CoPc/Al2O3催化分子氧环氧化环己烯的研究

常使用均相催化剂[1-4]催化氧化剂对烯烃进行环氧化来制备环氧环己烷,但均相催化剂存在分离回收难,易二聚失活的缺点.近年来对均相催化剂的固载开展了广泛的研究,如郑岩等[5]使用溶胶 -凝胶包容乙酰丙酮镍,M.Salavati-Niasari等[6]用Al2O3固载Mn(Salen)、Mn(en)2和Mn(acac)2金属配合物用于烯烃环氧化,由于Al2O3廉价易得,酞菁具有不易二聚、降解等较稳定的优点[3],本文以酸性Al2O3为载体,固载酞菁钴金属配合物制备CoPc/Al2O3新型环氧化催化剂,并对其结构进行表征,同时以分子氧为氧源,异丁醛为还原剂考察CoPc/Al2O3催化剂对环己烯的催化环氧化活性,探索了环己烯环氧化的较佳工艺参数.     

溶胶-凝胶包容乙酰丙酮镍的制备及其催化空气环氧化环己烯的性能

利用溶胶-凝胶技术以SiO2为基体包容乙酰丙酮镍Ni(acac)2·2H2O配合物,制备了分子氧环氧化环己烯的催化剂.并采用FT-IR、TG-DTA及XPS技术对凝胶催化剂进行表征.考察了不同包容条件下催化剂的催化性能.结果表明包容后得到的凝胶催化剂催化活性与均相催化剂活性相当,环己烯转化率达98.0%.循环使用3次,其活性降低1.5%.     

双核烷基咪唑过氧磷钨酸盐相转移催化剂合成及催化烯烃环氧化性能

合成并表征了一类双核长链烷基咪唑阳离子修饰的过氧磷钨杂多酸盐催化剂[Dnmin]1.5PW4O24,考察了催化剂在过氧化氢为氧源的烯烃环氧化反应中的催化活性.研究表明,这类催化剂在反应过程中表现出相转移催化现象,并具有较高的催化活性和选择性.其中,双核十二烷基咪唑杂多酸盐催化剂[D12min]1.5PW4O24的活性最佳,其环己烯转化率和环氧环己烷选择性分别达到97.7%和96.3%.催化剂在经过简单离心分离后可重复使用,重复使用4次后环己烯转化率和环氧环己烷选择性仍可分别达到72.4%和97.2%.催化剂[D12min]1.5PW4O24在其它几种烯烃的环氧化反应中均表现出相转移催化特性,且具有较高的催化活性.     

离子液体中V2O5催化环己烯选择氧化合成 2-环己烯酮

研究了以V2O5为催化剂,H2O2为氧化剂,在室温离子液体中环己烯氧化制备2-环己烯酮的反应.考察了离子液体种类、反应温度、催化剂用量和氧化剂用量等因素对2-环己烯酮产率的影响.结果表明,在H2O2用量为110 mmol,V2O5/环己烯摩尔比为2%,反应温度为313 K的条件下,在[bmim]BF4离子液体中反应10 h后,环己烯的转化率和2-环己烯酮选择性分别为88.7%和91.1%.对含离子液体的催化体系的重复使用性能进行了考察.结果发现,随着使用次数的增加,环己烯的转化率以及2-环己烯酮的选择性有所下降.     

反应修饰剂ZnSO_4和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响

共沉淀法制备了Ru-Zn催化剂,考察了反应修饰剂ZnSO_4和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响。结果表明,反应修饰剂ZnSO_4可以与Ru-Zn催化剂中助剂Zn O反应生成(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐。随反应修饰剂ZnSO_4浓度增加,(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐量逐渐增加,Ru-Zn催化剂活性逐渐降低,环己烯选择性逐渐升高。因为(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐中的Zn2+可以使Ru变为有利环己烯生成的缺电子的Ruδ+物种,而且还可以占据不适宜环己烯生成的强Ru活性位。但当反应修饰剂ZnSO_4浓度高于0.41 mol·L-1后,继续增加ZnSO_4浓度,由于Zn2+水解浆液酸性太强,可以溶解部分(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐,RuZn催化剂活性升高,环己烯选择性降低。环己烯选择性略微降低,是由于ZnSO_4溶液中大量的Zn2+可以与生成的环己烯形成配合物,稳定生成的环己烯,抑制环己烯再吸附到催化剂表面并加氢生成环己烷。在ZnSO_4最佳浓度0.61 mol·L-1下对Ru-Zn催化剂预处理15 h,Ru-Zn催化剂中助剂Zn O可以与ZnSO_4完全反应生成(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐,在该催化剂上25 min苯转化68.2%时环己烯选择性和收率分别为80.2%和54.7%。而且该催化剂具有良好的稳定性和重复使用性能。     

配体对固载型锰希夫碱催化剂的影响

以官能团化的MCM-41为载体,通过配位键键连法制备了6种不同配体的固载型锰希夫碱配合物,并使用FT-IR、XPS、N2吸附-脱附、DR-UV/vis、XRD和TGA-DTA等技术对其进行表征.将制得的催化剂用于环己烯的氧化反应,考察了催化剂催化分子氧氧化环己烯的反应性能,结果表明配体的类型对催化剂的活性和产物的选择性...     

乙二胺基和2,4-戊二酮官能化介孔分子筛固载钼(VI):新型的环己烯环氧化催化剂

通过对介孔分子筛HMS和MCM 41表面修饰 ,将乙二胺基和 2 ,4 戊二酮引入到介孔分子筛孔道内 ,制备出乙二胺基和戊二酮官能化介孔分子筛 .首次将烯烃环氧化均相催化剂MoO2 (acac) 2 固载到乙二胺基和戊二酮官能化介孔分子筛孔道内 ,制备出新型的、易回收、可重复使用的烯烃环氧化多相催化剂 .环己烯催化环氧化表明 ,该催化剂的催化活性与均相催化剂MoO2 (acac) 2 相当 ,选择性大于 80 %.     

缺位Dawson型K10Na2H2P2W16O60在环己烯氧化中的催化作用

合成了二缺位杂多化合物K10Na2H2P2W16O60·18H2O,用IR、UV-vis、XRD及TG表征了其结构,考察了该化合物在过氧化氢氧化环己烯反应中的催化作用.研究结果表明,溶剂种类和反应温度对二缺位杂多化合物的催化性能有显著的影响,在叔丁醇中主要生成环己烯酮,在丙酮中主要生成环己二醇.在乙腈中主要生成环氧环己烷,其选择性随着反应温度升高和催化剂用量增加而降低,环己烯酮的选择性则逐步升高.催化剂与产物可通过温控固-液相分离,可以重复使用.     

ZnSO_4和La_2O_3作共修饰剂单金属Ru催化剂上苯选择加氢制环己烯

用沉淀法制备了单金属纳米Ru(0)催化剂,考察了ZnSO4和La2O3作共修饰剂对该催化剂催化苯选择加氢制环己烯性能的影响,并用X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、透射电镜(TEM)和N2物理吸附等手段对加氢前后催化剂进行了表征.结果表明,在ZnSO4存在下,随着添加碱性La2O3量的增加,ZnSO4水解生成的(Zn(OH)2)3(ZnSO4)(H2O)x(x=1,3)盐量增加,催化剂活性单调降低,环己烯选择性单调升高.当La2O3/Ru物质的量比为0.075时,Ru催化剂上苯转化率为77.6%,环己烯选择性和收率分别为75.2%和58.4%.且该催化体系具有良好的重复使用性能.传质计算结果表明,苯、环己烯和氢气的液-固扩散限制和孔内扩散限制都可忽略.因此,高环己烯选择性和收率的获得不能简单归结为物理效应,而与催化剂的结构和催化体系密切相关.根据实验结果,我们推测在化学吸附有(Zn(OH)2)3(ZnSO4)(H2O)x(x=1,3)盐的Ru(0)催化剂有两种活化苯的活性位:Ru0和Zn2+.因为Zn2+将部分电子转移给了Ru,Zn2+活化苯的能力比Ru0弱.同时由于Ru和Zn2+的原子半径接近,Zn2+可以覆盖一部分Ru0活性位,导致解离H2的Ru0活性位减少.这导致了Zn2+上活化的苯只能加氢生成环己烯和Ru(0)催化剂活性的降低.本文利用双活性位模型来解释Ru基催化剂上的苯加氢反应,并用Hückel分子轨道理论说明了该模型的合理性.     

离子液体中锰卟啉催化双氧水氧化烯烃的研究

研究了离子液体中Mn(TFPP)Cl(meso-tatrakis(pentafluoropheyl)porphinato)manganese(Ⅲ)cloride锰卟啉催化烯烃的氧化反应.在离子液体-CH2C12混合溶剂中,以价廉、环境友好的H2O2为氧源,考察了离子液体结构、反应条件等对环氧化反应的影响.当氧化剂/环己烯/催化剂/咪唑=450∶150∶1∶75(摩尔比)时,室温下,在MMISM-CH2Cl2的混合溶剂中,环己烯的转化率和环氧环己烷的选择性可分别达到94.8%和95.5%,远高于在纯CH2Cl2中的实验结果.并在最优反应条件下考察了该催化剂体系对烯烃底物的适用性.此外,反应结束后,产物可以由正己烷萃取出来,考察了混合溶剂中Mn(TFPP)Cl催化剂的重复使用情况.     

串联双釜连续反应装置中Ru-Co-B/ZrO2上苯选择加氢制环己烯

采用化学还原法制备了苯选择加氢制环己烯催化剂Ru-B/ZrO₂,考察了Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn等过渡金属的添加对Ru-B/ZrO₂催化剂性能的影响.结果表明,这些过渡金属的添加均可提高Ru-B/ZrO₂催化剂中的B含量.B的修饰及第二种金属或金属氧化物的集团效应和配位效应导致Ru-B/ZrO₂催化剂活性降低和环己烯选择性升高.当Co/Ru原子比为0.06时,Ru-Co-B/ZrO₂催化剂上反应25min苯转化率为75.8%时,环己烯选择性和收率分别为82.8%和62.8%.在双釜串联连续反应器中和优化反应条件下,Ru-Co-B/ZrO₂催化剂使用419h内苯转化率稳定在40%左右,环己烯选择性和收率分别稳定在73%和30%左右.     

聚苯乙烯负载席夫碱Mo(Ⅵ)配合物合成、表征及其在环己烯环氧化反应中的催化活性

合成了聚苯乙烯负载乙二胺缩水杨醛席夫碱与Mo(Ⅵ)的配合物,并对其结构进行了表征.该配合物催化环己烯环氧化反应与小分子配合物MoO₂(acac)₂相比,具有更优良的催化活性和选择性;建立了催化剂中Mo分析和环氧环己烷气相色谱分析新方法;探讨了配合物及环氧环己烷合成过程诸因素的影响;优化了环氧环己烷合成条件,即以n(t-BuOOH)=0.1mol计,n(C₆H₁₀)∶n(t-BuOOH)=3∶1,溶剂5mL,反应温度80℃,时间60min.在该条件下,环氧环己烷收率(以t-BuOOH计)99.2%以上,质量分数约99.5%(GC检测).催化剂循环使用5次后,未见活性明显下降,环氧环己烷收率(以t-BuOOH计)仍接近99%.     

Catalysts for Hydration of Cyclohexene to Cyclohexanol

The hydration of cyclohexene was determined in a stirred tank of 100 mL in a batch mode in the presence of modified or unmodified resin as catalyst. The ion-exchange sulfonate resin was modified with alkyl secondary amine. At an optimum amination rate of 15%, the conversion of cyclohexene reached to 22% and the selectivity of cyclohexanol was 95.6%. In a temperature range of 90―150 ℃, the activity and selectivity of the modified resin ca-talyst were much higher than those of the unmodified resin catalyst, which was attributed to the inclusion formed between cyclohexene and alkyl chain and also the quasi-lipophilic phase formed around the outer surface of resin beads. The formed quasi-lipophilic phase formed enhanced the conversion of cyclohexene and depressed the formation of by-products.     

Experimental Design for Modeling and Multi‐response Optimization of Catalytic Cyclohexene Epoxidation over Polyoxometalates

An experimental design methodology was applied to optimize cyclohexene epoxidation with hydrogen peroxide in the presence of acid‐activated montmorillonite clay supported on 11‐molybdovanado‐phosphoric acid, with the Keggin structure H₄[PVMo₁₁O₄₀] · 13H₂O (PVMo) as catalyst. The statistical study of the process was achieved through a two‐level, full‐factorial experimental design with five process parameters. The significant input variables (key factors) that influenced the performance of cyclohexene oxidation are the catalyst weight, catalyst loading, temperature, H₂O₂ concentration, and the reaction time. The effect of the individual parameters and their interaction effects on the cyclohexene conversion, as well as the selectivity of cyclohexane‐1,2‐diol, was determined, and a statistical model of the process was developed. The process was optimized by considering the two responses simultaneously, which allows defining the optimal regions for the significant process variables. The optimal conditions were obtained for the catalyst weight of 0.05 g, temperature of 70°C, and reaction time of 9 h, with 20% PVMo as the active phase and hydrogen peroxide as oxidant.     

BDIE·[Zn-Al]催化二氧化碳与氧化环己烯共聚

在α-二亚胺型催化剂BDIE.[Zn-Al]催化下采用新的工艺进行CO2与氧化环己烯共聚反应,催化效率得到较大地提高.这些新的工艺包括在反应前用与催化剂摩尔比为1.5∶1的氧化环已烯进行数小时陈化;采用二氧化碳与氧化环已烯分批加料的聚合工艺.在25℃温度下陈化4 h,采用分批加料的方式反应,BDIE.[Zn-Al]的催化效率提高到69.9 g/g.     

Polymer supported catalysts for oxidation of phenol and cyclohexene using hydrogen peroxide as oxidant

Polymer supported transition metal complexes of N,N′-bis (o-hydroxy acetophenone) hydrazine (HPHZ) Schiff base were prepared by anchoring its amino derivative Schiff base (AHPHZ) on cross-linked (6 wt%) polymer beads and then loading iron(III), copper(II) and zinc(II) ions in methanol. The loading of HPHZ Schiff base on polymer beads was 3.436 mmol g⁻¹ and efficiency of complexation of polymer anchored HPHZ Schiff base for iron(III), copper(II) and zinc(II) ions was 83.21, 83.40 and 83.17%, respectively. The efficiency of complexation of unsupported HPHZ Schiff base for these metal ions was lower than polymer supported HPHZ Schiff base. The structural information obtained by spectral, magnetic and elemental analysis has suggested octahedral and square planar geometry for iron(III) and copper(II) ions complexes, respectively, with paramagnetic behavior, but zinc(II) ions complexes were tetrahedral in shape with diamagnetic behavior. The complexation with metal ions has increased thermal stability of polymer anchored HPHZ Schiff base. The catalytic activity of unsupported and polymer supported HPHZ Schiff base complexes of metal ions was evaluated by studying the oxidation of phenol (Ph) and epoxidation of cyclohexene (CH). The polymer supported metal complexes showed better catalytic activity than unsupported metal complexes. The catalytic activity of metal complexes was optimum at a molar ratio of 1:1:1 of substrate to oxidant and catalyst. The selectivity for catechol (CTL) and epoxy cyclohexane (ECH) in oxidation of phenol and epoxidation of cyclohexene was better with polymer supported metal complexes in comparison to unsupported metal complexes. The energy of activation for oxidation of phenol (22.8 kJ mol⁻¹) and epoxidation of cyclohexene (8.9 kJ mol⁻¹) was lowest with polymer supported complexes of iron(III) ions than polymer supported Schiff base complexes of copper(II) and zinc(II) ions.     

ZnSO4和La2O3作共修饰剂单金属Ru催化剂上苯选择加氢制环己烯

用沉淀法制备了单金属纳米Ru（0）催化剂,考察了ZnSO₄和La₂O₃作共修饰剂对该催化剂催化苯选择加氢制环己烯性能的影响,并用X射线衍射（XRD）、X射线荧光（XRF）光谱、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、透射电镜（TEM）和N₂物理吸附等手段对加氢前后催化剂进行了表征. 结果表明,在ZnSO₄存在下,随着添加碱性La₂O₃量的增加,ZnSO₄水解生成的（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）_x（x=1,3）盐量增加,催化剂活性单调降低,环己烯选择性单调升高. 当La₂O₃/Ru 物质的量比为0.075 时,Ru催化剂上苯转化率为77.6%,环己烯选择性和收率分别为75.2%和58.4%. 且该催化体系具有良好的重复使用性能. 传质计算结果表明,苯、环己烯和氢气的液-固扩散限制和孔内扩散限制都可忽略. 因此,高环己烯选择性和收率的获得不能简单归结为物理效应,而与催化剂的结构和催化体系密切相关. 根据实验结果,我们推测在化学吸附有（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）_x（x=1,3）盐的Ru（0）催化剂有两种活化苯的活性位：Ru⁰和Zn²⁺. 因为Zn²⁺将部分电子转移给了Ru,Zn²⁺活化苯的能力比Ru⁰弱. 同时由于Ru和Zn²⁺的原子半径接近,Zn²⁺可以覆盖一部分Ru⁰活性位,导致解离H₂的Ru⁰活性位减少. 这导致了Zn²⁺上活化的苯只能加氢生成环己烯和Ru（0）催化剂活性的降低. 本文利用双活性位模型来解释Ru基催化剂上的苯加氢反应,并用Hückel分子轨道理论说明了该模型的合理性.     

纳米Ru-Mn/ZrO2催化剂上苯选择加氢制环己烯

采用共沉淀法制备了一系列不同Mn含量的纳米Ru-Mn催化剂,考察了纳米ZrO₂作分散剂时它们催化苯选择加氢制环己烯的反应性能,并采用X射线衍射、透射电镜、N₂物理吸附、X射线荧光、原子吸收光谱和俄歇电子能谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,Ru-Mn催化剂上Mn以Mn₃O₄存在于Ru的表面上.在加氢过程中,Mn₃O₄可以与浆液中ZnSO₄发生化学反应生成一种难溶性的(Zn(OH)₂)₃(ZnSO₄)(H₂O)₃盐.该盐易化学吸附在Ru催化剂表面上,从而在提高Ru催化剂上环己烯选择性起关键作用.当催化剂中Mn含量为5.4%时,环己烯收率为61.3%,同时具有良好的稳定性和重复使用性能.     

一种新型Ru-Zn体系催化苯选择加氢制环己烯的研究

制备了一种新型苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂.研究表明,该催化剂不但具有较好的活性选择性,而且具有稳定的晶态结构,良好的沉降分离性能.Zn/Ru比为8/92时,15min环己烯的收率达48.3%.利用XRD和物理吸附仪等手段对催化剂进行了表征.XRD证实了Ru和Zn形成固溶体,并观察到金属锌物相的存在.