Au促进Pt/WO3催化甘油氢解制1,3-丙二醇

近年来, 以生物质为基础的生物柴油得到了迅速发展, 导致了粗甘油过剩. 通过甘油选择性氢解制1,3-丙二醇, 进而被用于合成高价值的聚对苯二甲酸丙二醇酯被认为是最具工业应用潜力的反应之一, 对于提高生物柴油的利用效率有着极其重要的意义. 但由于反应空间位阻和热力学上的限制给甘油氢解制1,3-丙二醇带来了很大的挑战, 因此需要设计高活性的金属-酸双功能催化剂以降低甘油第二个C-O键断裂的活化能和减少其他副反应的发生. 目前Pt-W和Ir-Re双功能催化剂可高选择性制得1,3-丙二醇, 但仍需较严苛的反应条件实现对氢气的活化和解离. 本课题组曾将准单原子/单原子Pt高度分散于具有大量氧空位和酸位点的WOx载体上, 十分有利于甘油选择性氢解制1,3-丙二醇反应; 在Au-Pt/WOx催化剂中添加Au可促进B酸产生, 进而提高了甘油转化率和1,3-丙二醇的选择性.为了进一步研究Au对Pt/WOx催化剂结构和催化性能的影响, 本文利用CTAB辅助吸附法制备了Au/WO3, 再浸渍Pt制得Pt/Au/WO3双金属催化剂. 在甘油选择性氢解制1,3-丙二醇反应中, 所制催化剂表现出比Au-Pt/WOx更好的催化活性, 1,3-丙二醇时空收率为0.078 g1,3-PDO/(gcat·h), 是后者的1.95倍. 值得一提的是, Au-Pt/WOx催化剂在低压时活性较高, 而Pt/Au/WO3催化剂活性则在压力的升高而提高; 另外反应温度的升高导致副产物正丙醇的选择性上升, 1,3-丙二醇的选择性降低. 因此, 适宜的反应条件为155℃和5 MPa. 与Pt/WO3和Pt/WOx相比, Pt/Au/WO3表现出了更优异的催化性能, 其1,3-丙二醇的时空收率是Pt/WO3的2.36倍和Pt/WOx的4倍.为了探究Au的掺入对Pt/WOx催化剂性能的影响, 通过XRD, TEM, H2-TPR和XPS等技术对催化剂进行了深入表征. 结果表明, 与Pt/WO3相比, Pt/Au/WO3-600催化剂的XRD衍射峰向小角度偏移, 其原因是Au3+离子半径(0.85 ?)比W6+的(0.60 ?)大, Au3+以取代晶格W6+形式进入WO3晶格中; 对H2-TPR前300 ℃耗氢量的计算可知:Pt/WO3可被还原至Pt/WO2.96, 而Pt/Au/WO3可被还原至Pt/Au/WO2.91. 因此与Pt/WO3相比, Pt/Au/WO3表面氧空位更加丰富. TEM和XPS表征可知, 添加0.1 wt%Au后, 促进了更低价态的Pt均匀分散在WO3载体上, 其平均粒径为2.36 nm.综上所述, Au的掺杂改变了Pt/Au/WO3双金属催化剂的结构, 不仅降低了Pt和W的还原温度, 削弱了Pt和W之间的相互作用, 也促进了更低价态的Pt均匀分散于WO3载体上, 使得Pt/Au/WO3双金属催化剂在甘油氢解制1,3-丙二醇反应中具有更为优异的活性和产物选择性. 该催化剂有望被广泛运用于其他生物质平台化合物加氢脱氧的反应中.     

硫酸化氧化锆负载的Ru单原子催化甲烷直接转化制甲醇（英文）

天然气作为一种低碳清洁能源,其储量大、价格低、热值高,被认为是最有前途的石油替代资源之一.甲烷是天然气的主要成分,直接转化为甲醇是有效利用甲烷的一种途径,也是一个极具挑战性的课题.一方面,甲烷的C-H键(439.3 kJ·mol^-1)强度非常高,活化十分困难;另一方面,在反应条件下,甲醇等产物比甲烷更容易被氧化,从而导致目标产物的选择性不高.因此,设计高效催化剂是解决该难题的有效途径之一.研究(J. Catal., 1993, 144.238-253和Catal. Today, 2021, 365,71-79)发现,硫酸化的氧化锆(SZ)负载的贵金属(例如Pt等)等超强酸催化剂能够促进甲烷在脱氢芳构化反应中的活化.受该工作启发,本文通过模拟均相催化设计了固体超强酸负载的Ru单原子催化剂(SAC),并在温和条件(70 ℃)下将其用于甲烷直接转化制甲醇反应.结果发现,在Ru/SZSAC上的含氧化合物(CH₃OH, CH₃OOH和HCOOH)收率(18.32 μmol,≥80 h^-1)显著超过SZ(0.6...     

原子核多体系统中的结团现象

在原子核系统内,结团概念是一个老概念。这方面至少可以追溯到1937年的Wefel-mein、Wheeler 和vonWeizaker 等人的工作。在战后恢复时期的研究中,理论上有Wildermuth 和Kanellopoulos,实验上有Phillips 和Tombrelloc 等人的工作。近年来,理论活动的中心已经移向日本,ArimaIkeda、Horiuchi 和Fujewara等日本学者作出了重要的贡献。这次结团问题的第四届国际会议所收到的大量摘要和文章,为这个领域国际上极感兴趣提供......     

超临界CO2微乳/反胶束体系热力学行为与应用*

超临界微乳/反胶束体系极大地拓展了超临界流体的溶剂特性,是超临界流体技术研究的热点课题。选择合适的表面活性剂,通过调控操作条件,可以方便地控制其增溶特性,作为一种新兴绿色溶剂,在化学反应、材料制备、萃取分离等领域都有潜在的应用前景。本文阐述了超临界CO₂微乳/反胶束系统的基本概念,总结和归纳了关于热力学性质、表面活性剂选择、相行为、水力学尺寸计算、聚团颗粒间相互作用力等理论研究成果。在此基础上,还就该领域的一些应用进行了分析讨论。     

Pt-W催化剂上甘油选择性氢解制备1,3-丙二醇研究进展（英文）

生物柴油产业迅猛发展导致甘油大量过剩;另一方面,1,3-丙二醇在聚酯工业中有着重要应用.因此,甘油氢解反应制1,3-丙二醇反应具有重要的应用价值.但是由于热力学和空间位阻的限制,该反应仍存在很大的挑战.目前,用于该过程的催化体系主要包括铱–铼催化体系和铂–钨催化体系两类.本文重点介绍了Pt-W体系在甘油氢解制备1,3-丙二醇的研究进展.首先比较了钨酸和杂多酸/杂多酸盐、负载型Pt-W和Pt/介孔钨等三类催化剂体系反应性能及其构效关系,总结了影响Pt-W催化剂性能的几因素:(1)WO_x的分散状态:亚单层分散的中等尺寸的WO_x有利于Pt的分散和产生更多的B酸位,从而有利于甘油仲羟基的断裂生成1,3-丙二醇.(2)Pt的分散度:H₂的解离速率和对不饱和中间物种的加氢与Pt的分散度呈现密切的关系.(3)Pt-WO_x间的强相互作用:有利于氢溢流和原位B酸的形成.所以,通过优化合成方法、预处理方法、反应条件等来调变这三种因素,以获得高选择性、高活性和稳定性的新型Pt-W催化体系,是未来应着力探索的方向之一.此外...     

压缩CO2中Co-N-C催化3-硝基苯乙烯选择性加氢反应动力学及相行为

对于苯环上含有各种可还原基团(如–C=C,–CN,–C≡C)的硝基芳烃,通过选择性加氢来制备芳香胺类化合物依然充满挑战.负载型纳米催化剂通常存在过度加氢的缺陷,虽然通过覆盖部分金属位点等方法可改善其选择性,但多是以牺牲催化活性为代价.得益于较高的原子利用率以及孤立的活性位结构,单原子催化剂在硝基芳烃选择性加氢反应中崭露...     

SiCp/A390复合材料中析出相的形貌及界面结构演变

采用快速凝固的A390铝合金粉体和SiC颗粒,通过粉末冶金法+热挤压工艺制备了SiCp/A390复合材料,并对复合材料进行了T6处理,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料时效过程中第二相的析出形貌及界面结构进行了表征,测定了复合材料的力学性能,探讨了析出相的演变规律、析出相与基体的界面结构及其对力学性能的影响.结果表明:SiCp/A390复合材料经固溶+时效处理后,合金元素从基体中析出形成GP区,然后转变为颗粒状的δ″相.随着时效时间的延长,这些颗粒状δ″相继续长大成δ′相和δ相;同时,时效析出相与基体之间界面结构随时效时间的延长发生着转变,其转变规律为:完全共格界面GP区→共格界面的δ″相→半共格界面δ′相→非共格界面δ相;SiCp/A390复合材料的抗拉强度随着时效时间延长先增加后降低,在时效6h时,复合材料的力学性能达到最大值.     

羰基铁催化黄樟油素、丁香酚异构化反应的研究——Ⅱ.反应机理及动力学的初步研究

本文对羰基铁催化黄樟油素、丁香酚异构化反应的机理及动力学进行了初步的研究,提出以下可能的反应机制:羰基铁在光照或加热下,首先形成配位不饱和羰基铁;随后,配位不饱和羰基铁与烯烃(如黄樟油素、丁香酚)生成络合物;络合物中的烯烃因电子离域作用而异构化;环境中的烯烃再取代络合物中的异构化烯烃,从而产生异构烯烃。此机制模型与五羰基铁光催化黄樟油素、丁香酚异构化反应的一级动力学一致。     

快速凝固过共晶铝硅合金的微观组织特征及耐磨性研究

利用单辊旋淬快速凝固法制备Al-21Si和Al-30Si过共晶铝硅合金,采用扫描电镜、透射电镜及XRD技术对所制备合金的组织形貌和相结构进行表征.结果表明:快速凝固合金形成微纳米晶组织,晶粒明显细化.Al-21Si过共晶合金凝固组织由羽毛针状(α-Al+β-Si)共晶体和雪花状α-Al相组成;快速凝固有效抑制初生硅相的形核与生长,α-Al相领先共晶形核生长,形成微纳米级亚共晶组织.Al-30Si高硅过共晶合金初生硅相细小钝化,初晶Si相显微结构为孪晶形貌,呈典型的过共晶组织特征.快速凝固显著提高了合金的显微度和耐磨性,快速凝固Al-21Si合金的耐磨性是传统铸造合金的5倍.     

堇青石蜂窝陶瓷载体上ZSM-5及Anacime沸石的原位合成

 采用水热合成法,在堇青石蜂窝陶瓷载体上原位合成了ZSM-5沸石和Anacime沸石,并用XRD和SEM等技术进行了表征. 结果表明,当改变合成条件时,在堇青石表面可分别生长出厚度为30~40 μm的ZSM-5沸石和厚度为30~180 μm的Anacime沸石. 随着凝胶中SiO2/Al2O3比的增大和含水量的减少,在堇青石蜂窝陶瓷上生长的分子筛的量也增加.