固体酸催化烷基化反应中微量氟化氢反应助剂的作用 Ⅱ.助剂与催化剂的相互作用

 采用红外光谱、核磁共振光谱和X射线荧光法研究了异丁烷与丁烯烷基化反应中反应助剂HF与20%H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂的相互作用. 结果表明,反应物料中微量的反应助剂HF酸并未与催化剂表面的活性组分磷钨酸H3PW12O40(HPW)分子发生化学反应生成新的化学物质和结构. 催化剂表面的活性组分HPW可以吸收HF分子进入它的体相,吸收阈值为每个HPW分子吸收5个HF分子. 催化剂活性组分HPW吸收了反应助剂HF进入体相后形成了HPW-5HF形式的杂多酸假液相,这大大增加了催化剂的酸中心密度和酸中心强度,加快了烷基化反应的关键中间产物C8＋与i-C4分子之间的氢转移反应, 从而大幅度提高了反应的目的产物三甲基戊烷的选择性.     

酸性离子液体催化的异丁烷/丁烯烷基化反应研究

以一系列酸性离子液体作为催化剂,考察了异丁烷/丁烯在不同离子液体中催化异丁烷与丁烯的烷基化反应,研究了离子液体在进行酸性和阴阳离子调整后对烷基化反应的影响.其中[MBSIM]OTf类离子液体催化所得目的产物三甲基戊烷含量最高可达69.8%,该类催化体系重复使用8次,催化性能没有明显下降.     

HEMT沸石负载12-钨硅酸对异丁烷与丁烯烷基化反应的催化性能

 在压力为2．0MPa的连续流动液相反应系统中,考察了HEMT负载12－钨硅酸催化剂对异丁烷与丁烯烷基化反应的催化性能,并与HEMT沸石及12－钨硅酸催化剂进行了比较．采用差热分析、比表面积测定、红外光谱及程序升温脱附等方法对催化剂进行了表征．发现HEMT负载12－钨硅酸后,催化剂的稳定性及对烷基化反应的催化活性和选择性有了明显提高,其中高辛烷值的目的产物三甲基戊烷的选择性较HEMT提高了17．6％．讨论了催化剂的酸性与烷基化反应活性的关系．     

离子液体中异丁烷/2-丁烯烷基化反应机理研究

以复合离子液体[Et_3NH]Cl-AlCl_3-CuCl为催化剂,在连续搅拌釜式反应器中进行了异丁烷与2-丁烯烷基化反应;利用氘代异丁烷同位素示踪法研究了催化反应机理。结果表明,在离子液体中异丁烷烷基化的反应诱导期较短;三甲基戊烷产物主要源于异丁烷的自烷基化、丁烷/丁烯的直接烷基化以及C_(12)~+中间体的裂化反应,而大部分二甲基己烷是仲丁基碳正离子与丁烯加成的产物。     

HF改性的Pt/ZSM-5催化剂在苯和甲醇烷基化反应中的应用

以HF改性的Pt/ZSM-5为催化剂,研究了其在苯和甲醇烷基化反应的应用,并用XRD、NH₃-TPD、BET等表征方法研究了改性前后催化剂酸性和孔结构变化。 结果表明,经HF改性后,Pt/ZSM-5催化剂的酸性增强、酸量增加,苯和甲醇烷基化反应性能明显提升。 3%HF-0.2%Pt/ZSM-5催化剂催化苯和甲醇烷基化反应时,甲苯和二甲苯选择性达到92.20%。 但是,HF负载量大于6%时,HF脱除的部分骨架硅和骨架铝会堆积在催化剂孔道内部,限制了反应物和产物的扩散,造成其催化性能下降。 通过计算得到了HF改性的Pt/ZSM-5催化剂上苯和甲醇烷基化反应的活化能为118 kJ/mol。     

季铵碱树脂催化的β-酮砜的α-碳烷基化反应研究

本文以季铵碱树脂作为聚合物固载的相转移催化剂, 在50%氢氧化钠水溶液中催化α-苯磺酰基苯乙酮(1)的α-亚甲基的烷基化反应。发现在三相催化剂存在下, 化合物1的烷基化产物与烷基化剂卤代烃的活性和反应温度有关。在非质子化溶剂HMPA存在下,50℃时发现了化合物1的α-碳和O-双烷基化的烯醇醚产物。但在100℃时只得到化合物1的分解产物苯基甲基砜而非烷基化产物。     

甲烷二氧化碳重整反应中微量氧化镁助剂对Ni基催化剂抗积碳性能的影响（英文）

甲烷二氧化碳重整反应不仅可以将两种温室气体转化为更具有工业应用价值的合成气,而且反应产物中的H_2/CO比也比较适宜合成气的深加工过程,兼具环境效益和经济效益,因此受到广泛的关注与研究.但是,阻碍该过程工业化的主要问题在于反应中Ni基催化剂非常容易积碳,从而导致催化剂失活.近年来,甲烷二氧化碳催化重整领域的研究主要集中在反应机理和催化剂设计,其中大多数的研究结果表明,Ni基催化剂的抗积碳性能取决于反应过程中积碳速率与消碳速率之间的平衡.CO_2是该反应体系中唯一的氧源,因此Ni基催化剂的消碳能力在很大程度上取决于其对CO_2裂解活化能力的强弱.早期的文献中一般认为,CO_2的裂解活化与载体的Lewis碱性位点强弱相关,因此添加碱性氧化物助剂,比如MgO和CaO等,能够增强Ni基催化剂的碱性强度和CO_2吸附性能,有利于催化剂表面碳物种的转化,从而增强催化剂的稳定性.已有文献报道,添加微量MgO助剂(1 wt%)尽管没有影响Ni基催化剂的碱性强度,但是能够明显增强Ni基催化剂的稳定性,但没有对此结果给出明确的解释.在非均相催化研究领域中,活性金属与助剂在催化剂表面的分散性,是研究其催化作用的重要前提.大部分甲烷二氧化碳催化重整研究工作中,助剂的引入通常采用浸渍法,但是这种制备方法并不能有效保证助剂的分散度.本研究工作利用了水滑石材料的"记忆效应",将0.42 wt%Mg~(2+)引入到由Ni-Al水滑石前驱体焙烧后得到的Ni/Al_2O_3催化剂中.X射线能谱仪的结果表明,微量MgO助剂均匀分散在Ni/Al_2O_3催化剂表面上.经X射线衍射、CO_2程序升温脱附和H_2程序升温还原表征验证,添加微量的MgO助剂并没有对Ni晶粒尺寸、金属载体相互作用以及Al_2O_3载体表面碱性强度产生明显作用;然而甲烷二氧化碳重整活性评价测试和反应后催化剂的O2程序升温氧化实验结果显示,微量MgO助剂能明显增强Ni/Al_2O_3催化剂的稳定性,并且有效地阻碍了石墨碳在催化剂表面的形成.表面脉冲吸附实验结果证实,微量MgO助剂促进了CO_2在Ni颗粒表面的裂解活化,进而可以及时消除Ni金属表面由甲烷裂解产生的碳物种,防止其迁移、聚集和生成石墨碳.     

超临界流体状态下的异构烷烃与烯烃烷基化反应

成功地应用固体酸催化剂在超临界反应条件下进行了异构烷烃与丁烯的烷基化反应。在超临界反应条件下,固体酸催化剂在１４００ｈ的反应以后,仍保持１００％的烯烃转化率。探索出一个解决固体酸催化剂在烷基化反应中极易失活的有效方法。探讨了超临界流体抑制固体酸催化剂结炭失活的机制和烷基化反应中选择超临界反应条件的规律。     

固体碱上硫醇氧化反应中助剂的作用

采用微波分散MgO的方法制备固体碱以替代脱硫醇反应中常用的液体碱，其制水冲刷性有利于延长固体碱催化剂的寿命。使用甲醇和含表面活性剂助剂能明显提高催化剂的活性。采用吸光光度法监测反应体系，发现助剂的加入可以加大活性组分磺化酞菁钴（CoPcS)在,催化剂表／界面水相中的溶解度；而紫外光谱的研究进一步证实了甲醇可以防止CoPcS分子间的二聚，促进活性组分的高分散。     

有机杂化介孔Beta分子筛的合成及在苯甲醇烷基化反应中的应用

针对沸石分子筛在苯甲醇和三甲基苯的烷基化催化反应应用中存在催化活性低及微孔孔道内大量苯甲醇自醚化副反应导致产物选择性低这一难题, 通过引入等级孔结构提高外比表面积和有机杂化修饰封堵微孔孔道的双重策略, 在大幅提升可接触的外表面活性中心数量的同时有效降低苯甲醇进入微孔孔道内发生自醚化副反应, 开发出具有高反应活性及烷基化产物选择性的有机杂化介孔Beta分子筛材料, 大幅度提升了其对苯甲醇和三甲基苯的烷基化反应的催化活性和产物的选择性, 使苯甲醇的转化率从66.8%提升到了99.7%, 烷基化产物的选择性从14.8%提高到50.7%. 本工作为开发高活性及高选择性的烷基化催化剂提供了新的思路.     

Cu对离子液体异丁烷/丁烯烷基化反应选择性的影响研究

合成并表征了[BMIm]Cl-1.8AlCl3-0.5CuCl、[Et3NH]Cl-1.8AlCl3/CuAlCl4等离子液体,考察了含Cu离子液体等酸性催化剂中的异丁烷/丁烯烷基化反应,研究了Cu对离子液体烷基化选择性的影响。结果表明,Cu的引入对离子液体酸性的影响较小,不是反应选择性提高的主要原因,而烷基化过程中CuAlCl5-/CuAlCl4等配合物的存在,以及它们对2-丁烯的络合吸附是改善离子液体催化选择性的关键因素。相同反应条件下,[Et3NH]Cl-1.8AlCl3/CuAlCl4、[BMIm]Cl-1.8AlCl3/CuAlCl4等催化剂的三甲基戊烷选择性最高可达87.5%(质量分数),产物辛烷值100.5,明显优于硫酸、常规氯铝酸离子液体和复合离子液体等烷基化汽油辛烷值。     

α-甲基苯乙烯与苯酚的烷基化反应研究

分别以磷酸-冰醋酸,苯酚铝,阳离子型交换树脂及络合物为催化剂,研究了α-甲基苯乙烯与苯酚的烷基化反应。用GC测得各组份的含量,结果表明,用不同的催化剂,可生成不同含量的烷基化产物。烷基化产物以4-枯基苯酚,2,4-二枯基苯酚及2,4,6-三枯基苯酚为主。     

ZnCl2温和有效地催化活泼亚甲基化合物与苄醇或烯丙醇的 直接烷基化反应

报道了ZnCl2催化的活泼亚甲基化合物和苄醇或烯丙醇的直接烷基化反应. 在无水ZnCl2 (5～10 mol%)的催化下, 以二氯甲烷为溶剂, 活泼亚甲基化合物和苄醇或烯丙醇进行直接烷基化反应以较高的收率得到活泼亚甲基化合物的烷基化产物, 反应后处理简单, 说明ZnCl2是一种温和有效的活泼亚甲基化合物和苄醇或烯丙醇进行直接烷基化的催化剂. 并对反应的机理进行了初步研究.     

固体酸催化烯烃改性生物油酚类化合物研究

选取生物油中含量较高的愈创木酚、儿茶酚和苯酚为酚类模型化合物,以蒙脱土K-10负载的Cs2.5H0.5PW12O40为固体超强酸催化剂,苯酚/1-辛烯烷基化反应为探针,考察了催化剂负载量,反应温度及物料摩尔比等因素对酚类烷基化反应的影响.结果表明,在60～100℃范围内,30%Cs2.5H0.5PW12O40/K-10对苯酚烷基化反应具有很好的催化活性和选择性,原料摩尔比为1时苯酚氧烷基化产物的选择性最好.愈创木酚中甲氧基的位阻效应使其转化率在相同条件下比苯酚低很多,相应氧烷基化产物的选择性也很低.儿茶酚与1-辛烯反应主要生成单羟基氧烷基化产物,100℃时选择性仍高达96%.升高温度有利于烷基化改性反应的进行,但产物中氧烷基化产物的选择性随着温度升高而降低.     

金/钯双金属纳米颗粒协同催化酰胺和醇间氢自转移反应中路易斯酸驱动反应路径（英文）

金属纳米颗粒,特别是金和它的双金属纳米颗粒作为强大的绿色催化剂广泛用于有机合成反应中.在一个反应体系中使用2个不同催化剂(如协同催化),在均相催化中是一个很好的策略.然而,这种方法仍在发展中.最近我们发现,金/钯双金属纳米颗粒与路易斯酸的协同催化体系可用于伯胺的N-烷基化:即酰胺与醇之间的氢自转移反应.我们详细报道了路易斯酸对该氢自转移反应的影响.结果表明,所选的路易斯酸不仅影响生成目标产物的反应路径,而且影响生成多个中间体和副产物的反应路径.弱的路易斯酸,如三氟甲磺酸碱土金属盐,非常适合酰胺的N-烷基化反应.     

用于乙烯齐聚高选择性制 1-辛烯反应的Cr(Ⅲ)基催化剂体系

将四元催化剂体系(乙酰丙酮铬-膦胺型配体-助催化剂甲基铝氧烷-促进剂六氯乙烷)用于乙烯齐聚制1-辛烯反应,考察了促进剂、助催化剂、Al/Cr摩尔比、反应温度和反应压力等对催化剂的活性和1-辛烯的选择性的影响.结果表明,该四元催化剂体系比三元催化剂体系(铬化合物-膦胺型配体-甲基铝氧烷)对乙烯齐聚反应具有更高的1-辛烯选择性.产物除有1-辛烯外,还有较大量的1-己烯、甲基环戊烷和亚甲基环戊烷.甲基铝氧烷是高选择性生成1-辛烯必不可少的助催化剂.作为促进剂的六氯乙烷可以使乙酰丙酮铬更有利于催化乙烯齐聚反应生成1-辛烯.     

汽油烷基化脱硫反应中噻吩及其衍生物的烷基化性能

 研究了噻吩、2-甲基噻吩、3-甲基噻吩和 2,5-二甲基噻吩等硫化物与己烯进行烷基化反应的性能. 结果发现,它们进行一次烷基化反应的能力都比较强,在实验条件下转化率几乎都达到了100%. 但噻吩衍生物与己烯进行二次以至多次烷基化反应的能力则随着噻吩环上支链的增加逐渐减弱,原因可能来自噻吩衍生物继续进行烷基化反应的热力学条件不利,以及环上已有侧链的空间位阻效应. 噻吩衍生物发生深度烷基化反应能力的减弱导致了另外两个并行竞争反应芳烃烷基化和烯烃烷基化(聚合)的反应程度增强,表现为芳烃转化率和己烯聚合量的升高,以及各自二次烷基化产物相对含量的增加.     

在AlCl3和Nafion-H的催化作用下均三甲苯与γ-丁内酯的烷基化反应

 在无水AlCl3的催化作用下,均三甲苯与γ-丁内酯在室温下即可发生烷基化反应生成4-(2,4,6-三甲基苯基)丁酸. 实验结果表明,催化剂用量和反应时间是影响反应产物收率的重要因素,选择合适的反应条件可使γ-丁内酯几乎定量地转化为目标产物. 在固体高分子酸性树脂Nafion-H的催化作用下,4-(2,4,6-三甲基苯基)丁酸的收率随着温度的升高而升高,在200 ℃下收率达到最大值84.5%,选择性保持在90%左右. Nafion-H经过简单的溶剂洗涤和干燥处理后可重复使用,但每次重复使用后收率下降4%～5%. 对Nafion-H催化下该反应可能的机理进行了探讨.     

助剂对NiMgAl催化剂的结构和甲烷二氧化碳重整反应性能的影响(英文)

向担载镍基催化剂NiMgAl中添加助剂(Co,Ir或Pt)制备了三种助剂促进型催化剂,通过氢气程序升温还原(H2-TPR),CO2/CH4程序升温表面反应(CO2/CH4-TPSR)和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等方法对催化剂进行表征.助剂对催化剂性能的影响通过甲烷干重整实验进行评价.添加少量的Pt或Ir助剂可以降低Ni活性组分的还原温度和提高反应性能.添加助剂的样品与原始NiMgAl催化剂相比能够降低反应的活化能,添加Co或Ir助剂的催化剂与NiMgAl催化剂相比活化能有了明显的降低.NiMgAl催化剂的活化能为51.8 kJ·mol-1,添加Pt助剂的NiPtMgAl催化剂活化能降至26.4 kJ·mol-1.NiMgAl催化剂中添加Pt助剂制备的催化剂具有较好的催化活性和较低的活化能.CH4-TPSR和CO2-TPSR结果表明添加Pt助剂可以在更低的温度下(与NiMgAl催化剂相比)提高CH4的活化能力,并在催化剂表面形成更多的碳物种.CO2-TPD结果显示,添加助剂的催化剂与NiMgAl样品相比在反应温度区间内增加了CO2的吸附/脱附量.     

催化合成气合成乙醇的铑基催化剂中助剂锰的作用本质研究

催化剂活性测试表明,助剂Mn显著提高了铑的催化活性.通过考察H_3/D_2同位素效应发现在Mn促进的及非促进的铑催化剂上进行的合成气反应中,乙醇生成反应均表现出显著的氘位素效应.结合CO化学吸附、XRD.CO吸附IR、XPS、EPR等物化表征手段对催化剂的表征结果,讨论了助剂Mn的作用本质.提出助剂Mn~(2+)通过与反应中间体甲酰基氧端的亲合作用.促进了CO加氢生成甲酰基的反应及其随后的氢解生成卡宾物种的反应,从而显著提高铑催化活性的观点.