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相似文献
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1.
Aluminum coordination in the framework of USY and ZSM-5 zeolites containing charge-compensating cations (NH4+, H+, or Cu+) was investigated by Al K-edge EXAFS and XANES. This work was performed using a newly developed in-situ cell designed especially for acquiring soft X-ray absorption data. Both tetrahedrally and octahedrally coordinated Al were observed for hydrated H-USY and H-ZSM-5, in good agreement with 27Al NMR analyses. Upon dehydration, water desorbed from the zeolite, and octahedrally coordinated Al was converted progressively to tetrahedrally coordinated Al. These observations confirmed the hypothesis that the interaction of water with Br?nsted acid protons can lead to octahedral coordination of Al without loss of Al from the zeolite lattice. When H+ is replaced with NH4+ or Cu+, charge compensating species that absorb less water, less octahedrally coordinated Al was observed. Analysis of Al K-edge EXAFS data indicates that the Al-O bond distance for tetrahedrally coordinated Al in dehydrated USY and ZSM-5 is 1.67 angstroms. Simulation of k3chi(k) for Cu+ exchanged ZSM-5 leads to an estimated distance between Cu+ and framework Al atoms of 2.79 angstroms.  相似文献   

2.
王瑞玉  李忠 《催化学报》2014,35(1):134-139
以CuCl2为前驱物与HY分子筛进行固相离子交换制备了Cu/Y催化剂,采用热重方法研究了CuCl2与HY分子筛的表面固相离子交换反应,结合活性测试表明催化剂中高度分散的CuCl和离子交换形式的Cu+物种是甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性中心。X射线光电子能谱表征和元素分析结果表明,活性金属Cu主要以CuCl形式存在于分子筛外表面,而在分子筛笼内则以交换的Cu+和少量吸附的CuCl形式存在。与以CuCl为交换铜源所制催化剂相比,以CuCl2为铜源制备的催化剂Cu含量低,催化活性更高。  相似文献   

3.
Electrochemical oxidative carbonylation of methanol was studied over Au supported carbon anode in CO. The major carbonylation products were dimethyl oxalate (DMO) and dimethyl carbonate (DMC). The minor oxidation products were dimethoxy methane (DMM) and methyl formate (MF) from methanol and CO(2). Influences of various reaction conditions were studied on carbonylation activities and selectivities. The selectivities to DMO and DMC can be controlled by the electrochemical potential. Electrocatalysis of Au/carbon anode was studied by cyclic voltammetry (CV), stoichiometric reactions among Au(3+), methanol, and CO, and UV-vis spectra. The Au/carbon anode was characterized by XRD, SEM, and BE images before and after the carbonylation. These experimental facts strongly suggest that transition of oxidation states of Au affects changing of the carbonylation selectivities to DMO and DMC. Au(0) is the active species for the selective DMO formation by direct electrochemical carbonylation at low potentials (<+1.2 V (Ag/AgCl)). On the other hand, Au(3+) is the active spices for the selective DMC formation by indirect electrochemical carbonylation through Au(3+)/Au(+) redox at high potentials (>+1.3 V).  相似文献   

4.
以NH4Y分子筛为载体、 乙酰丙酮铜为铜源, 采用固相反应法制备了无氯CuY催化剂, 并用于催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC). 结合不同反应时间催化剂的X射线衍射(XRD)、 N2吸附-脱附、 热重(TG)、 程序升温脱附/还原(NH3-TPD/H2-TPR)、 透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征结果, 分析了反应过程中Cu物种演变对其催化活性的影响. 结果表明, 新鲜催化剂中铜物种主要以Cu+形式存在, 占铜物种的48%; 随着反应的进行, 活性中心Cu+逐渐被氧化为Cu2+, 进而生成CuO物种, 部分CuO逐渐迁移至催化剂外表面. 在反应100 h内, Cu+含量逐渐减小至36.7%, CuO含量增加, 导致DMC的时空收率及选择性不断下降, 副产物二甲氧基甲烷(DMM)和甲酸甲酯(MF)的选择性逐渐提高. 当反应时间延长至190 h时, Cu+含量为33.6%, 略有下降, DMC的时空收率和选择性趋于平稳. 继续延长反应时间至300 h, 催化剂中铜物种状态基本不变, 催化剂催化性能保持稳定.  相似文献   

5.
通过过量浸渍Cu(NO_3)_2溶液于Y分子筛载体上,制备出Cu负载量为6.4%的CuY催化剂,考察了甲醇氧化羰基化反应的催化性能,并采用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、透射电子显微镜(TEM)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对催化剂表面微观结构进行了表征。研究表明,随Y分子筛载体H+含量的增加,可使更多Cu物种落位于分子筛微孔笼结构中,且高度分散,而笼内未交换的Na+能进一步促进铜物种更多落位于载体超笼结构中,形成更多甲醇氧化羰基化反应的Cu+活性中心。同时随铜物种引入,催化剂中产生了明显的中强酸,酸量随落位于载体笼结构中的Cu物种的增加而增加,催化剂总酸量随之增加,导致甲醇氧化羰基化产物分布发生改变,碳酸二甲酯(DMC)选择性明显降低。对比等体积浸渍法制备的92.3%的高DMC选择性CuY催化剂,以不含H+的NaY分子筛为载体,过量浸渍法制备的CuY催化剂酸量少、Cu物种活性中心多,在保持82.4%的高DMC选择性时,其DMC的时空收率(STY)也高达109.1mg·g~(-1)·h-1。  相似文献   

6.
王玉春  郑华艳  李忠 《催化学报》2016,(8):1403-1412
碳酸二甲酯(DMC)是一种应用极其广泛的绿色化工产品,其中经济、绿色的甲醇氧化羰基化合成 DMC工艺极具工业前景,而 Y分子筛负载铜(CuY)是有效催化剂之一.众所周知, CuY催化剂上的 Cu+是催化活性中心. Cu+催化活性中心的引入方式用两种:(1) CuCl直接与 HY分子筛固相离子交换;(2) Cu2+与 NaY分子筛溶液离子交换,然后 Cu2+自还原生成活性中心 Cu+.在无溶剂条件下制备 CuY催化剂时,载体 HY分子筛中的可交换位 H+量是决定催化剂 CuY氧化羰基化催化性能的关键因素.文献通过以不同硅铝比的 HY分子筛为载体制备的催化剂 CuY,研究铜离子可交换位 H+量对氧化羰基化的影响,然而,硅铝比的不同也直接影响了分子筛骨架的组成、Si–O–Al的键角、甚至影响了 Al3+的分散度,这些因素都直接影响了 CuY催化剂活性.因此,研究 NaNH4Y分子筛载体中的可交换位(NH4+)的量与 CuY催化剂活性间的关系具有非常重要的意义.本文将 NaY分子筛与不同浓度的 NH4NO3溶液进行离子交换,制得具有不同 NH4+交换度的 NaNH4Y分子筛,以其为载体,以具有易升华、易分解性质的乙酰丙酮铜 Cu(acac)2为铜源,在无溶剂条件下,高温热处理二者固相混合物, NaNH4Y 分子筛中的 NH4+与 Cu(acac)2中的 Cu2+发生了离子交换, Cu2+进一步发生自还原生成活性中心 Cu+,成功地制备了完全无氯的 CuY催化剂,应用于催化常压甲醇氧化羰基化合成 DMC过程,研究 NaNH4Y分子筛中的铜离子可交换位 NH4+与催化剂 CuY催化性能间的关系.通过各种表征及对 CuY催化剂在甲醇氧化羰基化过程中催化活性分析发现, Y分子筛经过 NH4NO3溶液离子交换及催化剂的制备过程,其八面沸石结构和孔道保持良好.以未经过离子交换的 NaY负载的 CuY催化剂上的铜物种完全以 CuO形式存在,且没有催化活性.随着 NH4+交换度增加, CuY催化剂表面 CuO含量逐渐降低,而活性中心 Cu+含量逐渐增加,且其催化活性也随之增加.当 NH4+交换度趋于极限值时, CuY催化剂中 Cu+含量达最大,其催化活性也达最佳, DMC的时空收率和选择性分别为267.3 mg/(g·h)和68.5%,甲醇转化率为6.9%.因此,无溶剂条件下,以 NaNH4Y分子筛为载体, Cu(acac)2为铜源,制备完全无氯 CuY催化剂时, NH4+是形成 Cu+活性中心的必须条件,且 NH4+交换度直接影响催化剂 CuY的催化活性.  相似文献   

7.
杨平  曹勇  包信和  戴维林  范康年 《催化学报》2004,25(12):995-999
 以碱金属或碱土金属的盐或氢氧化物为助剂修饰活性炭(AC)负载的Wacker催化剂PdCl2-CuCl2. 甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)的反应活性评价结果表明,以乙酸钾(KOAc)为助剂的效果最好. 在KOAc/CuCl2摩尔比为1.0的条件下制备的催化剂用于该合成反应时,DMC的时空产率提高了5倍. XRD,SEM及EPR表征结果显示,在催化剂中加入适量的KOAc,有利于Cu2Cl(OH)3物相在载体表面的形成和分散,从而加快了催化剂活性物种Cu和Pd的氧化还原循环速度.  相似文献   

8.
在空气气氛中采用等体积浸渍法制备了具有不同Cu担载量的CuLaHY分子筛吸附剂, 并用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱(XPS)技术对分子筛吸附剂进行了表征. 通过多晶XRD确定了Cu2+及La3+离子在Y型分子筛笼内的结构与分布, 并测定了分子筛吸附剂在含二苯并噻吩(DBT)的模拟柴油中的吸附脱硫性能. 结果表明, 前驱体CuCl2中的大部分Cu物种与LaHY分子筛进行了离子交换, 进入分子筛笼内, 极少部分Cu物种以CuCl形式高度分散在Y型分子筛的笼中. La3+离子及进入Y型分子筛笼中的部分Cu2+离子处于茁笼的SI'位, 而另一部分Cu2+离子与骨架氧和水分子配位, 并牢固地定位于Y型分子筛超笼中的SII及SIII位上. 处于超笼中SII及SIII位上的Cu2+离子对模拟柴油中的DBT分子具有吸附作用, 成为吸附脱硫的中心. 当模拟柴油中有萘存在时, 与DBT分子会产生竞争吸附.  相似文献   

9.
Adsorption and chemisorption of H2 in mordenite is studied using ab initio density functional theory (DFT) calculations. The geometries of the adsorption complex, the adsorption energies, stretching frequencies, and the capacity to dissociate the adsorbed molecule are compared for different active sites. The active centers include a Br?nsted acid site, a three-coordinated surface Al site, and Lewis sites formed by extraframework cations: Na+, Cu+, Ag+, Zn2+, Cu2+, Ga3+, and Al3+. Adsorption properties of cations are compared for a location of the cation in the five-membered ring. This location differs from the location in the six-membered ring observed for hydrated cations. The five-membered ring, however, represents a stable location of the bare cation. In this position any cation exhibits higher reactivity compared with the location in the six-membered ring and is well accessible by molecules adsorbed in the main channel of the zeolite. Calculated adsorption energies range from 4 to 87 kJ/mol, depending on electronegativity and ionic radius of the cation and the stability of the cation-zeolite complex. The largest adsorption energy is observed for Cu+ and the lowest for Al3+ integrated into the interstitial site of the zeolite framework. A linear dependence is observed between the stretching frequency and the bond length of the adsorbed H2 molecule. The capacity of the metal-exchanged zeolite to dissociate the H2 molecule does not correlate with the adsorption energy. Dissociation is not possible on single Cu+ cation. The best performance is observed for the Ga3+, Zn2+, and Al3+ extraframework cations, in good agreement with experimental data.  相似文献   

10.
通过调变合成过程中NaOH的含量,制备了一系列HZSM-5分子筛,并对其催化甲缩醛(DMM)气相羰基化合成甲氧基乙酸甲脂(MMAc)反应性能进行了详细考察。结果表明,本合成体系中,NaOH含量为0.8%(质量分数)时,ZSM-5分子筛表现出最佳的催化活性。BET、~(27)Al NMR、NH_3-TPD、Py-FTIR等多种表征结果证实NaOH含量的改变可有效调变分子筛孔道中介孔孔容及中强Br?nsted酸(B酸)位点的分布,两者是影响分子筛催化活性的主要因素。中强B酸位点增加,原料DMM反应加剧,转化率提高;介孔孔容增大,产物扩散途径缩短,孔道限域效应减弱,副反应被抑制, MMAc选择性增加。进一步采用密度泛函理论对DMM与HZSM-5分子筛作用过程进行了初步探索,发现反应过程中将首先形成甲氧基甲基(ZOCH_2OCH_3)中间物种,在此基础上,提出了DMM羰基化生成MMAc的可能机制。  相似文献   

11.
The direct synthesis of dimethyl carbonate (DMC) from methanol and carbon dioxide over a series of Keggin-type heteropolyoxometalates has been investigated. The effects of the cations and the addenda atoms of the heteropolyoxometalate on the conversion and the product selectivities were investigated. The results showed that Co1.5PW12O40 was the best catalyst of the series. The effect of reaction temperature and CO2 pressure on the direct synthesis of DMC demonstrated that lower temperatures and higher pressures are favorable for the synthesis of DMC. Higher temperatures favor the formation of dimethoxymethane (DMM) and methyl formate (MF).  相似文献   

12.
Palladium containing EMT zeolite catalyst(Pd/EMT) was prepared and used for the indirect oxidative carbonylation of methanol to dimethyl carbonate(DMC).The EMT zeolite was employed as a new catalyst support and compared with the conventional Pd containing FAU zeolite catalyst(Pd/FAU).The Pd/EMT in contrast to the Pd/FAU catalyst exhibited high intrinsic activity with the turnover frequency of 0.25 s-1 vs.0.11 s-1.The Pd/EMT catalyst showed high CO conversion of 82% and DMC selectivity of 79%,that maintained for at least 130 h,while the activity of the Pd/FAU catalyst rapidly deteriorated within 12 h.The enhanced interactions between Pd and EMT zeolite inhibited the sintering of palladium clusters and maintained the Pd2+ active sites in the Pd/EMT catalyst.The stabilization of the mono-dispersed Pd clusters within the EMT zeolite is paramount to the excellent performance of the catalyst for the indirect oxidative carbonylation of methanol to DMC.  相似文献   

13.
刘薇  潘晓民  王佳  赵璧英  谢有畅 《化学学报》2001,59(7):1021-1025
利用自发单层分散原理,讨论了在NaY,NH4Y,CuY分子筛上CuCl分散改性情况,并对所得到的改性分子筛进行了CO吸附性能研究。实验结果表明,在低CuCl担载量时,CuCl可在这三种载体表面达到原子水平分散,其分散容量分别为0.58g/gNaY,0.68g/gNH4Y和0.41g/gCuY。由于CO与Cu^+可生配位化合物,经CuCl改性的Y型分子筛对CO显示出较高吸附性能。其中,0.6gCuCl/gNH4Y分子筛表现出最高的CO吸附容量,在室温、常压下可达123mL/gNH4Y.  相似文献   

14.
制备出了用于甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应的负载铜基催化剂CuO-La_2O_3/AC。考察了预处理的活性炭载体对反应性能的影响。采用XPS技术表征了催化剂的表面性质。结果表明,CuO-La2O3/AC催化剂具有催化合成碳酸二甲酯的反应活性:反应性能依赖于催化剂表面的CuO和Cu2O物种;用盐酸预处理的活性炭载体可明显提高催化剂的活性和稳定性。  相似文献   

15.
用于甲醇直接气相氧化羰基化的负载铜催化剂   总被引:1,自引:0,他引:1  
 采用浸渍法制备了负载型铜基催化剂,并用其催化甲醇直接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC), 考察了浸渍溶剂、载体、助催化剂和铜含量的影响. 结果表明,以CuCl为活性组分原料、浓氨水为浸渍溶剂和活性炭为载体制得的负载铜催化剂显示出很高的催化活性,在特定的反应条件下,该催化剂上甲醇的转化率可达27.7%, DMC选择性可达95%. 分子筛负载的铜催化剂上甲醇的转化率低于1%, 但是生成DMC的选择性高达100%. 催化剂活性随着Cu负载量的增加而增大,但负载量过高可引起甲醇的过度氧化反应,导致DMC选择性下降. 催化剂中添加KOH或钯化合物,有利于提高以CuCl2为活性组分原料制得的铜催化剂的活性,但同时也促进了副反应的发生. 随着反应时间的延长,催化剂的活性组分流失,活性下降,但是生成DMC的选择性维持在95%左右.  相似文献   

16.
Cu/活性炭催化剂:水合肼还原制备及催化甲醇氧化羰基化   总被引:1,自引:0,他引:1  
以活性炭为载体,水合肼为还原剂制备了负载型Cu/活性炭催化剂,考察了水合肼/硝酸铜物质的量的比对催化甲醇气相氧化羰基化性能的影响,并采用XRD、XPS、H2-TPR和SEM等手段对催化剂进行了表征。结果表明,不加入还原剂水合肼时,催化剂中仅有CuO;随着水合肼/硝酸铜物质的量的比的增加,二价铜逐步被还原为Cu2O和/或单质Cu0,未被还原的Cu(OH)2在催化剂干燥过程中分解形成分散态CuO存在于催化剂表面。当水合肼/硝酸铜物质的量的比为0.75时,催化剂的催化性能最好,碳酸二甲酯的时空收率为120.62 mg.(g.h)-1,选择性为74.51%,甲醇转化率达到3.88%。在93 h反应时间内,催化剂都保持了较高的反应活性和选择性。此时铜物种以Cu2O和分散态CuO为主,Cu2O是主要的活性物种。  相似文献   

17.
采用原位漫反射红外光谱法研究了Cuβ催化剂上氧化羰基合成碳酸二甲酯(DMC)的反应机理,考察了甲醇、一氧化碳和DMC的单独吸附及混合气吸附。结果表明,Cuβ催化剂上只存在一种活性位,位于六元环中;氧气能够氧化吸附态的甲醇产生甲氧基和水;DMC吸附在Cuβ催化剂上时,以羰基中的氧原子吸附在活性位上更加稳定;反应存在生成单甲氧基物种和双甲氧基物种两条路径,单甲氧基物种与CO反应生成单甲基碳酸盐物种(MMC),MMC再与甲氧基反应生成DMC;CO插入双甲氧基物种也可以得到DMC。在Cuβ催化剂上更倾向于进行CO插入双甲氧基物种这一路径。  相似文献   

18.
碱溶液处理NaY分子筛形成的介孔有利于反应物及产物分子的扩散,调节碱溶液浓度可控制Y分子筛中的介孔结构,通过溶液离子交换法制备CuY催化剂,研究了NaY分子筛介孔结构调变对CuY催化剂催化甲醇氧化羰基化反应活性的影响。通过BET、~(29)Si-NMR、XRD、NH_3/CO-TPD、H_2-TPR和TEM等表征及催化活性分析表明,在碱溶液处理过程中,NaY分子筛骨架中的Si(0Al)和Si(1Al)原子被优先脱除,且笼结构坍塌使得临近超笼连接,逐步形成直径为3.47~3.66 nm,孔容介于0.142~0.226cm~3·g~(-1)的介孔,在提高反应物分子和产物分子扩散性能的同时,提高了活性物种的可接近性。随着碱液浓度的增加,CuY催化剂的催化活性先升高后降低。当碱液浓度为0.2 mol·L~(-1)时,NaY分子筛介孔直径为3.47 nm,孔容达到最大(0.226 cm~3·g~(-1)),相应CuY催化剂DMC的时空收率、选择性和甲醇转化率分别达到204.0 mg·g~(-1)·h~(-1)、67.8%和14.0%,活性最佳。  相似文献   

19.
The synthesis of dimethyl carbonate (DMC) by oxidative carbonylation of MeOH has been studied in the presence of various catalyst systems. The effect of catalyst composition on the catalytic activity and product composition is investigated. A three-component catalyst system composed of PdCl2(PPh3)2, Cu(OMe)2 and Me4NCl shows synergy effects in terms of the MeOH conversion (26%) and DMC selectivity (95%). The reaction performed in the presence of a single-component catalyst PdCl2(PPh3)2 produces dimethoxy methane (DMM) as a major product with selectivity over 90%, while the addition of Me4NCl or Cu(OMe)2 to PdCl2(PPh3)2 results in the increase of DMC selectivity from 2% to 60%.  相似文献   

20.
 在微波辐射条件下, 将 CuCl 快速分散到载体表面制得 CuCl/SiO2-TiO2 催化剂, 利用 X 射线衍射、透射电镜、N2 吸附-脱附、热重、H2 程序升温还原和 CO 程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明, 微波辐射制备的催化剂中 CuCl 和载体发生了强相互作用, 比传统加热制备的催化剂中形成更多的易还原铜物种, 吸附 CO 的能力更强. 在甲醇液相氧化羰基化反应中, 微波辐射制备的催化剂上甲醇转化率为 11.7%, 碳酸二甲酯选择性达 96.5%, 高于相同条件下传统加热制备催化剂的活性.  相似文献   

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