炭材料负载Pt催化肉桂醛选择性加氢性能的研究

采用液相还原法分别制备了碳纳米管(MWCNT)、活性炭(AC)、碳纳米纤维(CNF)和炭气凝胶(CA)负载质量分数3%的Pt催化剂,并对催化剂的结构和形貌进行了XRD和TEM等表征。以肉桂醛加氢作为探针反应,研究了其催化肉桂醛加氢的活性和产物选择性。结果表明,炭材料的结构对其催化肉桂醛加氢行为具有重要影响,纳米炭材料催化剂（Pt/MWCNT、Pt/CNF）表现出较高的CO选择性加氢行为,而无定形碳催化剂表现为C=C选择性加氢,同时Pt/MWCNT的催化活性最高。     

微反应器内硝基苯气-液-固三相催化加氢反应

考察了催化剂壁载方式、涂层载体和Pd负载量对微通道内的硝基苯气-液-固三相催化加氢反应的影响以及其并行放大效应.结果表明,与溶胶-凝胶法相比,浸渍法制备的催化剂涂层性能较好,其转化率、选择性分别达到89.2％和93.8％;采用强酸性、大比表面积的载体有利于反应性能的提高;活性组分Pd负载量为2.00 mg,催化剂活性较...     

钯/炭催化剂的制备及在1,3-丙二醇合成工艺中的催化性能

采用浸渍法制备了基团保护法1，3-二氯丙烯加氢催化剂，考察了活性炭活化方法、催化剂载体、负载方式、负载量、还原剂浓度以及溶剂对催化剂活性和选择性的影响，并考察了工艺条件对反应的影响。     

超声波对浸渍法制备Co-Fe/硅藻土选择加氢催化剂的影响

以天然多孔性的硅藻土为载体,分别采用超声浸渍和普通浸渍制备了Co含量为12%(质量比)、Fe/Co=0.2(mol/mol)的负载型催化剂,并将其用于肉桂醛选择加氢制肉桂醇的反应。运用SEM、热分析、PLS等表征手段对催化剂的理化性质进行了分析,考察了浸渍方法对催化剂活性金属分散度的影响。加氢实验结果表明,与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的负载型Co-Fe/硅藻土催化剂的催化活性中心明显增多,对肉桂醛选择加氢表现出较好的催化活性和选择性。催化剂表征表明,超声浸渍法制备的负载型Co-Fe/硅藻土催化剂金属分散度明显提高,催化剂与载体的相互作用力增强,催化剂的晶体缺陷数增加,反应活性中心增加,有利于催化性能的提高。     

结构化纳米碳纤维载体的制备与应用

研究了通过气相沉积法裂解甲烷在TiO2表面生长纳米碳纤维层,制备具有中孔孔径结构的结构化纳米碳纤维的方法。利用SEM-EDS和BET对该载体进行了表征。结果发现,该结构化纳米碳纤维载体的纳米碳纤维层厚度1.5～2.0μm,比表面积60.3 m2/g,其中外表面积为51.1 m2/g,只有很少的内表面积;平均孔径为5nm。在肉桂醛加氢反应中,该载体负载Pd催化剂能明显降低内扩散对反应选择性的影响,肉桂醛转化率低于56%时,氢化肉桂醛选择性达98%,明显高于常规活性炭负载型Pd催化剂。     

共沉淀法制备氧化铝负载铜催化剂及其在肉桂醛选择性加氢反应中的应用

采用共沉淀法制备了Al2O3负载Cu催化剂,表征了其晶相、孔结构、表面形貌,考察了制备条件对催化肉桂醛加氢性能的影响. 结果表明,与浸渍法所制催化剂相比,共沉淀法所制催化剂具有更高的肉桂醛加氢活性;随焙烧温度升高,催化剂活性组分粒径增大,肉桂醛的转化率先升高后下降,873 K还原的催化剂的活性最高;随反应温度升高,反应速率迅速上升,肉桂醇的选择性则下降. 在2 MPa和363 K条件下,反应4 h后肉桂醛的转化率为14.7%,肉桂醇的选择性为56.5%.     

用于合成4-(反-4′-正丙基环己基)环己酮催化剂的研究

环己酮衍生物作为一种重要的液晶中间体,其制备方法尤其是催化加氢合成法的研究受到关注。以质量分数55%HNO₃处理的工业椰壳活性炭为载体,采用等体积浸渍与沉积-沉淀结合的方法制备0.9%Au-5%Pd/C-IM-DP催化剂,并应用于选择性加氢制备4-(反-4′-正丙基环己基)环己酮的反应。以环己烷作为溶剂,在反应温度150 ℃和反应压力0.8 MPa条件下反应2 h,原料转化率为98.7%,目标产物选择性达91.2%。相比于单金属5%Pd/C催化剂,0.9%Au-5%Pd/C-IM-DP催化剂具有较高的活性和选择性。通过XRD和TEM等对催化剂组成和形貌进行表征分析,结果表明,Au和Pd均以单金属颗粒形式存在,而Pd和Au之间的氢溢流作用可能是催化剂具有优异性能的原因。     

载体对不饱和醛/酮中C=O选择性加氢催化剂性能的影响

研究载体活性炭对沉淀法制备的Pd/C催化剂催化活性的影响,在不饱和醛/酮加氢反应中通过考察载体粒度和试剂改性等条件对催化剂催化活性以及C=O选择性的影响。结果表明,将粒度(100~200)目的活性炭在80℃的10%HNO_3溶液中浸泡120 min,洗涤干燥后得到活性炭载体制备的Pd/C催化剂具有较高的活性和C=O选择性,不饱和醛转化率达95.2%,不饱和醇选择性达96.3%。     

Pd/Co_3O_4金属催化剂的制备及其催化还原邻氯硝基苯的研究

采用浸渍法制备了Pd/Co_3O_4负载型金属催化剂,进一步考察了其催化邻氯硝基苯加氢反应的催化性能。研究表明:以纳米Co_3O_4为载体所制得的Pd/Co_3O_4金属催化剂用于邻氯硝基苯催化加氢反应具有较高的反应活性和选择性,反应转化率达85%以上,其中邻氯苯胺的选择性也达到90%以上。     

负载型杂多酸制备及对苯羟基化反应的活性研究

采用浸渍法和回流吸附法在γ-Al₂O₃、NaX型分子筛、TiO₂、SiO₂和椰壳活性炭载体上制备7种负载型杂多酸催化剂,并对催化苯羟基化制苯酚的反应活性进行研究。结果表明,制备的负载型杂多酸催化剂具有催化活性,且催化活性与负载方式和载体的种类有关,椰壳活性炭是硅钼钒杂多酸最好的载体,负载率达16.3%,苯酚收率7.4%,苯酚选择性97.1%。     

载体对镍基催化剂顺酐液相加氢性能的影响

分别以ZrO₂、SiO₂与Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni质量分数为15%的催化剂,考察了其催化顺酐液相加氢性能,并利用BET、XRD、H₂-TPR以及TPO-MS等表征手段对催化剂进行了详细表征。结果表明,随载体不同各催化剂的加氢活性及选择性存在较大差异,Ni/Al₂O₃催化剂的C=C键加氢活性最高,但其几乎没有C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为丁二酸酐。Ni/ZrO₂催化剂具有最高的C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为γ-丁内酯,在反应温度为483 K,氢气压力为5 MPa的条件下反应8 h时,Ni/ZrO₂催化剂的γ-丁内酯选择性达79.20%。催化剂的套用实验表明,Ni/ZrO₂与Ni/SiO₂催化剂具有高的使用稳定性,Ni/Al₂O₃催化剂则在套用过程中快速失活。顺酐加氢至γ-丁内酯的中间产物--丁二酸酐与催化剂间的相互作用是影响催化剂加氢选择性及使用稳定性的主要原因。     

肉桂醛在M13(M=Au,Pt)团簇表面加氢反应机理分析

采用密度泛函理论系统地研究了肉桂醛在正二十面体M₁₃(M=Au,Pt)团簇上的选择性加氢反应机理(C=O,C=C以及1,4共轭加成机理)。在稳定吸附构型的基础上,通过Complete LST/QST方法探索肉桂醛选择性加氢反应中各基元反应的过渡态,得到各反应的活化能和反应热。计算结果表明:肉桂醛在Au₁₃团簇最可能发生1,4共轭加成得到烯醇,但烯醇很不稳定,会发生异构生成苯丙醛,反应总体放出热量;肉桂醛在Pt₁₃团簇最可能发生C=O加成得到肉桂醇,肉桂醇进一步加氢得到饱和醇,反应总体吸收热量。     

单斜相与四方相混合晶相组成ZrO2负载镍催化剂催化顺酐选择性加氢

通过调控水热法制备条件制备同为单斜相和四方相混合晶相组成、但织构性质和表面结构性质不同的两种ZrO_2载体,采用浸渍法制备镍质量分数为10%的Ni/ZrO_2催化剂,考察不同反应温度[(150～240)℃]和氢气压力[(3～7)MPa]条件下两种ZrO_2载体负载镍催化剂的顺酐加氢性能。采用XRD、H_2-TPR、H_2-TPD和拉曼光谱等对催化剂进行表征。结果表明,与镍物种发生较强相互作用的ZrO_2负载镍催化剂具有较高的■键加氢活性与选择性,几乎没有■加氢活性,在所考察的反应温度和反应压力范围,催化剂上丁二酸酐选择性均高于95.1%,γ-丁内酯选择性均低于4.9%。与之不同,与镍物种发生较弱相互作用的ZrO_2负载镍催化剂具有较弱的■键加氢活性,然而,该催化剂表现出一定的■加氢活性,并且其■加氢活性随反应温度或反应压力的提高而显著提高。在反应温度240℃、氢气压力5 MPa条件下,γ-丁内酯选择性高达60.6%。推测晶相组成相似的两种ZrO_2载体负载镍催化剂明显的■加氢性能差异与其表面结构性质不同有关。     

Preparation of Ni/SiO catalyst in ionic liquids for hydrogenation

A series of silica supported nickel catalysts were prepared from nickel nitrate and tetraethyl orthosilicate by the sol-gel method with the imidazolium type ionic liquids as solvents. The catalysts were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Their catalytic performances for the selective hydrogenation of cinnamaldehyde to hydrocinnamaldehyde were investigated. The results show that the Ni/SiO₂ catalyst prepared with 1-(2-hydroxyethyl)-3-methyl-imidazole tetrafluoroborate ionic liquid as solvent exhibits the highest catalytic activity for the reaction. Under the optimal conditions of catalyst dosage (based on the mass of cinnamaldehyde used) 10%, reaction pressure 2 MPa, temperature 373 K and reaction time 2 h, the conversion of cinnamaldehyde and the selectivity to hydrocinnamaldehyde can reach 97.6% and 98.8%, respectively.     

Au/LaCo_(1-x)Ce_xO_3催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

为进一步提高催化剂活性,用Ce对LaCoO3载体进行改性,并采用溶胶-凝胶法制备系列LaCo1-xCexO3(x=0~0.5)载体。其中,x=0.1和0.2时,载体为钙钛矿结构。采用沉积-沉淀法制备Au/LaCo1-xCexO3(x=0.1、0.2)催化剂,通过XRD、BET和H2-TPR等方法对催化剂进行催化活性评价及稳定性表征测试。结果表明,Au/LaCo0.9Ce0.1O3和Au/LaCo0.8Ce0.2O3催化剂能够在90℃将CO完全转化,在此温度进行的连续20h和30h的寿命实验中,CO转化率保持100%,催化活性和稳定性均优于Au/LaCoO3催化剂。表明掺杂Ce改性载体,能够提高催化剂活性和稳定性。     

Pt-Re/rGO bimetallic catalyst for highly selective hydrogenation of cinnamaldehyde to cinnamylalcohol

In the present work, a series of Pt-based catalysts, alloyed with a second metal, i.e., Re, Sn, Er, La, and Y, and supported on activated carbon, ordered mesoporous carbon, N-doped mesoporous carbon or reduced graphene oxide(rGO), have been developed for selective hydrogenation of cinnamaldehyde to cinnamylalcohol. Re and rGO were proved to be the most favorable metal dopant and catalyst support, respectively. Pt_(50) Re_(50)/rGO showed the highest cinnamylalcohol selectivity of 89% with 94% conversion of cinnamaldehyde at the reaction conditions of 120 °C, 2.0 MPaH_2 and 4 h.     

载体对铁基催化剂结构及CO2加氢制烯烃反应性能的影响特性

铁基催化剂CO₂加氢直接合成烯烃是实现CO₂减排及CO₂转化与利用的最佳途径之一。目前铁基催化剂的CO₂加氢活性及反应过程中铁基催化剂结构强度仍然较低，成为CO₂加氢制烯烃产业化生产的重要挑战。通过浸渍法制备一系列负载型铁基催化剂，研究载体材料性质对铁基催化剂结构及CO₂加氢直接合成烯烃的影响特性。研究发现，载体可诱导铁基催化剂在CO₂加氢反应过程中形成的铁物种，同时影响铁基催化剂表面碳物种的有序度，调变对CO₂吸附及活化能力；研究结果表明ZrO₂负载的Fe催化剂展现出最佳的CO₂加氢合成烯烃催化性能，在温度320℃和反应压力2.0 MPa时，CO₂转化率>30%，C₂~C₇烃类产物中烯烃选择性高达85%以上，烯烷比为8.2，且CO选择性较低为17.1%。     

Effects of identities of supports on Fe-based catalyst and their consequences on activities of CO2 hydrogenation to olefins

The direct synthesis of olefins by CO₂ hydrogenation with iron-based catalysts is one of the best ways to achieve CO₂ emission reduction and CO₂ conversion and utilization. At present, the CO₂ hydrogenation activity and structural strength of the iron-based catalysts are still relatively low during CO₂ hydrogenation process, which has become an important challenge for the industrialization of CO₂ hydrogenation to olefins. In this work, a series of the supported iron-based catalyst was prepared by the impregnation method to study the influence of the properties of support materials on the structure of iron-based catalysts and the reactivities of the direct synthesis of olefins from CO₂ hydrogenation. This work found that the support induced the iron species formed during the process of CO₂ hydrogenation, simultaneously affected the order degree of carbon species on the surface of iron-based catalyst, and tuned the capability of CO₂ adsorption and the activities of CO₂ activation. The results shown that the Fe-based catalyst supported on ZrO₂ exhibited the best catalytic performance for CO₂ hydrogenation to olefins at 320℃ and 2.0 MPa. The CO₂ conversion (>30%) and the selectivity of olefins in C₂—C₇ hydrocarbon products were as high as over 85%, the ratio of olefins to paraffins was 8.2, and the CO selectivity was 17.1%.     

助剂二氧化硅对CO2加氢制备甲醇CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列CuO-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂(CZAZ)催化剂,用于二氧化碳加氢合成甲醇。通过加入少量的助剂二氧化硅得到了一系列CZAZ/SiO₂改性催化剂。采用XRD、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD以及CO₂-TPD等技术进行表征,研究了助剂二氧化硅含量对催化剂的物理化学性质以及组织结构的影响。结果表明,助剂二氧化硅的含量对催化剂的组织结构具有较大的影响。同时评价了该组催化剂参与二氧化碳加氢合成甲醇反应的催化性能。测试结果表明,采用助剂二氧化硅质量分数为4%的改性催化剂,表现出较为优良的催化活性。助剂二氧化硅促进了活性组分氧化铜的分散,并且经过二氧化硅改性的CZAZ催化剂具有更大的比表面积,这些因素都对该催化剂在二氧化碳加氢合成甲醇方面的良好表现起到重要作用。