溶胶-凝胶法制备Fe2(MoO4)3超微粒子催化剂

以硝酸铁和钼酸铵为原料，采用溶胶－凝胶法和微波加热技术制备了F 2(MoO4)3超微子催化剂，使用DTA－TG，IR，XRD以及BET比表面测试等手段，考察了制备条件对复合氧化物超微粒子形成、晶相和比表面积的影响。同时测试了该样品对甲苯选择性氧化制苯甲醛的催化性能。结果表明：制备Fe2(MoO4)2超微粒子的适宜条件为：初始溶液pH=1.0,mol柠檬酸：mol(铁＋钼）＝0．4。在此条件下制得的干凝胶，经微波加热处理后粒子的比表面积为36.4m^2/g，粒径约为35nm。在由甲苯气相选择氧化制苯甲醛的反应中表现出较高的催化活性。     

微波辅助法制备铈锆固溶体在CO低温氧化反应中的应用

采用共沉淀法并分别结合室温老化、常规加热回流和微波辅助加热回流三种不同的处理方法制备了铈锆固溶体Co0.6Zr0.4O2,并以其为载体制备了CuO/Ce0.6Zr0.4O2催化剂.采用N2吸附、X射线衍射和H2程序升温还原等技术对Ce0.6Zr0.4O2载体和CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂的织构特性和可还原性进行了表征,另外还考察了CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂对CO低温氧化反应的催化活性.结果表明,采用微波辅助加热回流处理方法制备的CuO/Ce0.6zr0.4O2载体具有最大的比表面积(170.8 m2/g)和孔容(0.408 cm3/g),以其为载体所制备的CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂,其CuO具有良好的分散性和低温可还原性,在CO低温氧化反应中表现出最好的催化活性.     

甲苯选择性氧化制苯甲醛—Fe-Mo系催化剂的组成、结构及催化性能研究

制备了一系列Fe/Mo原子比不同的Fe-Mo系催化剂,测定了甲苯选择性氧化制苯甲醛的活性和选择性,采用XRD、比表面积测量、SEM、XPS、UVDRS等测试技术,考察了该系列催化剂的有关物理化学性质。结果表明,在催化剂中不生成固溶体,当 Fe/Mo原子比低于0.67时,催化剂为MoO_3和Fe_2(MoO_4)_3两相组成,当Fe/Mo原子比高于0.67时,物相为Fe_2O_3和Fe_2(MoO_4)_3,在催化剂表面上,Mo以 Mo~(6+)价态存在,并含有少量由于失氧而产生的 Fe~(2+)离子,当催化剂中Fe/Mo原子比为0.29时,催化活性和选择性最好,比表面积也较大,对影响该系列催化剂性能的有关因素进行了详细的讨论。     

烷基膦酸键合的纳米氧化物上甲苯选择氧化制苯甲醛的类酶机理

在传统催化反应中,分子氧催化氧化烷烃生成目标产物的选择性最低,常产生副产物以及大量的COx和水,因需要复杂的分离过程而导致流程的投资成本高.因此,在过去几十年里,针对此类反应的研究以提高选择性为首要目标,但克服这一挑战的任务依然艰巨.在此类反应中,甲苯经O2选择性催化氧化是制备苯甲醛的最佳途径,但从未实现工业化,其中的主要难点在于苯甲醛在临氧条件下的继续氧化反应速率比甲苯氧化高4个数量级以上.因此,在高甲苯转化率下高选择性获得苯甲醛是绿色化学研究中一个极具挑战性的课题.本文发现一种甲苯/水的类皮克林乳液催化体系对甲苯转化为苯甲醛有很高的活性和选择性,其中两性纳米颗粒(十六烷基膦酸,简写为HDPA,键合的纳米铁基氧化物)作为催化剂并处在乳液相界面处.在温和条件下通过O2氧化,苯甲醛的时空产率大于2 g·g-1·h-1,整个过程没有使用H2O2、卤素或其它自由基引发剂.实验发现,用于甲苯氧化反应的相关催化剂HDPA-FeMOx/γ-Al2O3(M:V和Mo等)的作用机制类似甲烷单加氧酶.在传统固定床反应器中和温和的条件下(70～160°C,常压),催化剂能将甲苯单一氧化为苯甲醛.催化剂的活性中心与HDPA以单齿态与氧化物表面键合有关,并且它的另一个磷羟基与氧化物表面在非键合态和键合态之间循环变化,分别对应甲苯反应中催化剂的氧化态和还原态,即HDPA与氧化物表面通过单齿和双齿键合循环变化,极大地提升了该铁基复合氧化物晶格氧的移动性而使得催化剂反应活性得到明显提升.透射电子显微镜、X射线衍射和氮吸附测量结果表明,铁基复合金属氧化物在γ-Al2O3纳米棒上具有良好的分散性和较大的比表面积.X射线光电子能谱、吡啶吸附FT-IR和31P NMR结果表明,与表面键合的HDPA保留了有机膦酸属性,没有与FeMOx/γ-Al2O3生成体相磷酸盐,其中,以单齿状态与表面键合HDPA分子只占总数的2％左右.H2-TPR和CO-TPR结果表明,HDPA的键合强烈影响了晶格氧的流动性或金属氧化物的活性.反应条件下原位FT-IR结果表明,HDPA-FeVOx/γ-Al2O3在70°C下即能催化甲苯氧化成苯甲醛,且不会过度氧化,该催化剂的晶格氧物种可参与甲苯转化为苯甲醛.此外,发现HDPA-Fe2O3/γ-Al2O3对甲苯的吸附具有特殊的分子识别作用,以苯甲醇氧化作为对照反应的研究结果也表明HDPA-Fe2O3/γ-Al2O3对甲苯氧化为苯甲醛的反应存特异催化作用.宏观反应动力学测试结果表明,催化剂上苯甲醛生成的表观活化能仅为～44.5 kJ/mol.在低H2O浓度下,甲苯氧化速率对甲苯浓度为一级反应,对O2浓度为零级反应,基元反应步骤推导出来的动力学方程与实验结果良好吻合,说明了该催化剂上类酶反应基元步骤假设的合理性.     

超细Fe-V-O催化剂上甲苯液相氧化制苯甲醛

分别采用共沉淀法,凝胶自燃烧法和水热法制备了Fe-V-O复合氧化物催化剂用于催化过氧化氢液相氧化甲苯制苯甲醛反应中,并采用N2等温吸附-脱附法,粉末X射线衍射,红外光谱,扫描电子显微镜,能量弥散X射线光谱和H2程序升温还原等方法对催化剂性质进行了表征.结果表明,制备方法显著影响催化剂的结构,比表面积,形貌,表面元素组成和还原性.Fe-V-O催化剂颗粒的超细化调变了其比表面积和还原性,从而改善了催化剂上甲苯液相氧化制苯甲醛反应性能.其中水热法制备的超细Fe-V-O催化剂具有最高的苯甲醛收率和较好的重复使用性能.这主要归因于该催化剂颗粒尺寸小,比表面积大,以及表面较多的活性钒氧物种和适宜的还原性.     

Pd/Ce0.8Zr0.15La0.05Oδ整体催化剂甲苯催化燃烧性能的研究

采用一次浸渍法分别制备了 Pd/Ce0.8Zr0.15La0.05Oδ及Pd/Ce0.8Zr0.2O2整体式蜂窝陶瓷催化剂,考察了不同温度焙烧的两类整体催化剂甲苯催化燃烧性能.通过X射线粉末衍射(XRD)、比表面积、拉曼光谱(Raman)、程序升温还原(H2-TPR)、PdO分散度等表征结果与催化活性进行关联.结果表明,随着焙烧温度升高,催化剂比表面积下降,Raman图谱CeO2及PdO峰强度增加,H2-TPR中Ce4+还原峰向高温方向移动,同时PdO分散度下降,相应甲苯催化氧化活性下降.与CeO0.8Zr0.2O2涂层催化剂相比,La3+掺杂催化剂在高温焙烧时,其比表面积下降较小,Raman光谱表明其氧缺位比铈锆涂层催化剂多,H2TPR谱图中Ce4+还原峰低约60～80℃,PdO分散度亦比末掺杂催化剂高.1000℃焙烧下的甲苯氧化反应活性远高于未掺杂催化剂,说明镧的掺杂提高了铈锆涂层催化剂的高温反应活性及热稳定性.     

V2O5-Ag2O/η-Al2O3催化剂上甲苯氧化制苯甲醛的研究

制备了一系列负载型V—Ag—Al—O催化剂并用于甲苯的气相选择氧化制苯甲醛反应，考察了催化剂组成对反应性能的影响．研究发现，V205负载量为12．5％、Ag2O负载量为7．5％并经773K活化的4号催化剂，在空速467．6h-1，温度663K时反应，得到了甲苯转化率49．58％、苯甲醛选择性29．22％的较好结果．用XRD、XPS、SEM等测试手段，对催化剂进行了结构表征．     

Co-Mo-P氧化物催化剂的甲苯选择性氧化制苯甲醛

研究了一系列铈钼磷复合氧化物对甲苯选择性氧化制苯甲醛反应的催化性能。实验表明：当Ce∶Mo∶P比为2∶1∶0.2、温度为485℃、空气/甲苯为10时，反应活性最好。采用了XRD、IR、UV-DRS、XPS和其他技术对催化剂样品的组成、结构、表面状态及性质进行了表征。     

钴铝类水滑石液相选择性催化甲苯氧化合成苯甲醛

采用共沉淀法制备了不同Co/Al原子比的类水滑石（Cox/Al-LDHs,x=2、3和4）及其焙烧产物（Cox/Al-LDOs）,用XRD、FT-IR、BET及ICP等技术手段分别表征了催化剂的结构、组成和比表面积,考察了对甲苯选择性氧化制苯甲醛的催化性能。 结果表明,在优化条件甲苯0.6 mL（5.43 mmol）,催化剂Co4/Al-LDO 100 mg,过氧化氢叔丁醇21.7 mmol,溶剂乙腈10 mL,反应温度70 ℃,反应时间9 h下,甲苯的转化率为8.2%,苯甲醛的选择性达77.6%。 催化剂重复使用7次后其催化活性和选择性未见降低,使用前后催化剂的XRD谱图基本不变,显示较好的结构稳定性。     

用溶胶-凝胶法制备CoMoO4超细粒子催化剂

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备CoMoO4超细粒子催化剂.使用XRD,BET和DTA等表征手段考察了初始溶液的酸碱性、柠檬酸用量及焙烧温度对粒子晶相、粒径大小及比表面积的影响.同时,测试了添加助剂钾并经硫化的CoMoO4催化剂上CO加氢合成低碳醇的反应性能.结果表明,制备CoMoO4超细粒子的适宜条件为:初始溶液pH=3.5,柠檬酸/(钴+钼)摩尔比等于0.4.在此条件下所制得的凝胶经500℃热处理后,粒子的比表面积为29.4m2/g,粒径约为60 nm,在合成低碳醇反应中表现出较高的催化活性.     

铈钼氧化物表面氧性质和催化性能

在甲苯选择性氧化制苯甲醛反应中,Mo基氧化物是一类重要的催化剂[1]．通常的认识是反应物与催化剂表面晶格氧作用,并通过催化剂本身的还原和氧化的循环过程促使反应进行。生成产物．因此,催化剂表面不同氧物种的热脱附性能应与催化反应性能密切相关．对于Ce-Mo氧化物的TPD-MS研究,尚未见文献报导．为了能获得该方面的信息,本文应用程序升温脱附-质谱检测（TP-MS）联用技术,对Ce-Mo氧化物样品进行了表面氧TPD谱测定和动力学参量等计算,并试图与其催化性能进行关联．1实验部分1．1样品的制备和表征分别将一定质量的硝酸铈铵和仲…     

镧-钼复合氧化物超细微粒催化剂结构和甲苯选择氧化催化性能

镧－钼复合氧化物超细微粒催化剂结构和甲苯选择氧化催化性能匡文兴范以宁陈开东邱金恒王镇浦＊陈懿（南京大学化学系，南京２１００９３；＊南京化工大学应化系，南京２１０００９）关键词：镧－钼复合氧化物超细微粒结构甲苯选择氧化近年来，有关甲苯选择氧化方面的文献...     

Gas Phase Selective Catalytic Oxidation of Toluene to Benzaldehyde on V2O5-Ag2O/η-Al2O3 Catalyst

Gas phase selective catalytic oxidation of toluene to benzaldehyde was studied on V2O5-Ag2O/η-Al2O3 catalyst prepared by impregnation. The catalyst was characterized by XRD, XPS, TEM,and FT-IR. The catalytic results showed that toluene conversion and selectivity for benzaldehyde on catalyst sample No.4 (V/(V Ag)=0.68) was higher than other catalysts with different V/Ag ratios. This was attributed to the higher surface area, larger pore volume and pore diameter of the catalyst sample No.4 than the other catalysts. The XRD patterns recorded from the catalyst before and after the oxidation reaction revealed that the new phases were developed, and this suggested that silver had entered the vanadium lattice. XPS results showed that the vanadium on the surface of No.4 and No.5 sample was more than that in the bulk, thus forming a vanadium rich layer on the surface. It was noted that when the catalyst was doped by potassium promoter, the toluene conversion and selectivity for benzaldehyde were higher than those on the undoped catalyst. This was attributed to the disordered structure of V2O5 lattice of the K-doped catalyst and a better interfacial contact between the particles.     

Selective Oxidation of Toluene with Hydrogen Peroxide Catalyzed by V-Mo-based Catalyst

The selective catalytic oxidation of toluene with hydrogen peroxide over V-Mo-based catalysts under mild conditions was studied.The promotion effect of Mo on the catalysts was studied with V/Al2O3 and Mo/Al2O3 as reference samples.The catalysts were characterized by XRD,TPR,and XPS techniques.The results show that the addition of Mo to V/Al2O3 may change the distribution of V species on Al2O3 surface.Over V-Mo/Al2O3 catalyst,highly dispersed amorphous V species facilitates benzaldehyde formation,and crystalline V2O5 species increases the conversion of toluene but decreases the selectivity to benzaldehyde,while AlVMoO7 species favors both the conversion of toluene and the formation of cresols.The yield of benzaldehyde depends remarkably on the surface O/Al and Mo/V atomic ratios,and gets to a maximum value of 13.2% with a selectivity of 79.5% at an O/Al atomic ratio of 3.0 and Mo/V atomic ratio of 0.7.     

Ni-Mo氧化物超细粒子催化剂的制备与表征

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法制备NiMoO4超细粒子催化剂.使用DTA、BET比表面测定、XRD和LRS等表征手段考察了热处理条件和焙烧温度对粒子结构的影响.结果表明,在氩气气氛中于210℃分解干凝胶中的柠檬酸,可以避免柠檬酸分解时燃烧大量放热而引起超细微粒的烧结,脱除柠檬酸后的超细粉末为NiMoO4.经400℃以上的高温处理后,微粒明显晶化.     

V-Mo-O催化剂的制备及催化甲苯合成苯甲醛的研究

在低温液相条件下,催化氧化甲苯合成苯甲醛是具有竞争力的苯甲醛合成路线。采用溶胶凝胶法制备了V-Mo-O催化剂,评估了在液相低温条件下选择性氧化甲苯的催化性能。研究表明,钒钼配比和焙烧温度对催化剂性能影响显著,适宜的钒钼物质量的配比为6:7,适宜的焙烧温度为500℃。扫描电镜实验表明,该条件下合成的催化剂呈棒状结构,直径约700nm,长度约6µm。X射线衍射观测到催化剂中拥有Mo6V9O40和MoO3物相。X光电子能谱表征,棒状催化剂外表面覆盖一层主含MoO3物种的薄层,这种不同氧化态钼物种的分层组装可能有助于氧物种的传递,提高了其催化性能。当反应温度为80℃,氧化剂为双氧水,溶剂为冰乙酸时,甲苯在该催化剂上的转化率为38.9%,苯甲醛的选择性为69.7%。     

Gas Phase Selective Catalytic Oxidation of Toluene to Benzaldehyde on V2O5-Ag2O／η-Al2O3 Catalyst

Gas phase selective catalytic oxidation of toluene to benzaldehyde was studied on V2O5-Ag2O/η-Al2O3 catalyst prepared by impregnation. The catalyst was characterized by XRD, XPS, TEM,and FT-IR. The catalytic results showed that toluene conversion and selectivity for benzaldehyde on catalyst sample No.4 (V/(V Ag)=0.68) was higher than other catalysts with different V/Ag ratios. This was attributed to the higher surface area, larger pore volume and pore diameter of the catalyst sample No.4 than the other catalysts. The XRD patterns recorded from the catalyst before and after the oxidation reaction revealed that the new phases were developed, and this suggested that silver had entered the vanadium lattice. XPS results showed that the vanadium on the surface of No.4 and No.5 sample was more than that in the bulk, thus forming a vanadium rich layer on the surface. It was noted that when the catalyst was doped by potassium promoter, the toluene conversion and selectivity for benzalde hydewere higher than those on the undoped catalyst. This was attributed to the disordered structure of V2O5 lattice of the K-doped catalyst and a better interfacial contact between the particles.     

丙烷选择氧化制丙烯醛催化剂中Ce的作用

考察了一系列助剂如:Cu、Zn、Mn、W、Ce、Pr、Nd等对Ag-Mo-P-O催化剂丙烷选择氧化制丙烯醛的影响.其中添加助剂Ce的Ag-Mo-P-O催化性能较好.添加Ce降低了丙烷氧化反应的活化能并有利于中间产物丙烯转化为丙烯醛.采用BET、XRD、H2-TPR、O2-TPD、C3H8-TPD和EPR等方法,研究了含Ce催化剂的结构和性质.结果表明,助剂Ce改善了催化剂的可还原性,并调变了催化剂中Mo5＋/Mo6＋比例,有利于催化剂上丙烷选择氧化生成丙烯醛,这可能归因于催化剂中形成Ce3＋＋Mo6＋Ce4＋＋Mo5＋氧化-还原循环的缘故.     

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.