助催化剂对Fe1-xO基氨合成催化剂活性的影响研究

用高温熔融法制备了不同化学组成的氨合成铁基催化剂。利用催化反应评价、物理吸附技术、ＸＲＤ和Ｍｌｓｓｂａｕｅｒ谱技术研究了助催化剂对Ｆｅ１－ｘＯ基和Ｆｅ３Ｏ４基催化剂的活性、比表面积和孔结构的影响。     

助催化剂对Fe1-xO基氨合成催化剂还原性能的影响

当助催化剂存在是地，Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂的还原性能明显优于Ｆｅ３Ｏ４基催化剂，其原因是铝、钾、钙的氧化物对催化剂母体相Ｆｅ１－ｘＯ和Ｆｅ３Ｏ４还原性能的影响不同。由于Ａｌ＾３＋大量地进入Ｆｅ３Ｏ４的晶格而强烈地阻止Ｆｅ３Ｏ４的还原，只有少量的Ａｌ＾３＋能进入Ｆｅ１－ｘＯ晶格，因此对Ｆｅ１－ｘＯ的还原影响很小；     

Fe1-xO基氨合成催化剂的高活性和易还原性浅析

Fe1-xO基氨合成催化剂是我国独创的新一代催化剂[1];由于其具有高活性、易还原的特点,因而在工业上得到了广泛的应用[2].我们在文献[3～6]中报道了助剂Al2O3,K2O和CaO对Fe1-xO基催化剂物理结构、活性和还原性能的影响规律以及Fe1-xO基催化剂母体相Fe1-xO的歧化行为及其助剂的影响等.本文从比活性和相对活性两个角度分析了Fei-xO基催化剂高活性的本质,从母体相的化学本质、氢在催化剂表面的吸附性能及助剂的作用等角度分析了催化剂易还原的本质,获得了一些重要而明确的结果.     

助剂对氨合成Fe1-xO基催化剂母体歧化反应的抑制作用的穆斯堡尔谱研究

Fe1-xO基氨合成催化剂具有高活性、易还原的特点[1,2].但Fe1-xO基催化剂的母体Fe1-xO在570℃以下热力学上的不稳定性是Fe1-xO基催化剂使用过程中倍受关注的重要问题之一.     

Fe1-xO基氨合成催化剂的制备化学

采用高温熔融法制备了各类铁氧化物,用XRD分析了熔融过程中的物相变化,EOS考察了熔融体凝固-冷却速率对助催化剂分布的影响.结果表明,采用大气气氛中的高温熔融法不能制取Fe₂O₃和化学计量比的FeO,前者会发生分解反应,后者会发生歧化反应;在1.333≤n(O)/n(Fe)<1.38范围时,可以制取Fe₃O₄或非化学计量比的Fe₃-yO₄;在1.113O₄和FeO的混合氧化物;在1.0451-xO,即维氏体.Fe_1-xO基催化剂的制备必须采用物理熔融与化学反应相结合的工艺.凝固冷却速度对抑制氧化亚铁的氧化反应和歧化反应,保证助催化剂的均匀分布和晶粒度均有很大影响     

Fe1-xO基氨合成催化剂高活性机理初探

 由Fe1-xO催化剂的发现所引伸的新课题及其中潜在的科学暗示,特别是Fe1-xO基催化剂的高活性机理有待深入研究. 本文根据催化剂的还原性能和表面性质及其与催化活性的关联,从Fe1-xO的化学和物理性质出发,对Fe1-xO催化剂的高活性机理提出了一些初步认识. 催化剂前驱体由Fe3O4改变为Fe1-xO,首先使得催化剂的还原易于进行,还原温度降低,还原速度加快,还原出水量减少; 其次,改变了助催化剂在催化剂中的分布,从而改变了还原后催化剂的表面性质如表面酸覆盖度和碱覆盖度及其相对比例,形成了表面酸碱协同作用,促进了表面重构,降低了N2的脱附活化能,削弱了H2的强化学吸附. 这些变化导致催化剂活性提高,同时这些变化都是由Fe1-xO的化学和物理性质引起的,只有维氏体单独存在于催化剂中催化剂才具有高活性. 提出了H2的强化学吸附与催化剂表面酸碱度有关的观点.     

稀土金属氧化物改性整体式钌基氨合成催化剂的制备和性能的研究

研究了稀土金属氧化物La2O3，CeO2，Pr2O3，Nd2O3和Sin2O3对Ru-Bd堇青石催化剂的活性的影响。利用BET，BJH，SEM，XRD，CO化学吸附等测试手段对催化剂进行表征，并对催化剂的反应性能进行评价。SEM测试结果显示La2O3呈“虫卵状”聚集在茧青石表面，而CeO2呈立方CaF2型均匀的覆盖在堇青石表面，Ru粒子呈“孤岛状”均匀地分散在铈改性的堇青石载体表面。茧青石载体经CeO2改性后，催化剂的比表面积、比孔容积以及中、微孔数量均有所提高，孔径分布也得到了明显改善。活性数据显示，适量的稀土金属氧化物均能促进Ru-Ba/堇青石催化剂的活性，其中CeO2的改性效果最好，在10MPa，475℃，5000h^-1时CeO2改性的Ru-Ba／茧青石催化剂的氨合成转化率达到9．9％。研究了CeO2对氨浓度随温度、压力、空速变化趋势的影响。     

钛硅分子筛TS-1的合成、表征及催化性能

钛硅分子筛TS-1自Taramasso等［1］首次报道合成以来,由于其优异的选择氧化催化 性能及其催化的反应具有对环境污染轻,反应条件温和等优点而备受关注. 钛硅分子筛的制 备及应用研究是分子筛催化领域中的热点之一. 在经典的合成体系中,四丙基氢氧化铵(TPAO H)常被用作模板剂［2］,这是钛硅分子筛价格较为昂贵的主要原因之一. 国内外学者 都致力于廉价合成体系的开发,Müller等［3］报道了以四丙基溴化铵(TPABr)作模板 剂合成钛硅分子筛. 对于钛源和硅源,人们往往都采用水解趋势较为缓和的钛酯和硅酯,以达 到钛源和硅源的匹配;在合成过程中,要预先将钛酯加入到乙酰丙酮或异丙醇溶剂中进行稀释 ,并对胶液进行蒸醇处理［2,3］. 这使得钛硅分子筛的合成过程更加复杂,并提高了 其合成费用. 本文以钛酸四丁酯(TBOT)和四氯化钛混合原料作钛源,成功地合成出对丙烯环 氧化具有优异催化性能的钛硅分子筛TS-1,避免了上述的复杂步骤,并降低了钛硅分子筛的成本.     

以钛酸四丁酯和四氯化钛混合物作钛源合成钛硅分子筛TS—1

以四丙基溴化铵（TPABr)作模板剂、氨水作碱源,以四氯化钛部分取代钛酸四丁酯作钛源,成功地合作了钛硅分子筛TS－1。用XRD、IR、UV－Vis等手段进行表征的结果显示,样品呈现MFI拓扑结构特征。同经典合成体系的TS－1相对比,在紫外谱图上,样品中未出现锐钛矿TiO2的特征吸收,证明混合钛源更有利于钛原子进入分子筛骨架内,合成的分子筛样品在丙烯环氧化反应中也表现出了优异的催化性能。     

钛硅分子筛中铝杂质对其性能的影响

 以四丙基溴化铵为模板剂,以硅溶胶为硅源,采用水热合成法制备了不同铝杂质含量的钛硅分子筛,并系统考察了铝杂质对钛硅分子筛性能的影响．结果表明,原料中的铝杂质可促进钛硅分子筛晶化,但同时也引入了酸性中心;在丙烯环氧化反应中,铝杂质形成的酸性中心会催化环氧丙烷与溶剂的副反应;加入少量碱性添加物可抑制铝杂质的酸催化作用,提高环氧丙烷的选择性,但过量碱性添加物会使钛硅分子筛失活．     

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.     

直接以碳化钙为炔源合成有机化合物

以往利用碳化钙作为原料制备有机化学品时, 首先须将碳化钙转化成乙炔气体, 再由乙炔气体进一步制备有机化合物, 而乙炔气体易燃易爆, 反应条件苛刻, 应用受到一定限制。碳化钙可以由可再生的生物炭在较低的温度下快速制备, 是一种绿色经济的化工原料。因此, 直接利用碳化钙作为绿色炔源代替乙炔气体、乙炔试剂制备各种重要有机化学品将是一条简洁的绿色化学途径。本文综述了直接以碳化钙为炔源合成有机化合物的反应类型、反应机理以及研究现状, 展望了碳化钙作为固体炔源构建有机化合物的发展趋势。     

Zinc Promoted Urea Synthesis Using Carbonyldiimidazole as Carbonyl Source and Its Application for the Synthesis of Cariprazine

A convenient method has been developed for symmetrical and un-symmetrical urea synthesis by using Carbonyldiimidazole (CDI) and recyclable activated zinc metal. This reaction is suitable for all types of amines and gives the desired urea products with good to excellent yield. The developed synthetic approach was employed for the synthesis of the Cariprazine drug.     

Synthesis of CdTe Quantum Dots with Tunable Photoluminescence Using Tellurium Dioxide as Tellurium Source

A simple and convenient method has been developed for synthesis of water‐soluble CdTe quantum dots (QDs) under ambient atmospheric conditions. In contrast to the traditional aqueous synthesis, green to red emitting CdTe QDs were prepared by using TeO₂ to replace Te or Al₂Te₃ as tellurium source in this method. The influences of experimental variables, including pH value, 3‐mercaptopropionic acid (MPA)/Cd and Te/Cd molar ratios, on the emission peak and photoluminescence (PL) quantum yield (QY) of the obtained CdTe QDs have been systematically investigated. Experimental results indicate that green to red emitting CdTe QDs with a maximum photoluminescence quantum yield of 35.4% can be prepared at pH 11.3 and n_(Cd):n_(Te):n_(MPA)=1:0.1:1.7.     

精四氯化钛中痕量四氯化碳的分析

建立了酸抑制水解-气相色谱法(GC-ECD)分析精四氯化钛中痕量CCl4的方法。以2 mol/L盐酸为酸抑制水解溶液,四氯化钛与水解溶液按样液比(S/V)1∶5进行水解反应,水解液用正壬烷连续萃取3次。结果表明,水解液中加标的CCl4基本被萃取完全,萃取回收率为92.3%～101%,盐酸浓度在0.85～6mol/L范围内对萃取结果无影响;S/V≤1∶4时,水解体系保持稳定澄清透明状态。高纯四氯化钛加标样中CCl4的加标回收率为87.6%～115%,样品分析的相对标准偏差为4.2%～8.5%,方法准确性和稳定性较好。该方法对5 mL精四氯化钛样品中CCl4的定量下限为6.80μg/L,远低于国外精四氯化钛中CCl4的限定标准。     

钛硅沸石TS－1在丙烯环氧化反应环境中的水热稳定性

 通过1200h模拟实验，考察了CH3OH－H2O2丙烯环氧化水热环境对廉价法合成的大晶粒钛硅沸石TS－1（1μm×2μm×6μm，n（Si）／n（Ti）＝53．6）结构的影响．通过XRF，XRD，FT－IR，UV－Vis，NH3－TPD，SEM，N2物理吸附和丙烯环氧化探针反应等表征手段发现，在丙 烯环氧化反应的水热环境中，TS－1沸石的晶体结构和骨架钛较稳定，TS－1沸石长时间与H2O2作用，其表面也不会被酸化；处理后的TS－1样品的催化活性和选择性不变．这些结果表明，用廉价法合成的大晶粒钛硅沸石TS－1与H2O2的作用是可逆的．这可能与TS－1沸石的合成条件有关．     

不同沉淀剂制备的Ag／TS－1催化丙烯直接气相氧化合成环氧丙烷

 在423K、常压固定床石英反应器中，以丙烯直接气相氧化为探针反应，考察了催化剂制备方法、沉淀剂的种类和浓度对制备的Ag／TS－1催化剂催化性能的影响，采用TEM，XRD和UV－Vis等表征手段对Ag／TS－1催化剂进行了分析．结果表明，沉积－沉淀法是最佳的催化剂制备方法，但浸渍法也可制得具有环氧丙烷选择性的催化剂．K2CO3是一种良好的沉淀剂．以K2CO3为沉淀剂，硅钛比为64的TS－1为载体制备的Ag／TS－1催化剂上的丙烯转化率为1．72％，环氧丙烷选择性为98．2％．少量单质银的存在有利于环氧丙烷的生成，除银粒子的分散状态外，银粒子与载体TS－1间的相互作用对提高催化剂的选择性具有决定性作用．