多孔SiO_2·xH_2O负载RuB纳米粒子催化喹啉加氢反应

通过水解,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护,NaOH刻蚀等方法制备了多孔及富含表面羟基的SiO2·xH2O负载的RuB催化剂RuB/SiO2·xH2O,并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和BET(Brunauer-Emmett-Teller)等手段对该催化剂进行了表征.结果表明该催化剂具有良好的抗中毒能力,在3.0MPa的H2压力和80℃的温和反应条件下,喹啉的转化率高于95%,生成1,2,3,4-四氢喹啉的选择性高于97%.并系统研究了表面羟基和溶剂对催化剂性能的影响,发现以水为溶剂时,RuB/SiO2·xH2O对喹啉加氢反应展示出较高的活性和对1,2,3,4-四氢喹啉较高的选择性,催化剂能够多次循环使用.这一体系的优异催化性能归属于载体表面羟基和水的协同作用.     

Pt/Fe双金属Fischer-Tropsch催化剂的设计、合成及表征

利用强静电吸附(SEA)理论,根据Fe2O3与SiO2表面不同的零电荷点(PZC),将铂盐溶液pH值调控后浸渍在Fe2O3/SiO2的载体上,制备出Pt/Fe双金属Fischer-Tropsch(F-T)催化剂,通过N2吸脱附技术、X射线衍射(XRD)、扫描投射电镜(STEM)和X射线能量散射谱(EDS)对催化剂的结构、形貌及组成进行表征.结果表明浸渍过程中PtCl62-离子定向选择性地吸附在Fe2O3表面,而非SiO2表面.与传统浸渍(IW)法制备的催化剂比较,Pt与Fe紧密结合在一起,还原后形成高度分散均一的纳米颗粒,粒径尺寸在2 nm左右.以F-T合成反应作为模型反应对催化活性进行表征,强静电吸附法合成的催化剂表现出优异的催化性能,反应进行150 h后CO转化率仍保持在51%以上.     

Ce助剂对V/SiO_2催化CO_2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.     

费托合成:SiO_2和Al_2O_3负载的Co_2C催化剂的表征和评价

采用CO碳化SiO2和Al3O4负载的Co(NO3)2的方法制备了SiO2和Al3O4负载的Co2C催化剂,采用N2物理吸附、X射线衍射和H2-程序升温还原技术对催化剂进行了表征,并用于催化费托合成反应中.结果显示,需要较长碳化时间才可合成负载的Co2C催化剂;所制催化剂表现出CO加氢生成高碳醇的催化性能,其原因可能在于催化剂表面存在的金属Co物种使CO解离,表面Co物种有利于CO插入,从而导致醇的生成,但体相Co2C则不具有催化活性.     

通过CeOx修饰提高金纳米颗粒在CO氧化反应中的催化活性和耐久性

CO催化氧化是一个重要的经典反应,与许多应用息息相关,包括痕量CO气体检测、汽车尾气净化和安全防护等,吸引了人们广泛的研究兴趣.负载型Au纳米颗粒在CO氧化等许多反应中有着与众不同的催化活性,具有广泛的应用前景,但依然存在着稳定性差、易团聚失活的问题.人们通过应用多孔载体隔离Au纳米颗粒,在Au纳米颗粒表面覆盖金属氧化物、二氧化硅或碳,以及对Au纳米粒子进行封装等方法解决这些问题.尤其是利用金属氧化物与Au纳米粒子间的强相互作用对其进行覆盖或封装,有效地提高了Au催化材料的稳定性.但以上策略操作流程复杂,不利于应用.本文发展了一种简单有效的方法,通过EDTA的络合作用引入CeOx对Au纳米粒子进行修饰,得到的CeOx@Au/SiO2催化剂活性和耐久性明显提升.采用X射线衍射(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)证明了CeOx成功地修饰在Au纳米颗粒上.且通过EDTA引入CeOx所制备的CeOx@Au/SiO2催化剂结构明显不同于直接加入纳米CeO2所得到的CeOx-Au/SiO2的结构.EDTA的络合作用能有效地连结Ce与Au物种,经焙烧消除EDTA后,加强了CeOx与Au间相互作用,最终在Au纳米粒子表面形成丰富的CeOx颗粒与原子级厚度的CeOx层.进一步应用X射线光电子能谱(XPS)和氢气程序升温还原(H2-TPR)等手段研究了CeOx修饰对Au纳米粒子的影响.XPS结果表明,CeOx@Au/SiO2催化剂带正电的Au+和Au3+的浓度明显高于一般的Au/SiO2和直接加入CeO2制备得到的CeOx-Au/SiO2催化剂.H2-TPR同样表明,CeOx修饰调变了Au纳米粒子的氧化还原性.这些均对其在CO催化氧化反应中的催化活性具有重要影响将CeOx@Au/SiO2催化剂用于CO催化氧化反应中,160°C时,CO转化率达98.8％,至180°C后实现了CO的完全转化.而一般的Au/SiO2催化剂在160°C时CO转化率仅为4.0％,CO的完全转化则需340°C.直接加入纳米CeO2所得到的CeOx-Au/SiO2催化剂,其催化活性略有提升,CO完全转化所需的温度为300°C.这充分证明了通过CeOx修饰Au纳米粒子,能有效提升其催化活性.原位漫反射红外光谱(DRIFT)结果表明,CeOx修饰促进了CO在Au表面的吸附,并能形成[Au(CO)2]δ+物种;同时还观察到大量的单齿CO32? 物种信号,反映了CeOx@Au/SiO2催化剂表面存在丰富的活性氧物种.通入O2后,观察到了大量CO32?物种信号和气相CO2,印证了催化剂表面发生的CO催化氧化过程,也表明其具有非常高的催化活性.考察了CeOx@Au/SiO2催化剂的耐久性,发现经50 h CO氧化反应,催化剂依然能有效保持活性.相比之下,Au/SiO2催化剂经10 h反应后,开始明显失活.由此可见,CeOx@Au/SiO2催化剂具有相当高的耐久性.在600°C将催化剂焙烧3 h,发现Au/SiO2催化剂中Au纳米粒子存在明显团聚现象,而CeOx@Au/SiO2催化剂的Au纳米粒子依然均匀分布在载体表面,且粒径未发生明显变化.     

一种改进的脱水方式对费托合成铁基催化剂结构性质与催化性能的影响

研究了一种改进的脱水方式对费托(F-T)合成铁基催化剂结构性质与催化性能的影响.在n(H2)/n(CO)=0.67,WHSV=1000 h-1,p=1.5 MPa和t=250 ℃的条件下对催化剂进行了浆态床F-T合成反应性能评价实验,并采用低温N2物理吸附、X射线衍射、原子发射光谱、X射线光电子能谱、氨程序升温脱附、穆斯堡尔谱和高分辨透射电镜等技术对催化剂进行了表征.结果表明,水处理和二次干燥得到的催化剂比表面积增加,颗粒减小,铁氧化物的分散程度增大,其表面的SiO2/Fe比例明显减小;该催化剂F-T合成反应活性有所增加;表面酸性有所增强,导致烃产物选择性向低碳数方向偏移.     

Mg3(VO4)2的环己烷氧化脱氢性能与X射线光电子能谱分析

采用X射线光电子能谱对柠檬酸法制备的Mg3( VO4)2催化剂表面物种进行了研究,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和氢气程序升温还原(H2 - TPR)对催化剂的表征结果及其在环己烷氧化脱氢反应中的催化性能,进一步探讨了Mg3( VO4)2催化剂表面物种与其催化性能之间的关系...     

SiO2 负载壳聚糖席夫碱钯催化剂催化芳香醛酮还原为芳香烃

 制备了 SiO2 负载的壳聚糖席夫碱钯催化剂, 利用 X 射线衍射、红外光谱和热重等方法对催化剂进行了表征, 并考察了该催化剂催化羰基加氢为亚甲基的反应性能, 以二苯甲酮为底物, 系统地研究了反应时间、反应温度和催化剂用量等因素对反应性能的影响. 结果表明, 该催化剂具有较高的催化芳香羰基加氢为亚甲基的活性和选择性, 且反应可在较低的温度和常压的温和条件下进行. 关键词：壳聚糖; 席夫碱;     

Co/SiO2催化剂催化费托合成中CeO2助剂的作用

 在Co/SiO2催化剂中加入少量CeO2助剂, 能够提高其催化费托(FT)反应的活性和液态烃(Ｃ5+)的选择性,特别是可以生成优质的高附加值柴油及润滑油基础油(C12+), 但助剂CeO2对Co/SiO2催化剂的作用目前仍存在争议. 本文利用X射线衍射、程序升温还原、程序升温脱附、程序升温表面反应、 X射线光电子能谱、扫描电镜和同位素脉冲反应结合H-D同位素交换等方法对催化剂进行了表征,并采用微反评价考察了催化剂的催化性能. 表征结果表明,少量CeO2助剂的添加提高了活性组分Co在催化剂表面的分散度,降低了催化剂表面Co的晶粒度,使催化剂对CO和H2的吸附性能发生了改变. 同位素脉冲反应结合H-D交换实验表明, CeO2的添加减弱了Co的金属性,提高了其吸附解离氢的能力和CO吸附量,增大了催化剂表面活性碳物种的浓度和聚合趋势,使FT合成的碳链增长几率增大至0.90, 产物中液态烃选择性和重质烃含量明显增加,说明CeO2的加入有利于生成高附加值的柴油和润滑油基础油.     

K2SiO3/C颗粒催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法将钾水玻璃负载于碳颗粒(粒径1～3.5 mm)上,经120℃烘干后制得K2SiO3/C催化剂.以X射线衍射、扫瞄电镜-能量色散X射线与Hammett指示剂等方法对样品进行了表征.以K2SiO3/C为催化剂,大豆油为原料,进行酯交换反应制备生物柴油,考察了催化剂用量、醇/油摩尔比、反应时间(微波与传统加热)等因...     

Catalytic performance of chitosan‐Schiff base supported Pd/Co bimetallic catalyst for acrylamide with phenyl halide

The chitosan‐Schiff base supported palladium and cobalt bimetallic complex was synthesized in a simple method and characterized by Fourier‐transform infrared spectroscopy (FT‐IR), powder X‐ray diffraction (XRD), and X‐ray photoelectron spectra (XPS). It was found that the catalyst has great activity and stability in the coupling of acrylamide (AA) with the phenyl halide. The influence of various bimetallic catalysts, the different molar ratio of Co/Pd, the bases, the amount of the catalyst and base, and the molar ratio of iodobenzene/AA on the reaction were investigated. The results showed that the catalytic activity of the molar ratio of Co/Pd (3/1) was the best when the iodobenzene was used as a substrate. The yield of the cinnamamide did not change significantly after ten runs. It has been revealed that the catalyst was efficient for the reaction. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

磁性纳米颗粒负载钯催化剂对Heck反应的催化活性

采用水热法合成了碳包埋磁性纳米复合颗粒C/(Au@Fe),并以之为载体制备了纳米钯催化剂,利用透射电镜、X射线光电子能谱和振动样品磁强计等手段对催化剂进行了表征,评价了催化剂对Heck反应的催化活性.结果表明,催化剂的平均粒径约为300nm,表面覆盖着一层粒径为12nm的钯颗粒,整个催化剂呈现超顺磁性.对于碘代苯与丙烯酸之间的Heck反应,在乙酸钠或三乙胺碱性条件下反应4h,碘代苯转化率可达95%以上.催化剂重复使用10次时仍可保持很高的催化活性(碘代苯转化率88%).对于其他不同反应底物之间的Heck反应,催化剂同样显示有较高的催化活性.催化剂可稳定分散于反应体系中,并可在外磁场作用下快速与反应体系分离.     

Cu2O/SiC高效催化卤代芳烃与酚类的Ullmann偶联反应

卤代苯与酚类化合物反应制取二芳基醚是现代有机合成中的一个重要反应.传统的二苯醚合成方法是铜催化卤代苯与酚类化合物的Ullmann型C-O偶联反应,但是这种方法需要苛刻的反应条件.后来,人们发现了Pd(0)和Cu(Ⅰ)基催化剂,但是前者成本较高,且需要使用昂贵的配体,因此其应用受到了限制,而铜作为一种成本较低的催化剂受到了越来越多的关注.铜催化剂可以分为均相和非均相两大类.均相铜催化剂使用的是铜盐,并且需要加入配体,成本较高,且不易分离和循环利用.非均相铜催化剂研究较多的是CuO,Cu2O及Cu纳米颗粒,其中Cu2O纳米颗粒催化剂对Ullmann型C-O偶联反应具有很高的催化活性,但是它在潮湿的空气中容易被氧化,因此需要寻找一种合适的载体防止Cu2O纳米颗粒被氧化.SiC具有优良的化学稳定性及导电导热性能,并且作为载体己经成功应用到很多热催化及光催化反应中.本文以高比表面积的SiC为载体,以二乙二醇作为溶剂和还原剂,采用传统的两步液相还原法制备了Cu2O/SiC催化剂,并通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和H2程序升温还原等方法对Cu2O/SiC催化剂进行了表征.SEM和TEM结果表明,Cu2O纳米颗粒均匀分散在SiC表面,同时上述表征结果都表明Cu在SiC上主要以Cu2O的形式存在.将制备的Cu2O/SiC催化剂用于催化卤代芳烃与酚类的Ullmann C-O偶联反应中.以碘苯和苯酚的Ullmann C-O偶联反应为模型实验,考察了反应温度、反应时间、溶剂、碱的种类及用量和催化剂用量等条件的影响,得到了碘苯与苯酚UllmannC-O偶联反应的最优反应条件为:卤代芳烃14 mmol,酚类14 mmol,1.0当量的Cs2CO3,Cu2O/SiC(5 wt％) 10 mg,四氢呋喃10mL,在Ar气氛下150℃反应3h.在该条件下,二苯醚收率达到97％,转化频率(TOF)高达1136 h-1.Cu2O/SiC催化剂对Ullmann C-O偶联反应具有很好的普适性,并且对Ullmann C-S偶联反应也表现出很高的活性,TOF高达1186h-1.以碘苯和苯酚的Ullmann C-O偶联反应为基准实验,对催化剂的循环稳定性进行了考察.Cu2O/SiC催化剂五次循环后二苯醚的收率从97％降低至64％,这主要是由于活性组分Cu2O的流失所致.     

壳聚糖席夫碱钯催化碘代苯与丙烯酸乙酯反应

以水杨醛与壳聚糖反应制得的壳聚糖席夫碱配体再与PdCl2反应制得了壳聚糖席夫碱钯催化剂。研究了该催化剂对碘代苯(PhI)与丙烯酸乙酯(EA)偶联生成反式肉桂酸乙酯反应的催化性能。考察了原料比、缚酸剂种类及其用量、反应温度、溶剂、催化剂用量、反应时间等因素对该反应的影响,确定了该催化反应的最佳反应条件。该催化剂经过滤分离、溶剂洗涤,循环使用4次仍有较高的催化活性。     

壳聚糖席夫碱钯配合物催化碘代苯与苯乙烯交叉偶联反应的研究

水杨醛与壳聚糖反应制得壳聚糖席夫碱配体,此配体与钯盐反应得到壳聚糖席夫碱钯催化剂.研究了该催化剂对碘代苯(PhI)与苯乙烯偶联生成反式-二苯乙烯的催化性能.考察了不同反应因素(原料比、缚酸剂种类及其用量、反应温度、溶剂、催化剂用量、反应时间)对该反应的影响,由此确定了该催化反应的最佳反应条件.该催化剂经过滤分离、溶剂洗涤,循环使用6次仍有较高的催化活性,该催化剂对取代碘苯与苯乙烯的反应也有较高的催化活性.     

超顺磁性介孔纳米颗粒嫁接肟Pd环络合物对Heck反应的催化活性

采用溶胶-凝胶法制备出介孔二氧化硅包裹四氧化三铁纳米复合颗粒,在其表面修饰巯基,并以此为载体通过-SCH2-化学键嫁接长链的肟钯环络合物.利用透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、N2吸附-脱附、X光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)等手段对催化剂进行表征,通过Heck反应对催化剂的活性进行评价.实验结果表明:所制备的磁性颗粒直径约为150nm,比表面积为287.0m2·g-1,且具有大小为3.5nm呈不规则的孔道结构,整个催化剂呈现超顺磁性.对于碘代苯与丙烯酸乙酯之间的Heck反应,2.5h后碘代苯的转化率可达到99%,催化剂在重复使用6次后能保持很高的催化活性(碘代苯转化率为95%).催化剂可稳定分散于反应体系中,并可在外磁场作用下快速与反应体系分离.     

N‐heterocyclic carbene–palladium(II) complex supported on magnetic mesoporous silica for Heck cross‐coupling reaction

Magnetic mesoporous silica was prepared via embedding magnetite nanoparticles between channels of mesoporous silica (SBA‐15). The prepared composite (Fe₃O₄@SiO₂‐SBA) was then reacted with 3‐chloropropyltriethoxysilane, sodium imidazolide and 2‐bromopyridine to give 3‐(pyridin‐2‐yl)‐1H‐imidazol‐3‐iumpropyl‐functionalized Fe₃O₄@SiO₂‐SBA as a supported pincer ligand for Pd(II). The functionalized magnetic mesoporous silica was further reacted with [PdCl₂(SMe₂)₂] to produce a supported N‐heterocyclic carbene–Pd(II) complex. The obtained catalyst was characterized using Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, energy‐dispersive X‐ray analysis, vibrating sample magnetometry, Brunauer–Emmett–Teller surface area measurement and X‐ray diffraction. The amount of the loaded complex was 80.3 mg g^?1, as calculated through thermogravimetric analysis. The formation of the ordered mesoporous structure of SBA‐15 was confirmed using low‐angle X‐ray diffraction and transmission electron microscopy. Also, X‐ray photoelectron spectroscopy confirmed the presence of the Pd(II) complex on the magnetic support. The prepared magnetic catalyst was then effectively used in the coupling reaction of olefins with aryl halides, i.e. the Heck reaction, in the presence of a base. The reaction parameters, such as solvent, base, temperature, amount of catalyst and reactant ratio, were optimized by choosing the coupling reaction of 1‐bromonaphthalene and styrene as a model Heck reaction. N‐Methylpyrrolidone as solvent, 0.25 mol% catalyst, K₂CO₃ as base, reaction temperature of 120°C and ultrasonication of the catalyst for 10 min before use provided the best conditions for the Heck cross‐coupling reaction. The best results were observed for aryl bromides and iodides while aryl chlorides were found to be less reactive. The catalyst exhibited noticeable stability and reusability.     

木质素-四乙烯五胺负载钯配合物的制备及对Suzuki反应的催化性能

采用较温和的Mannich反应制得了木质素-四乙烯五胺,并以其为载体通过简单的方法制备了木质素-四乙烯五胺负载钯催化剂。利用TG、DTA和XPS等测试技术对其结构进行了表征。该催化剂对碘苯与四苯硼钠的Suzuki反应有较好的催化活性,在80℃下空气氛围中反应8h,以V(DMF)∶V(H2O)=2∶1混合液为溶剂,NaHCO3为碱时,反应产率高达90.2%。催化剂可以通过简单的方法回收但重复使用性能有一定下降,重复使用4次后产率降至31.3%。     

镍(II)配合物官能化的MCM-41催化分子氧环氧化苯乙烯

制备了镍(II)席夫碱配合物官能化的MCM-41多相催化剂MCM-41-Ni.利用X射线粉末衍射、氮气物理吸附脱附、红外光谱、热重、电感耦合等离子体原子发射光谱、元素分析和透射电镜等方法对催化剂进行了表征.以氧气为氧化剂,MCM-41-Ni在催化环氧化苯乙烯的反应中表现出较高的催化活性;苯乙烯的转化率为95.2%,环氧苯乙烷的选择性为66.7%.系统地研究了反应温度、催化剂用量、溶剂以及反应时间对反应性能的影响.催化剂经过4次循环仍然表现出较好的稳定性和催化活性.     

二氧化硅负载的胂钯(0)配合物作为丙烯酸丁酯和丙烯酰胺芳基化反应高活性和高立体选择性的催化剂

A silica-supported arsine palladium(O) complex has been prepared from y-chloropropyltriethoxysilane via immobilization on fumed silica, followed by reaction with potassium diphenylarsenide and palladium chloride, and then reduction with hydrazine hydrate. The complex has been characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and it is a highly active and stereoselective catalyst for arylation of butyl acrylate and acrylamide with aryl halides, affording a variety of tram-butyl cinnamates and trans-cinnamamides in high yields.