铁－铜－锰氧化物／海泡石催化剂对苯羟基化为苯酚的催化作用

铁－铜－锰氧化物／海泡石催化剂对苯羟基化为苯酚的催化作用曹声春，黄孟光，李克，杜兴军（湖南大学化工系，长沙４１００８２）关键词氧化铁，氧化钢，二氧化锰，海泡石，负载型催化剂，苯，羟基化，苯酚由苯合成苯酚的现行方法存在着反应步骤多，工艺过程复杂，总转化...     

苯羟基化为苯酚新型催化剂

首次介绍了一种以ＨＺＳＭ－５为载体，以Ｌａ２Ｏ３为促进剂，采用浸渍法制成的Ｆｅ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３／ＨＺＳＭ－５新型催化剂，在常压，反应温度为３００℃条件下，以Ｈ２Ｏ２为氧化剂使苯羟基化为苯酚，取得了苯的最高转化率和苯酚的选择性分别达到４０．２％和９４．０％的结果。     

苯羟基化为苯酚新型催化剂(英文）

首次介绍了一种以HZSM－5为载体，以La2O3为促进剂，采用没演法制成的Fe3－La2O3／HZSM-5新型催化剂，在常压，反应温度为300℃条件下，以H2O2为氧化剂使苯羟基化为苯酚，取得了苯的最高转化率和苯酚的选择性分别达到40．2％和94.0％的结果.     

Fe2O3—La2O3／HZSM—5苯羟基化为苯酚催化剂研究

苯酚是制备树脂、表面活性剂、塑料等的重要原料。目前工业上以间接生产方式由苯合成苯酚，其生产工艺复杂，生产流程长，生产成本高，由苯直接羟化制苯酚引起人们的浓厚兴趣。在该领域的研究工作已从多方面取得明显进展［１～５］。本研究工作以ＨＺＳＭ－５分子筛为载体...     

八羟基喹啉铁（Ⅱ）／MCM—41对苯酚羟化的催化作用

利用ＭＣＭ－４１中孔分子筛为载体，制备了我载型八羟基喹啉铁／ＭＣＭ－４１催化剂。ＸＲＤ，ＩＲ证明八羟基喹吉林 铁配合物成功地负载于ＭＣＭ－４１分子筛中。考察了八羟基喹啉铁／ＭＣＭ－４１对苯酚羟化反应的催化作用，和未负载的配合物相比，苯酚的转化率，对苯二酚的选择以及Ｈ２Ｏ２的利用率都有显著的提高。     

金属酸盐催化剂对苯酚羟基化反应的活性考察

苯酚羟基化联产邻苯二酚和对苯二酚是一条典型的绿色工艺路线.通过对多种金属酸铁酸盐进行筛选,得出以Fe(NO3)3.9H2O为铁源、Cu(CH3COO)2.H2O为铜源,以氨水为沉淀剂,采用共沉淀法制备的Fe-Cu复合金属酸盐催化剂具有最好的催化活性.结果表明,在水作溶剂,催化剂与苯酚的质量比为1∶100,苯酚初始浓度25%,反应温度65℃,苯酚与双氧水的摩尔比为2的条件下,采用Fe-Cu催化剂,苯酚单程转化率可达25%,苯二酚总选择性在90%左右.通过对铁酸盐催化剂的XRD、IR表征,可以看出,Fe-Cu催化剂具有独特的CuFe2O4尖晶石结构,因而具有不同于其它铁酸盐的衍射峰和吸收峰.另外,Fe-Cu催化剂制备简便、原料廉价易得,因此具有良好的工业应用前景.     

在950℃含铜和铁氧化物催化剂的烧结和表征

本文研究了Cu-O/Al_2O_3,Fe-O/Al_2O_3,Cu-Fe-O/Al_2O_3和La-Cu-Fe-O/Al_2O_3.在950℃焙烧过程,随焙烧时间所发生的种种物理和化学状态变化.其中包括比表面下降,γ-Al_20_3载体相变,活性组分的物相变化,活性组分与载体的作用,活性组分的烧结以及活性组分向体相扩散等.实验表明含La作品的比表面下降最少,γ-Al_2O_3相变最不明显.氧化铁加到铜氧化物中后,明显促使比表面下降和γ-Al_2O_3相变.XRD、TPR和XPS数据表明Cu和Fe间发生作用,可能形成不稳定的铜铁铅酸盐尖晶石固溶体.分别用N_2O和氧吸附量法测定了Cu-0/Al_2O_3在950℃随焙烧时间的铜比表面S_(cu)化和氧吸附量A变化.按(dS_(Cu))/(dt)=K_1S_(Cu)~n和(dA)/(dt)=K_2A~n式求得n=2.3-2.7由此判断在950℃氧化铜的烧结为原子迁移机理.     

几种载体载Ni催化剂上苯直接羟基化制备苯酚的研究

本文利用浸渍法制备了一系列不同载体的镍基催化剂,并将其用于苯的羟基化反应.用等离子原子直读光谱、粉末X射线衍射分析、比表面测试等对所制备的催化剂进行了表征.发现在所制备的催化剂中,以γ-Al2O3为载体的Ni1.7/γ-Al2O3 催化剂在苯的羟基化反应中具有相对较好的催化活性和选择性,而在Ni/TiO2和Ni/NaX上,则苯酚的深度氧化严重.     

助剂对Ni/海泡石催化剂加氢性能的影响

以海泡石为载体,Ｎｉ为活性组,用浸渍法制备了一系列含不同助剂的Ｎｉ基海泡石催化剂,以ＣＯ２甲烷化及苯加氢为探针反应,研究了催化剂的活性及抗硫性能,用Ｈ２－ＴＰＤ、ＸＰＳ、活性表面积及活化能的测定等于段,对催化剂进行表征,并从热力学上探讨ＣＯ２甲烷化的适宜温度。实验结果表明,海泡石或助剂的加入,能使镍晶粒变小,增加活性镍的表面积以及使镍原子的电子云密度升高,从而提高了催化剂的活性和使用寿命。能使镍晶     

Cu/Ni助催化剂对TiO2光催化制取苯酚性能的影响

以TiO₂纳米粒子为主催化剂,采用"浸渍-还原法"构筑了铜、镍共负载的二氧化钛基光催化系统。以苯为起始原料,H₂O₂为氧化剂,研究了Cu/Ni助催化剂对TiO₂可见光催化制取苯酚性能的影响并对Cu/Ni助催化剂的作用机制进行了探讨。结果表明,在可见光照射下,纯TiO₂纳米粒子对苯氧化制取苯酚反应没有催化活性。铜、镍的引入可以明显地增强Ti₀₂可见光催化制取苯酚的活性。当使用负载有铜、镍的TiO₂作为催化剂时,苯酚的产率可达到18%。结果还表明Cu、Ni之间存在着很强的协同作用。在该协同作用下,Cu、Ni共负载的TiO₂纳米粒子表现出了较单一金属负载的TiO₂纳米粒子高得多的光催化活性。     

Cu/Ni助催化剂对TiO2光催化制取苯酚性能的影响

以TiO₂纳米粒子为主催化剂, 采用“浸渍-还原法”构筑了铜、镍共负载的二氧化钛基光催化系统。以苯为起始原料, H₂O₂为氧化剂, 研究了Cu/Ni助催化剂对TiO₂可见光催化制取苯酚性能的影响并对Cu/Ni助催化剂的作用机制进行了探讨。结果表明, 在可见光照射下, 纯TiO₂纳米粒子对苯氧化制取苯酚反应没有催化活性。铜、镍的引入可以明显地增强TiO₂可见光催化制取苯酚的活性。当使用负载有铜、镍的TiO₂作为催化剂时, 苯酚的产率可达到18%。结果还表明Cu、Ni之间存在着很强的协同作用。在该协同作用下, Cu、Ni共负载的TiO₂纳米粒子表现出了较单一金属负载的TiO₂纳米粒子高得多的光催化活性。     

VOx/SiO2-Al2O3催化剂催化苯羟基化制苯酚

以硅溶胶为硅源、偏铝酸钠为铝源及环己胺合成SiO2-Al2O3复合氧化物,并采用水热合成法合成了VOx/SiO2-Al2O3催化剂。采用XRD、SEM、TEM、XPS、NH3-TPD、N2物理吸/脱附等手段对此催化剂和复合氧化物微观结构进行表征分析。由表征结果可知钒活性中心能够高分散于此复合氧化物表面,VOx/SiO2-Al2O3催化剂呈现层片积雪状;当钒的含量为4%时,催化剂中V4+含量最大且总酸量契合于此反应所需要的催化酸环境。探究了4%VOx/SiO2-Al2O3催化剂对苯羟基化制苯酚反应的催化性能,结果表明：基于高分散活性中心、V4+含量最大及载体酸性环境等优点而表现出良好的催化性能,苯转化率为48.1%,苯酚选择性为99.6%。     

钛合金表面铁氧化物膜层类Fenton催化剂制备及降解苯酚性能

采用微弧氧化法在硅酸盐电解液体系中于钛合金表面成功制备了铁氧化物膜层类Fenton催化剂。采用SEM、XRD以及XPS对所得膜层的表面形貌、晶体结构及物相组成进行表征,发现膜层中含有金红石相TiO₂（R-TiO₂）,和非晶态的铁氧化物Fe₃O₄;对膜层的表面形貌分析发现电解液中加入铁氰化钾后表面粗糙度及平均孔尺寸增大。以苯酚作为目标降解物,研究了膜层类Fenton催化活性,同时研究了铁源含量、苯酚浓度、H₂O₂投料量以及pH值对膜层降解苯酚效率的影响,优化了降解条件,研究发现在pH 3.0、温度30℃、H₂O₂ 6.0 mmol·L^-1、苯酚35 mg·L^-1及铁氰化钾含量10 g·L^-1的条件下降解90 min,苯酚降解效率可达90%。通过对不同温度下降解苯酚的反应动力学研究,利用阿伦尼乌斯方程得到了该膜层类Fenton降解苯酚的反应活化能E_a为96.9 kJ·mol^-1。最后,评价了膜层的稳定性并分析了稳定性衰减的原因。     

钛合金表面铁氧化物膜层类Fenton催化剂制备及降解苯酚性能

采用微弧氧化法在硅酸盐电解液体系中于钛合金表面成功制备了铁氧化物膜层类Fenton催化剂。采用SEM、XRD以及XPS对所得膜层的表面形貌、晶体结构及物相组成进行表征,发现膜层中含有金红石相TiO_2(R-TiO_2),和非晶态的铁氧化物Fe_3O_4;对膜层的表面形貌分析发现电解液中加入铁氰化钾后表面粗糙度及平均孔尺寸增大。以苯酚作为目标降解物,研究了膜层类Fenton催化活性,同时研究了铁源含量、苯酚浓度、H_2O_2投料量以及pH值对膜层降解苯酚效率的影响,优化了降解条件,研究发现在pH 3.0、温度30℃、H_2O_26.0 mmol·L~(-1)、苯酚35 mg·L~(-1)及铁氰化钾含量10 g·L~(-1)的条件下降解90 min,苯酚降解效率可达90%。通过对不同温度下降解苯酚的反应动力学研究,利用阿伦尼乌斯方程得到了该膜层类Fenton降解苯酚的反应活化能Ea为96.9 kJ·mol~(-1)。最后,评价了膜层的稳定性并分析了稳定性衰减的原因。     

负载型铁基复合氧化物催化苯酚羟基化的研究

在温和条件下对铁基复合氧化物催化苯酚和过氧化氢的羟基化反应进行了研究.结果表明,活性组分、载体以及催化剂/苯酚(质量比)、过氧化氢/苯酚(摩尔比)、反应温度和反应时间等对苯酚羟基化反应具有重要影响.Fe-A催化剂的活性组分形成了α-Fe2O3和尖晶石结构;Fe-B催化剂活性组分以非晶态分布在催化剂上,高度弥散,具有更好的催化性能.溶剂的加入,有助于苯酚和过氧化氢的混合,水是理想的羟基化反应溶剂,可以实现苯酚和过氧化氢水溶液的互溶,有利于·OH的生成.以Fe-B作催化剂,水为溶剂,反应温度65℃,反应时间1h,催化剂/苯酚(质量比)=0.02,水/苯酚(体积比)=2.0,过氧化氢/苯酚(摩尔比)=0.3,苯酚转化率21.6%,苯二酚选择性86.5%.     

苯直接羟基化制苯酚研究进展*

综述了苯直接羟基化制苯酚的几种催化反应,包括阳极氧化法、N₂O氧化法、H₂O₂氧化法、O₂直接氧化法,这些反应均具有良好的原子经济性和环境效益.同时重点介绍了相关的催化剂及其活性中心,探讨了这些新型方法的工业应用前景.     

硅酸盐修饰Ni/海泡石催化剂的制备

Under the hydrothermal condition, the surface of sepiolite was restored with silicate and Ni was precipitated on the restored sepiolite by precipitating-reducing method. The surface of the samples was characterized by SEM, BET and XRD. The catalytic ability was examined by hydrogenation of toluene in gas phase over the silicate restored Ni/sepiolite catalyst. The experimental results show that distribution of Ni over the surface of the sample was even with bare aggregation and can be controlled, the ability of anti-aging of this catalyst was about ten times higher than that prepared by impregnation method at the same reactive condition.