钴分子筛催化剂的制备及其分子筛载体对环己烷氧化选择性的影响

为了考察催化剂载体的孔道结构和择形性能对环己烷部分氧化反应的影响,采用直接水热法制备出了Co/S-1,Co/TS-1以及Co/MCM-41分子筛催化剂.XRD,FT-IR和SEM结果表明合成的样品具有较高的结晶度,晶粒大小均匀,其活性组分钴进入了分子筛骨架.采用氧气为氧化剂,考察了合成的钴催化剂样品对环己烷部分氧化的催化性能,并与CoAPO-5、Co/A l2O3、均相Co(OAc)2.4H2O催化剂以及无催化氧化的结果进行了比较.实验结果表明:分子筛载体能利用其孔道结构和择形性能,降低环己醇(酮)选择性对环己烷转化率的依赖性,且反应的选择性随分子筛载体孔径的增加而下降.孔道较小的Co/TS-1和Co/S-1做催化剂时,过氧化物含量低,环己烷转化率可达5%以上,同时反应总选择性为95%左右.     

介孔分子筛COAPSO的合成、表征及其环己烷氧化催化性能

采用一步晶化法合成了具有McM-41介孔分子筛结构的CoAPSO分子筛.用X射线粉末衍射(XRD)、元素分析(ICP)、氮气吸附、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和热重分析(TG)等对样品进行了表征.合成的样品热稳定性高,孔径大约在2.5 nm左右.钴原子以四配位形式进入介孔孔壁中;随着钴含量增加,样品的孔径减小,孔壁增厚.在环己烷氧化反应中,所合成的CoAPSO分子筛显示出较高的催化活性和环己酮选择性;当钴含量为0.34%时,单位钴原子上环己烷的转化数达到420.5.     

MeAPO-5分子筛的合成及其在肉桂醇选择氧化反应中的催化性能

采用水热法合成了一系列杂原子磷铝分子筛MeAPO-5(Me=Co,Fe,Cu,Zn,Mn),并利用X射线衍射(XRD),热重-差热分析(TG-DTA),电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和漫反射紫外-可见光谱(DRUV-Vis)等技术对分子筛的结构,化学组成以及金属离子的存在状态进行了表征.结果表明,合成的纯相MeAPO-5分子筛具有较高的结晶度,金属杂原子种类显著影响其在MeAPO-5分子筛中的存在状态,取代度及合成样品的结晶度.Co2+,Fe3+,Zn2+和Mn2+较易进入分子筛骨架,而Cu2+较难进入.通过考察MeAPO-5分子筛在肉桂醇氧化反应中的催化性能,发现CoAPO-5分子筛具有良好的选择氧化催化性能,1,4-二氧六环是较好的溶剂,调变反应温度可以有效调控产物的选择性.     

无铝V-β分子筛的合成、表征及催化性能研究

采用水热晶化法在SiO2-V2O5-(TEA)2O-NH4F-H2O体系中合成了无铝V-β分子筛,运用XRD,IR,UV-Vis漫反射,TG/DTA和SEM等技术表征了样品的物理化学特性,证明样品具有BEA拓扑结构,结晶良好,且钒原子进入了分子筛骨架. 探讨了反应混合物组成对V-β分子筛晶化的影响,在以H2O2为氧化剂的苯酚羟基化反应中,考察了V-β分子筛的催化氧化性能.     

COAPO-5和MnAPO-5分子筛的合成、表征及在环己烷选择氧化反应中的应用

合成一系列具有不同质量分数Co、Mn的磷铝分子筛CoAPO 5和MnAPO 5;通过X 衍射、扫描电镜、氮气物理吸附、热重分析以及紫外可见漫反射光谱等技术对分子筛的结构、形貌以及Co、Mn原子在分子筛骨架中的存在状态进行了表征;考察了氧气作氧化剂时分子筛在环己烷低温液相氧化反应中的催化性能。结果表明,所合成的CoAPO 5和MnAPO 5具有典型的AlPO4 5分子筛结构,金属Me/P比小于0.1时,分子筛结晶度较高。金属的种类、价态、质量分数及存在形式决定了模板剂与分子筛骨架作用的强度及方式,而有机模板剂的脱附、燃烧温度与这种作用密切相关;部分模板剂需在高温下脱除,说明分子筛骨架与模板剂之间存在着强相互作用。在CoAPO 5和MnAPO 5分子筛的骨架结构中,存在四配位的Co(II)和Mn(II),经过焙烧可以部分氧化为Co(III)和Mn(III),说明在焙烧样中存在着氧化还原活性中心。对于环己烷选择氧化反应,CoAPO 5和MnAPO 5分子筛都具有适中的催化活性,氧化反应产物分布均随反应时间而变化。虽然MnAPO 5的催化活性比CoAPO 5高,但其深度氧化能力也较强;采用MnAPO 5为催化剂,环己烷氧化反应的环己酮选择性及深度氧化产物的量都较高。同时,骨架Co质量分数对环己烷氧化反应活性具有显著影响,Co/P比为0.05的CoAPO 5分子筛催化活性最高,130℃反应24h,主要目的产物环己醇和环己酮的选择性可达88.5%。     

Co-APO-5分子筛催化的环己烷选择氧化:溶剂和改性方法对其催化性能的影响（英文）

通过合成改性制备了系列Co-APO-5分子筛催化剂,用于环己烷选择氧化,研究了溶剂和改性方法对其催化性能的影响。结果表明,含有π键的极性溶剂对环己烷选择氧化反应有利,环己烷转化率随着π键极性的增加而提高。引入Si和F降低了Co-APO-5分子筛骨架中四配位钴的含量;引入F后Co-APO-5分子筛的结晶度有所提高,而引入Si则能改善Co物种的氧化和还原性,提升其催化反应活性。同时,Co-APO-5的催化活性与其骨架中四配位Co(II)的含量相关,说明骨架Co(II)是环己烷选择氧化的催化活性中心。     

Co掺杂ZnO/MCM-41分子筛的制备及对异戊醇的催化氧化性能

以Co掺杂的介孔分子筛MCM-41为载体, 采用等体积浸渍法制备了系列5%ZnO/xCo-MCM-41催化剂, 并用于催化分子氧氧化异戊醇合成异戊醛的反应. 通过X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外光谱(FTIR), 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS), 扫描电子显微镜(SEM), 氨气程序升温脱附(NH₃-TPD), 氢气程序升温还原(H₂-TPR)和氮气吸附-脱附等手段对样品进行表征, 并考察了Co掺杂量对分子筛结构和催化性能的影响. 结果表明, 随着Co掺杂量的增大, 样品的比表面积和孔体积均减小, 而其平均孔径呈先增大后减小的趋势. 当Co掺杂量为0.05时, 5%ZnO/0.05Co-MCM-41仍保持了MCM-41高度有序的六方介孔结构, 具有高比表面积(989 m²/g)、较大孔径(2.88 nm)和孔体积(0.88 cm³/g), 引入的Co主要以孤立态钴离子[Single-site Co(Ⅱ)]形式存在于MCM-41骨架, MCM-41骨架中的Co可以有效提高ZnO微粒的分散度, 适度降低5%ZnO/MCM-41的表面酸性, 并大幅度提高5%ZnO/MCM-41的氧化还原性. 与5%ZnO/MCM-41相比, 5%ZnO/0.05Co-MCM-41可使异戊醛的选择性提高28.3%.     

Co-APO-5分子筛催化的环己烷选择氧化:溶剂和改性方法对其催化性能的影响

通过合成改性制备了系列Co-APO-5分子筛催化剂,用于环己烷选择氧化,研究了溶剂和改性方法对其催化性能的影响。结果表明,含有π键的极性溶剂对环己烷选择氧化反应有利,环己烷转化率随着π键极性的增加而提高。引入Si和F降低了Co-APO-5分子筛骨架中四配位钴的含量;引入F后Co-APO-5分子筛的结晶度有所提高,而引入Si则能改善Co物种的氧化和还原性,提升其催化反应活性。同时,Co-APO-5的催化活性与其骨架中四配位Co（Ⅱ）的含量相关,说明骨架Co（Ⅱ）是环己烷选择氧化的催化活性中心。     

CoSAPO-34分子筛的合成、表征及其光催化脱氮性能

利用水热合成法,以三乙烯四胺(TETA)为模板剂,正硅酸乙酯、磷酸、氢氧化铝及乙酸钴为原料,合成了CoSAPO-34分子筛。通过扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)、热重(TG)、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对合成的分子筛进行表征。以吡啶-正辛烷体系为模拟油品对分子筛催化剂的脱氮效果进行评价,考察了样品的用量、光催化时间及循环催化次数对其脱氮性能的影响。结果表明:当合成原料的物质的量之比为n_(P_2O_5)∶n_(Al_2O_3)∶n_(SiO_2)∶n_(Co)∶n_(TETA)=1∶0.82∶0.26∶0.81∶2.05,在200℃晶化24 h,合成得到粒径约为50μm、仍保持了SAPO-34分子筛的骨架结构、形貌为立方体的Co SAPO-34分子筛,而且该分子筛具有较好的热稳定性。在500 W氙灯光照条件下反应150 min,样品对质量分数为100μg·g-1模拟油品的脱除率达到70%,循环3次光催化脱氮活性基本保持不变。     

Co-MCM-41和Co-MCM-48分子筛的合成与表征及其对临CO2乙烷脱氢反应的催化性能

 合成了Co-MCM-41和Co-MCM-48分子筛,并用X射线衍射、红外光谱和紫外-可见漫反射光谱等技术对样品进行了表征. 结果表明,部分Co离子掺杂进入了各分子筛的骨架中,在Co-MCM-41分子筛中只含有Co(Ⅱ),而在Co-MCM-48分子筛中只含有Co(Ⅲ). 分子筛中Co离子的价态不同是导致它们反应性能差异的根本原因.     

Co掺杂SAPO-5分子筛制备及其催化氧气氧化环己烷反应性能(英文)

环己醇和环己酮(KA油)是制备尼龙所需材料己二酸和己内酰胺的重要中间体,也可用作油漆、农药和染料等的溶剂以及染色和褪光丝的均化剂等.工业上制取KA油的方法主要为苯酚加氢法、环己烯水合法和环己烷氧化法,其中环己烷氧化法最为普遍,是非常重要的工业过程.为获得适宜的KA油选择性,工业上普遍采用Co盐为催化剂,将环己烷氧化单程转化率控制在5.0%以下,从而使得产物选择性达到70%以上.该环己烷氧化制KA油过程不仅生产效率较低,而且所用均相催化剂因分离困难而不能重复使用.因此,当前关于环己烷氧化反应催化剂的研究均是围绕多相催化剂进行.氧气选择性氧化环己烷反应因具有更高的原子经济性而逐渐成为环己烷氧化法制KA油研究中最具挑战性的课题.该反应是自由基机理,而Co~(2+),Cr~(3+),Mn~(2+)和Ce~(2+)等金属离子可以促进自由基链反应,因此含有这些金属的多相催化剂被广泛用于该反应.另一方面,AlPO-n系列分子筛由于具有特殊的孔结构和一定的表面酸性,在催化反应中显示出较大的应用潜力.如果进行杂原子掺杂,通过改变分子筛骨架的电荷平衡,可以有效提高其表面酸性.例如磷酸硅铝分子筛(SAPO-5)具有中等强度的酸性和良好的择形性,因而作为固体酸催化剂广泛用于乙醇脱水、甲醇制烯烃、丙烯聚合和苯乙烯环氧化等反应,表现出较高的选择性和良好的稳定性.本文以传统均相Co盐催化剂的多相化为出发点,制备了Co掺杂SAPO-5与分子筛催化剂(Co-SAPO-5),考察了Co掺杂量对催化剂结构、表面性质以及氧气选择性氧化环己烷反应性能的影响.结果表明,一部分Co进入分子筛骨架,同时有少量Co以氧化钻形式高度分散在SAPO-5表面.Co掺杂对SAOP-5催化剂比表面积没有显著影响,但可使其孔体积减小.相反,Co掺杂可以提高SAOP-5分子筛表面B酸性位数量和总酸量.活性测试结果表明,环己烷转化率随着Co-SAPO-5催化剂中Co含量的增加而增加,但KA油选择性在转化率高于6.3%时急剧下降.还考察了反应温度、反应时间、初始氧气压力和催化剂用量对Co-SAPO-5分子筛催化剂性能的影响,得到了最优反应条件.以Co-SAPO-5-0.2(Co/Si摩尔比为0.2)分子筛为催化剂时,KA油总收率最高可达7.8%.另外,Co-SAPO-5催化剂在环己烷氧化反应中显示出很好的稳定性,Co-SAPO-5-0.2催化剂套用6次后活性几乎没有变化.     

Synthesis and Surface Acidity of MeAPO-5 Molecular Sieves

Metal substituted aluminum phosphate molecular sieves, MeAPO-5 (Me = Co, Mn, Fe(II), Fe(III), and Mg) were synthesized and characterized with X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The acidity was determined by temperature programmed desorption of ammonia, Desorption peaks at around 200°C were observed for all the MeAPO samples studied. Additional desorption peaks at around 300°C were found in MnAPO-5, CoAPO-5, and MAPO-5. MnAPO-5, CoAPO-5, and MAPO-5 also show good activities toward the cracking reaction of cumene at 350°C, while Fe(II)APO-5 and Fe(III)APO-5 show some activity at 500°C. The order of the cracking activity correlates with the presence of strong acidic sites in MnAPO-5, CoAPO-5, and MAPO-5 as indicated by the TPD of ammonia.     

金属磷铝(MeAPO)分子筛的合成及催化活性

本文用水热法合成了MAPO-5、CoAPO-5、CoMAPO及MAPO-36四种分子筛。对新合成的样品进行了XRD、IR、SEM及原子吸收光谱分析。确认各样品皆为分子筛结构,初步证实金属Mg和(或)金属Co进入到分子筛的结构骨架。金屑磷铝分子筛比磷铝分子筛裂化活性提高很大,从分析产物C_3及C_4看出各样品的低催化活性对应于低的C_4/C_3·C_4/C_3值反映了分子筛的窄小空腔或弯曲通道。     

在二乙烯三胺体系中含钴磷酸铝分子筛新相的合成

在二乙烯三胺体系中, 以磷酸、氢氧化铝、正硅酸乙脂、乙酸钴为原料, 在水热条件下合成出含钴磷酸铝分子筛新相, 我们把它们分别命名为CoAPSO-101和CoAPO-101型分子筛。X射线粉未衍射分析表明, 这两种分子筛具有六方对称结构, 酸洗脱及分析实验数据表明, 在该分子筛中金属钴有两种形式存在, 一种是骨架钴, 一种有非骨架钴, 同时吸附数据表明, 这两种分子筛均属于小孔结构。     

Liquid-phase epoxidation of styrene with O2 over alkali metal salt impregnated CoAPO-5

Liquid-phase epoxidation of styrene with atmospheric O₂ was conducted over CoAPO-5 molecular sieves.The catalytic performance of CoAPO-5 can be significantly improved by alkali metal salt impregnated on it,and styrene conversion and selectivity to styrene oxide reached 85%and 69%respectively when CsCl was impregnated on it.The catalyst was recyclable and exhibited similar catalytic activity and selectivity even after three catalytic reaction cycles.     

CoAPO-11分子筛的合成、表征和催化性能： 1-己烯异构化反应

水热法合成了钴取代磷铝酸盐分子筛CoAPO-11，并采用了X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外可见光谱以及氮气吸脱附等表征手段对合成的样品进行表征，并在合成的分子筛上进行1-己烯异构化反应评价，并考查了温度和空速对反应的影响。结果表明，在反应温度300℃及空速为2.4h－1CoAPO-11分子筛对1-己烯异构化反应具有较好的催化性能。