芳香化合物绿色硝化催化剂研究进展

本文综述了近年来用于芳香化合物绿色硝化反应的较有工业化前景的三种催化剂的研究进展,包括固体酸、金属硝酸盐、稀土杂合物等,着重探讨了上述催化剂对硝化反应选择性的作用机理。     

BrФnsted Acidic Ionic Liquids: Novel Efficient,Cost-effective and Reusable Solvent-catalysts for Ritter Reaction

Several Brnsted acidic ionic liquids(ILs) were synthesized and used as dual solvent-catalysts for the Ritter reaction of benzonitrile with tert-butanol. In particular, IL11([NSPTEA][OTF]) showed excellent catalytic activity for the Ritter reaction. In the presence of IL11, various nitriles and tertiary alcohols as well as secondary alcohols were converted smoothly to the corresponding amides in good to excellent yields. In addition, this cost-effective ionic liquid [NSPTEA][OTF] was easily separated from the reaction mixture by extraction with a small amount of water, and was recycled five times without any significant loss in activity.     

新显色剂5-(5-碘-2-吡啶偶氮)-2,4-二氨基甲苯与铑(Ⅲ)高灵敏显色反应的研究及其应用

合成了新试剂碘代吡啶偶氮胺类化合物5-(5-碘-2-吡啶偶氮)-2,4-二氨基甲苯(5-I-PADAT),用红外光谱、元素分析和核磁共振波谱对其进行了鉴定,并研究了该试剂与铑(Ⅲ)的显色反应。结果表明,在pH=4.0～5.2的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,铑(Ⅲ)与5-I-PADAT形成1∶2的紫红色络合物。该络合物在1.2mol·L-1高氯酸介质中转变为另一稳定的蓝色配合物,其最大吸收峰位于580nm波长处,铑(Ⅲ)含量为0～0.8μg/mL范围内符合比耳定律,表观摩尔吸光系数为1.81×105L·moL-1·cm-1。该反应具有很高的灵敏度和良好的选择性,大量常见金属离子在一定范围内无干扰。所拟方法操作简单,用于催化剂中微量铑的测定,结果满意。     

催化剂载体对硼氢化钠在纳米金电极上电氧化行为的影响

分别以中孔炭(MPC)和VXC-72R炭黑作载体,制备了中孔炭载纳米Au粒子(Au/MPC)和VXC-72R炭黑载纳米Au粒子(Au/CB),并将其用作直接硼氢化钠燃料电池阳极电氧化催化剂.分别用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等比较了不同载体催化剂的结构和形貌.结果表明,纳米Au粒子均为面心立方结构,Au/MPC中纳米Au粒子的粒径为16nm左右比Au/CB中的纳米Au粒子的更小,且均匀分散在载体的表面.用循环伏安曲线和动电位极化曲线等比较了不同载体催化剂的电化学特性.结果表明,Au/CB的电流密度为38.10mA·cm-2,而Au/MPC的电流密度达到42.88mA·cm-2,比Au/CB的电流密度提高了12.5%.     

水介质中无催化剂的有机反应的研究进展

水介质中无催化剂存在下的有机反应具有操作简单、便捷、安全、高效等优点,是实现绿色有机化学的重要途径之一。本文综述了近年来该领域的研究进展。     

浆态床中Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2+γ-Al2O3双功能催化剂一步法合成二甲醚

采用共沉淀法,制备了纤维状CD501甲醇合成催化剂,采用SEM、TEM、XRD和BET等手段对催化剂进行了表征;并将其进一步和γ-Al₂O₃进行混合,获得了Cu/ZnO/Al₂O₃/ZrO₂+γ-Al₂O₃双功能催化剂,考察了其在浆态床中一步法合成二甲醚过程的催化特性。结果表明,相比商业催化剂(COM)和LP201催化剂,新型的CD501催化剂具有更大的比表面积和Cu/Zn分散性。对于浆态床中一步法合成二甲醚过程,采用CD501与γ-Al₂O₃双功能催化剂,相比采用COM或LP201与γ-Al₂O₃双功能催化剂,CO转化率提高了一倍,且经过270h测试,CO转化率从61%降至57%,二甲醚时空产率从0.54g/(g·h)降至0.48g/(g·h),稳定性显著优于COM催化剂。当反应温度为250℃,压力为4.0MPa,空速为3000mL/(g·h),氢碳比为1.0时,该催化剂应用在浆态床一步法合成二甲醚时,CO转化率为61%,DME时空产率达到0.54g/(g·h)。     

还原-氧化-还原过程对Co-ZrO_2共沉淀催化剂结构及其费托合成反应性能的影响

采用程序升温还原、氮吸附、X射线衍射、Raman、XPS和H2-TPD等方法研究了还原(400℃,氢还原)-氧化(室温,暴露空气中氧化)-还原(250℃或400℃,氢还原)预处理过程对Co-ZrO2共沉淀催化剂结构的影响,考察了催化剂在不同反应器中的费托反应性能。结果表明,催化剂还原氧化前后钴物种均以Co3O4形式存在,颗粒直径无明显变化;还原氧化处理后催化剂表面钴物种含量有所下降,但H2-TPD结果显示催化剂经还原-氧化-还原后氢吸附量增加。另外,还原氧化过程能够降低催化剂表层钴物种的还原温度。反应结果表明,催化剂经还原氧化还原处理后活性明显增加,甲烷选择性降低。     

在线化学蒸气发生-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定废催化剂中的微量铑

使用电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)研究了贵金属铑和NaBH4在酸性水溶液中的化学蒸气发生反应的条件,并测定了有机合成催化剂中的铑。研究结果表明:在NaBH4和样品溶液流速为2mL/min、废液排放流速为6mL/min的条件下的最佳蒸气发生条件为:载气流速0.4L/min、HNO3浓度为1.0mol/L、NaBH4浓度为1.2%(m/V)。研究中获得的铑化学蒸气进样效率是常规的气动雾化进样效率的2.7倍;检出限是6.9μg/L,略优于气动雾化法;线性范围20～1500μg/L;线性相关系数是0.9986;RSD是1.6%。样品分析加标回收率分别是94%和97%。用本法测得的样品值与原子吸收法的测得值吻合很好。     

负载型原子转移自由基聚合配体的合成及应用

用丙烯酸甲酯(MA)与负载到纳米二氧化硅有机/无机杂化粒子上的三乙烯四胺(TETA)进行Michael加成反应,合成了负载型原子转移自由基聚合(ATRP)配体。将其用于甲基丙烯酸甲酯(MMA)的ATRP,结果表明,动力学曲线表现为ln[c(M0)/c(Mt)](c(M0)为单体起始浓度,c(Mt)为反应时间t时单体浓度)与时间线性相关,分子量随转化率线性增加。可以通过离心轻易将催化体系从聚合物中分离出来,回收的催化体系可再次用于MMA的ATRP,且聚合反应仍具有可控/活性的特性,克服了传统ATRP中聚合后去除含过渡金属催化体系的困难。     

整体式 Cu-ZSM-5 催化剂上 NH3 选择性催化还原 NO 活性

 采用浸渍法制备了一系列不同 Cu 含量的 Cu-ZSM-5 催化剂, 并用于 NH₃ 选择性催化还原 (SCR)NO 反应. 结果表明, 当 Cu 含量为 8%时, Cu-ZSM-5 催化剂的活性最高; 当空速为 30 000 h^–1. , 在 198~440 ^oC 反应时 NO 转化率均高于 80%, 最高可达 97%, 且空速的影响较小. 经快速水热老化后, 该催化剂活性明显优于商用 V 基催化剂. H₂O 和 SO₂ 对 Cu-ZSM-5 催化剂的 SCR 活性有所影响, 但可明显恢复. X 射线衍射和 NH3 程序升温脱附结果表明, 当 Cu-ZSM-5 中 Cu 含量为 8% 时, 进入 ZSM-5 中阳离子位的 Cu 较多, 催化剂的活性较高, 且其表面具有较多的酸中心和酸量, 从而有利于 SCR 反应.