为49.5%时,苯甲醛的选择性达94.7%。催化剂重复使用5次,活性和选择性无明显变化,表明催化剂具有良好的活性及稳定性。     

苯甲醇的绿色选择性氧化

醇的氧化是制备醛和酮的重要反应之一,也是有机化学理论教学和实验教学的一个重点内容。目前,大多数本科生实验教材安排了环己醇氧化合成环己酮的实验。虽然现有实验教材提供了一例将伯醇氧化为醛的方案,即采用Na₂WO₄·2H₂O/（C₄H₉）₄NHSO₄催化体系,在90°C用H₂O₂将苯甲醇选择性氧化为苯甲醛,但是存在着产率低、安全性不高和重金属污染等问题。本文采用Fe（NO₃）₃·9H₂O、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物（4-OH-TEMPO）和乙酸（HOAc）为催化剂、O₂为氧化剂,以H₂O为溶剂,在温和的反应条件下高选择性地将苯甲醇氧化为苯甲醛,分离产率可达91%,这为伯醇的选择性氧化提供了一个低成本且高效绿色的实验教学新方案。同时,在实验过程中引入薄层色谱、气相色谱、快速制...     

A Simple Polyoxometallate for Selective Oxidation of Benzyl Alcohol to Benzaldehyde with Hydrogen Peroxide

A series of Keggin‐type polyoxometallates, M₃(PW₁₂O₄₀)₂ [M=Ni, Zn, Co, Mn, Cu], FePW₁₂O₄₀, Ni₃(PMo₁₂O₄₀)₂ and Ni₂SiW₁₂O₄₀, were prepared and used as catalysts for selective oxidation of benzyl alcohol into benzaldehyde with H₂O₂ as an oxidant under solvent‐free condition. Ni₃(PW₁₂O₄₀)₂·26H₂O afforded high catalytic activity with TON of 550.6 mol/(mol cat.) and 87.3% selectivity. However, this catalyst can be easily recovered and reused.     

Pd/PMO-SBA-15 催化剂催化苯甲醇选择氧化反应性能

 研究了 PMO-SBA-15 材料负载的金属钯纳米粒子 (Pd/PMO-SBA-15) 在水相中催化苯甲醇选择氧化制苯甲醛的反应. 考察了纳米粒子种类、氧化剂用量、反应时间和反应温度等对苯甲醇转化率及苯甲醛选择性的影响. 结果表明, 以水为溶剂, 以 H2O2 (30%) 为氧化剂时, 可得到较高的苯甲醇转化率和苯甲醛选择性. 当以 0.05 g 的 2%Pd/PMO-SBA-15 为催化剂, H2O2 用量为 1.5 ml, 反应温度为 80 oC, 反应 4 h 时, 苯甲醇转化率和苯甲醛选择性分别达到 97.1% 和 100.0%. 对该催化体系的重复使用性能进行了考察. 结果发现, 随着使用次数的增加, 苯甲醇转化率有所下降, 但苯甲醛选择性保持不变.     

碱液中L-抗坏血酸盐离子电氧化过程中Ag电催化剂的多硫化物中毒(英文)

L-Ascorbate anion electro-oxidation on a silver electrode in hydroxide solution in the absence and presence of sodium polysulfide of concentrations from 1 × 10-5 to 4.5 × 10-4 mol/L was studied using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy.Both hydroxide and polysulfide ions inhibited L-ascorbate ion oxidation,with the poisoning effect of polysulfide ion being more pronounced in the potential range of-0.3 to-0.2 V/SCE.The time constants for L-ascorbate ion oxidation in the absence and presence of polysulfide were,10-3 to 1 × 10-2 s and 1 × 10-4 to 1 × 10-2 s,respectively depending on the potential used for the impedance analysis.Based on the cyclic voltammetry findings,a mechanism for L-ascorbate oxidation in the presence of polysulfide ions was proposed.Impedance calculations based on the kinetic analysis can account for the occurrence of a negative impedance in a potential region around-0.2 V/SCE in the Nyquist polts.     

镍铁氰化物纳米粒子的合成及其多相催化无溶剂条件下苯甲醇氧化的潜能(英文)

Nickel hexacyanoferrate nanoparticles were synthesized and characterized using elemental analysis, thermal analysis, infrared spectroscopy, and X-ray diffraction. A FE-SEM image of the nickel hexacyanoferrate showed that it consists of nearly spherical particles with sizes ranging from 30 to 70 nm. The synthesized material was found to be a heterogeneous catalyst useful for the solvent-free oxidation of benzyl alcohol with H2O2 as an oxidant. A 36% conversion of benzyl alcohol to benzaldehyde was achieved under optimized reaction conditions using specific parameters such as the amount of catalyst, the temperature, the benzyl alcohol to H2O2 molar ratio, and the reaction time.     

纳米孔炭负载 MnOx 催化剂上苯甲醇氧化反应性能

 以纳米孔炭 (NC) 为载体, 采用浸渍法制备了一系列 MnOx/NC 催化剂, 并用于以空气为氧源的苯甲醇液相氧化反应. 通过 X 射线衍射、X 射线光电子能谱、N2 吸附-脱附和 H2-程序升温还原等手段对催化剂进行了表征, 考察了催化剂中 Mn 负载量和焙烧温度, 以及反应条件等对反应性能的影响. 结果表明, 10%MnOx/NC 催化剂的活性较高, 反应 4 h 后苯甲醇转化率可达 80.4%; 明显高于活性炭负载的 MnOx 催化剂. 这主要归因于其表面存在大量高分散、且易于还原的 Mn 物种.     

Cu-BTC及其衍生物在苯甲醇选择氧化反应中的催化活性

以硝酸铜和均苯三甲酸(BTC)为原料,水热合成了一种金属有机骨架化合物Cu-BTC,在水相中催化苯甲醇选择氧化反应,H2O2氧化剂,优化了Cu-BTC的晶化条件.70℃反应1 h,Cu-BTC(110C/24 h)上的苯甲醇转化率为75.4%、苯甲醛选择性83.5%,但反应后Cu-BTC骨架完全塌陷.在氮气中高温焙烧Cu-BTC,制得衍生物Cu@C,也用于催化苯甲醇氧化反应.结果表明:Cu@C催化剂重复使用5次,可维持较高的苯甲醇转化率,但苯甲醛选择性有所下降.用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)、热分析(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、能量色散X射线光谱分析(EDX)等技术对催化剂进行了结构表征,发现:Cu@C在反应中生成的Cu2O促进了苯甲醛的深度氧化.     

石墨相氮化碳在光催化苯甲醛氧化耦合制氢领域的研究进展

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一类非金属聚合物半导体材料, 具有良好的可见光响应、 优异的化学稳定性和可调节的能带结构, 在光催化分解水制氢、 空气净化、 环境修复等领域有着广阔的应用前景. 目前, g-C₃N₄光催化分解水的研究主要聚焦析氢半反应, 而牺牲试剂的氧化反应以及光生空穴则未被加以利用. 光催化苯甲醇氧化反应具有较高的选择性, 在光催化制氢的同时还能够获得苯甲醛. 我们结合最新国内外研究成果, 系统地综述了g-C₃N₄在光催化苯甲醇氧化耦合制氢方面的应用, 从分子改性、 显微结构及缺陷调控、 非金属元素掺杂、 金属负载和复合材料设计等5个方面介绍了g-C₃N₄光催化苯甲醇氧化提升性能的研究策略. 重点总结了g-C₃N₄的结构和光生载流子分离效率对催化性能的影响, 并对g-C₃N₄光催化苯甲醛氧化耦合制氢的后续发展进行了展望.     

多金属氧酸盐催化苯甲醇的选择性氧化：一个绿色可循环的高效催化氧化体系

以Keggin结构的几类杂多酸和三乙胺（TEA）为原料,通过简单的酸碱反应合成了相应杂多酸的TEA盐。 并以它们作为催化剂,30％H2O2作氧化剂,在不使用长链相转移剂的条件下,研究了它们催化苯甲醇选择氧化制备苯甲醛的反应性能。 结果表明,该类催化剂在苯甲醇的选择氧化反应中具有比相应杂多酸更高的催化活性或选择性。 其中[TEAH]H2PW12O40为最佳催化剂,在适宜的反应条件下,该催化剂上苯甲醇转化率可达99.5％以上,苯甲醛选择性达~100％。 催化剂可以被分离和循环使用多次,活性、选择性基本不变。 用水作溶剂,避免了有机溶剂的使用,是一个高效、绿色的苯甲醛选择氧化体系。     

Controllable Assembly of Vanadium-Containing Polyoxoniobate-Based Materials and Their Electrocatalytic Activity for Selective Benzyl Alcohol Oxidation

During the controllable synthesis of two vanadium-containing Keggin-type polyoxoniobates (PONbs), [Ni(en)₂]₅[PNb₁₂O₄₀(VO)₅](OH)₅·18H₂O (1) and [Ni(en)₃]₅[PNb₁₂O₄₀(VO)₂]∙17H₂O (2, en = ethylenediamine) are realized by changing the vanadium source and hydrothermal temperature. Compounds 1 and 2 have been thoroughly characterized by single-crystal X-ray diffraction analysis, FT-IR spectra, X-ray photoelectron spectrum (XPS), powder X-ray diffraction (PXRD), etc. Compound 1 contains a penta-capped Keggin-type polyoxoniobate {PNb₁₂O₄₀(VO)₅}, which is connected by adjacent [Ni(en)₂]²⁺ units into a three-dimensional (3D) organic-inorganic framework, representing the first nickel complexes connected vanadoniobate-based 3D material. Compound 2 is a discrete di-capped Keggin-type polyoxoniobate {PNb₁₂O₄₀(VO)₂} with [Ni(en)₃]²⁺ units as counter cations. Compounds 1 and 2 have poor solubility in common solvents and can keep stable in the pH range of 4 to 14. Notably, both 1 and 2 as electrode materials are active for the selective oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde. Under ambient conditions without adding an alkaline additive, compound 1 as a noble metal free electrocatalyst can achieve 92% conversion of benzyl alcohol, giving a Faraday efficiency of 93%; comparatively, 2 converted 79% of the substrate with a Faraday efficiency of 84%. The control experiments indicate that both the alkaline polyoxoniobate cluster and the capped vanadium atoms play an important role during the electrocatalytic oxidation process.