金属间化合物催化加氢性能的研究Ⅱ.用还原法制备的LaNi5的催化性质

研究了以La,Ni氧化物为原料,在高温和氢的气氛下用CaH_2还原制得的LaNi_5,在乙烯加氢反应中的催化性质。发现用此法制备的粉状样品,不需充氢处理和活化,就可以使乙烯在0℃完全转化为乙烷,而且在-78℃也有较高的活性。根据X线衍射,证明此法制得的LaNi_5的体相结构和冶炼法制得的相同;它的高催化活性,XPS能谱和磁性数据,说明在LaNi_5原始表面上有一层活性镍。活性镍的存在,从LaNi_5充氢实验,也得到了进一步证明。因此,此法制得的LaNi_5样品的表面结构和冶炼法不同。     

稀土金属间化合物的催化性能——CO及不饱和气相烃在LaNi5上的加氢

本文应用脉冲色谱微型反应器研究了CO,C₂H₄,C₂H₂和C₆H₆在稀土金属间化合物LaNi₅上的催化加氢作用,并且在同一装置上与纯Ni进行了对比。实验结果表明:(1)LaNi₅的催化活性与被加氢物质的性质有关。与纯Ni相比,LaNi₅对被加氢物质所显示的催化效率按下面次序变小:CO>C₂H₄>C₂H₂>C₆H₆,但对苯而言,LaNi₅的活性却比纯Ni低。(2)在H₂中经升温处理过的LaNi₅比未经升温处理的LaNi₅具有更大的催化活性。(3)CO甲烷化反应在LaNi₅及纯Ni上均遵从一级反应速度规律,其活化能分别为15.5Kcal/mole和31Kcal/mole。     

茂金属化合物对苯乙烯丁二烯嵌段共聚物SBS催化加氢的研究

合成了一系列茂金属催化剂（C5H4R)2TiCl2[R=H(1),Me(2),C6H11(3)]和（C5H4R)2TiAr2[R=H,Ar=C6H5(4),p-MeC6H4(5),m-MeC6H4(6);R=Me,Ar=C6H5(7),p-MeC6H4(8);R=C6H11,Ar=C6H5(9),p-MeC6H4(10)],研究了这些催化剂对苯乙烯丁二烯嵌段共聚物SBS的催化加氢,考察了催化剂种类、用量及催化剂各组分之间的比例对加氢效果的影响,得到了较佳的条件,可使聚合物加氢度达到98%以上,钛催化剂用量为0.001-0.003mmol/g聚合物。     

金属Ir4簇催化乙烯加氢反应势能面的理论研究

应用密度泛函理论(DFT)对金属Ir4簇催化乙烯加氢反应的反应机理进行了详尽的理论研究．在B3LYP／ECP[C,H:6-311G(d)和6-31G(d);Ir:LANL2DZ]理论水平下优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,并且用组态相互作用CCSD／ECP[C,H:6-311G(d,p);Ir:LANL2DZ]计算了各驻点的单点能,构建了该反应的基态势能面．为了验证过渡态的真实性,在B3LYP／ECP理论水平下做了内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析．计算结果表明:金属Ir4簇催化乙烯加氢反应为双通道(a和b)反应,经过多个反应步骤完成;通道a:R→TSR-1→I1→TS1-2→I2→TS2-3→I3→TS3-P→P为较为可行的反应通道．     

高分子-镍络合物在硝基化合物及醛酮类加氢反应中的催化活性

本工作制备了数种高分子-镍(Ⅱ)配合物并用NaBH_4、LiAlH_4、甲醛氨水溶液或分子氢使之还原。研究结果表明,高分子—镍(Ⅱ)配合物难以用LiAlH_4或甲醛还原,而用氢气或NaBH_4还原后的配合物在较高温度(100～120℃)及一定的压力(3～6MPa)下还原硝基化合物及醛、酮类化合物时具有一定的催化活性,其中以NaBH_4还原的配合物活性最高。硝基化合物被还原为相应的胺,无副产物,醛、酮类还原为相应的醇,未发现氢解产物,说明催化剂有较高的选择性。此外还研究了腈类的加氢反应。     

酯化反应中 HZSM-5的催化性能——Ⅰ.焙烧温度对HZSM-5催化性能的影响

采用固定床反应器,考察了焙烧温度对HZSM-5酯化活性、选择性及稳定性的影响。实验结果表明,在实验条件下,部分正丁醇在HZSM-5上脱水生成丁烯,但乙醇不生成乙烯。三种丁烯异构体的生成说明在HZSM-5上的脱水是按正碳离子的机理进行的。稳定性的实验结果表明,丁烯的聚合结焦主要是在强酸中心上进行的。在不同温度焙烧的HZSM-5上酯化反应表明,酯化反应既可以在B 酸中心上进行,亦可以在L 酸中心上进行;而乙醚、正丁醚和丁烯主要是在B 酸中心上产生的。     

金属化合物催化的偶联反应新进展

综述了近年来钯，镍、铜、钛、锆和钌等金属的化合物催化的偶联反应在有机合成中的应用。     

不同金属化合物催化呼和浩特煤加氢气化实验研究

在加压固定床反应器上考察了K₂CO₃、Na₂CO₃、Ca(OH)₂、Ni(NO₃)₂催化剂对呼和浩特煤加氢气化反应的催化效果,并考察了温度对催化剂效果的影响。实验结果表明,不同种类的金属化合物对气化反应的催化效果有明显影响,催化活性依次为K> Na> Ni> Ca。与原煤气化相比,在相同时间内达到相同碳转化率时,碱金属化合物K₂CO₃的加入使原煤加氢气化的气化温度降低150℃以上,碱金属化合物Na₂CO₃降低约150℃,过渡金属化合物Ni(NO₃)₂降低50℃以上,碱土金属化合物Ca(OH)₂的加入会吸收一部分CO₂产品,表观上反而降低了碳转化率。SEM及BET表征结果表明,煤样负载不同金属化合物催化剂后表面形态及孔结构有一定差异。     

镧镍体系(LaNi5-xMx)吸氢化合物的研究(Ⅰ)——LaNi5的化学合成及吸氢性能

过渡金属氢化物因与氢能源的利用紧密有关,近年来在国际上引起极大注意。本文提出了吸氢化合物LaNi₅的一种新的合成方法--共沉淀还原法,并详细研究了反应过程。     

镧系元素化合物在乙烯聚合中的催化行为

研究了LnCl₃-EtOH-AlEt₃(Ln代表从镧至镥稀土金属离子)催化体系,在常温常压下对乙烯聚合的催化活性。发现不同稀土氯化物的活性极不一致,氯化镨的活性最大,氯化镥活性最小,铕及镜的氯化物则不能引起乙烯聚合。利用稀土离子的价态变化及Ln-C键能的数据,可较好地解释上述实验结果。     

纳米多孔钯催化亚胺化合物加氢还原反应研究

本文首次研究了以H2为氢源、纳米多孔钯催化亚胺化合物的加氢还原反应.结果表明:在氢气压力为101.325 kPa,溶剂为无水乙醇,反应温度为30℃,反应时间24 h,催化剂物质的量分数为5%的条件下,纳米多孔钯可以高效催化亚胺化合物的加氢还原反应,高选择性、高产率地生成一系列仲胺,仲胺的产率在93%~96%之间.该反应官能团兼容性好,底物范围广,带有甲基、甲氧基、氰基和羟基等基团的亚胺都可以顺利发生还原反应生成相应的仲胺.催化剂重复使用5次后,活性未出现明显降低.     

二茂铁亚胺环钯化合物在Heck反应中的催化活性研究

二茂铁亚胺环钯化合物1和2催化Heck反应具有底物范围广、反应条件温和、不需要惰性气体保护、催化活性高、重复使用仍能保持活性的特点。芳基碘化物、溴化物和氯化物都可为反应底物。化合物2应用于碘苯和丙烯酸西酯的反应得到了92%的产率和7360000的转化数;应用于碘苯和丙烯酸乙酯的偶联反应,反复使用五次仍然保持很高的活性。利用高压液相色谱或薄层色谱监测反应。     

MIL-53系列金属有机骨架化合物的合成及在Strecker反应中的催化性能

通过改变金属中心和配体官能团,合成了4个MIL-53系列金属有机骨架化合物NH₂-MIL-53（Sc）,NH₂-MIL-53（Al）,MIL-53（Sc）和NO₂-MIL-53（Sc）;研究了它们在合成α-氨基腈的Strecker反应中的催化性能.结果表明,NH₂-MIL-53（Sc）对于Strecker反应具有优异的催化性能,并具有可重复使用性.通过对比NH₂-MIL-53（Sc）和NH₂-MIL-53（Al）的催化性能,分析了金属离子半径和金属中心不饱和配位点对Strecker反应的影响.通过对比NH₂-MIL-53（Sc）与MIL-53（Sc）的催化性能,证明了作为路易斯碱中心的氨基可通过与路易斯酸中心的协同作用,有效促进Strecker反应的进行.通过对比NO₂-MIL-53（Sc）与MIL-53（Sc）的催化性能,认为催化剂结构上的硝基对于Strecker反应的进行具有重要影响.最后,通过对比NH₂-MIL-53（Sc）、硝酸钪和2-氨基对苯二甲酸（ATA）配体对催化性能的影响,总结出催化剂在纳米尺度的孔道结构是提高Strecker反应选择性的关键因素.     

水溶性钯配合物催化柠檬醛的选择加氢反应研究 Ⅰ.反应条件的影响

研究了在水／有机物两相体系中水溶性钯－膦配合物催化柠檬醛的加氢反应．考察了反应温度、氢气压力、底物和催化剂浓度、反应时间、水相ｐＨ值等对该反应的影响，并与几种柠檬醛衍生物的加氢结果进行了比较．发现仅用蒸馏水作水相，则主要产物是二氢香茅醛（＞９３％）；而水相中加入Ｎａ２ＣＯ３后，则主要产物为香茅醛（９７％），且加氢速度比同样条件下使用Ｐｄ／Ｃ催化剂快得多．     

高分子钯络合物催化的亚胺化合物的加氢反应

制备了一系列以二氧化硅为载体的侧链上含有各种氮配位基团的聚硅氧烷-钯络合物,这些高分子钯络合物能够在常温常压下催化亚胺化合物的加氢反应并表现出不同程度的催化活性.对其中聚-(N,N-二乙酰基)-γ-氨丙基硅氧烷-钯络合物催化的亚苄基苯胺的加氢反应做了比较深入的研究,发现该催化剂在反应中是稳定的并给出唯一的加氢产物,络合物中的N/Pd原子比、反应温度以及不同底物对反应速度的影响也被报道.     

负载型LaNi5合金催化剂的制备及甲苯加氢性能的研究

采用燃烧还原法制备了LaNi5合金单体,并通过球磨法将其负载到介孔分子筛MCM-41上．利用XRD,TEM对催化剂的晶相结构和形貌进行分析．结果表明,负载后的LaNi5颗粒粒径明显减小,粒径为几个到几十个纳米,制得了负载型纳米LaNi5催化剂．通过甲苯加氢反应测试催化剂的催化性能,结果表明,负载后的LaNi5催化剂催化活性比LaNi5单体有较大的提高,合金含量为40％时达到最大转化率．     

Cp2TiCl2/n-BuLi催化体系在烯烃加氢反应中的催化活性和稳定性

研究了Ｃｐ２ＴｉＣｌ２／ｎ－ＢｕＬｉ催化体系和构成和Ｔｉ浓度与其催化烯烃加氢反应活性和稳定性的关系。考察了不同结构的烯烃，反应温度和度物浓度对该体系催化性能的影响。结果表明，在高的ｎ（Ｌｉ）／ｎ（Ｔｉ）值和低催化剂浓度时，可得到很高的催化活性。     

Ni基催化剂在邻甲酚原位加氢反应中的催化性能

采用等体积浸渍法制备了一系列负载型Ni基催化剂,利用XRD、H2-TPR、NH3-TPD 等技术表征了催化剂的理化特性,考察了载体（CMK-3、SiO2ZrO2、MgO、Al2O3）、助剂（Cu、Ce、Fe）对Ni基催化剂理化特性的影响,测试了230 oC、0.1 MPa冷压下催化剂对邻甲酚原位加氢反应的性能．结果表明,在负载型镍基催化剂作用下,甲醇水相重整制氢反应可以与邻甲酚的原位加氢反应相耦合;以CMK-3为载体的催化剂活性明显优于其他三种载体,邻甲酚的转化率为45.35%;助剂的添加对催化剂性能影响显著,Fe 的引入使原位加氢体系的转化率降至40.49%,助剂Ce、Cu的加入提高了Ni/CMK-3催化剂的原位加氢反应性能,转化率分别提高至64.6%、66.8%,Cu的添加改变了产物的分布,在产物中出现了新产物甲苯;同时探讨原位加氢反应路径及反应机理．