锌对非晶态Co-B合金的改性及催化肉桂醛加氢为肉桂醇的研究

采用KBH4还原法制备了非晶态Co-B和Co-Zn-B催化剂,以肉桂醛选择加氢制肉桂醇为探针反应,研究了Zn对Co-B非晶态催化剂的修饰改性作用,并采用XRD、DSC、XPS、和H2-TPD对催化剂进行了表征.研究表明,少量的Zn没有改变Co-B催化剂的非晶结构,但提高了催化剂主体的热稳定性,其中1%的Zn可使Co-B非晶态催化剂主体结晶放热峰提高12K,并在665K出现新的H2脱附峰,说明催化剂因掺入锌形成了新的氢吸附中心,锌在催化剂中以金属态和氧化态两种形式存在.催化剂的整体均衡而局部电子分布不均衡的缺陷势结构增强了对肉桂醛分子C=O双键O原子的侧链偶合吸附与金属氧化物的金属离子对羰基的极化作用协同活化了肉桂醛的C=O双键,提高了催化剂对C=O双键的加氢选择性.加氢反应工艺条件及催化剂寿命研究表明,适宜的反应温度为413K,氢压为2.5MPa,反应时间为3.0h,肉桂醇的最高产率可达84.0%,并具有较好的催化稳定性.     

Au/TiO2催化剂制备条件对巴豆醛选择加氢的影响

采用沉积-沉淀法制备了纳米Au/TiO2催化剂, 以X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了系统的表征, 并考察了该催化剂在巴豆醛液相加氢制巴豆醇反应中的催化性能. 通过改变活化气氛、负载量和还原温度, 能够调节Au粒子的尺寸及金属与载体间的相互作用. 在673 K还原条件下制备Au质量分数为9.2%的Au/TiO2 催化剂上, Au粒子的平均粒径为2 nm, 初始加氢速率达到13.7×10-5 mol·s-1·g-1, 同时巴豆醇最高收率可达69.9%. 结合表征结果, 该催化剂良好的巴豆醛选择加氢性能归属为载体TiO2在还原条件下产生的氧缺陷位对Au纳米粒子的锚定作用及给电子作用.     

巴豆醛气相选择性加氢催化剂

巴豆醛是α, β-不饱和醛中最具代表性的一类有机化合物,采用气相催化巴豆醛选择加氢制备巴豆醇符合原子经济和绿色化学要求,具有重要的工业应用和学术价值。本文综述了近十年国内外巴豆醛气相选择性加氢合成巴豆醇的负载型催化剂的研究成果,评述了贵金属催化剂(铂、金、铱、银、钯)和非贵金属催化剂(钴、铜)上巴豆醛选择性加氢性能,分析了活性组分、载体、助剂以及活性组分粒径对催化剂性能的影响,探讨了巴豆醛选择性加氢的反应机理和失活机理。最后,对气相巴豆醛选择性加氢催化剂所存在的问题进行总结,并对催化剂的发展趋势作出了展望。指出了非贵金属催化剂的巴豆醛选择性加氢性能因具有价廉易得等优势,将是该领域的研究方向之一。催化剂失活是巴豆醛气相选择性加氢工业化的最大障碍,因此研究和认识反应机理,解决催化剂失活问题是重点研究方向。     

助剂Fe对Ir/SiO2催化剂的巴豆醛选择性加氢性能的影响

以SiO2为载体采用分步浸渍法制备了Fe/Ir/SiO2催化剂,考察了助剂Fe对Ir/SiO2催化剂气相巴豆醛选择性加氢性能的影响.采用X射线粉末衍射(XRD)、CO化学吸附、H2-程序升温还原(H2-TPR)和拉曼光谱(Raman)等技术对催化剂进行了表征.结果表明,助剂Fe能有效提高Ir/SiO2催化剂的巴豆醛转化率和巴豆醇选择性.Fe含量为0.087%的0.087Fe/Ir/SiO2催化剂的反应性能最佳,反应进行9 h的巴豆醛转化率36.9%,巴豆醇选择性83%.随着催化剂CO吸附量的下降(Fe覆盖的增加),催化剂的转换频率(turn over frequency,TOF)明显增加,这表明Fe促进Ir/SiO2催化剂表面活性位的加氢活性.然而,Fe的掺杂使得Ir/SiO2催化剂存在明显的活性下降现象,归因于Fe导致Ir/SiO2催化剂表面积炭和CO中毒.     

稀土Th修饰的Co-B非晶态合金催化肉桂醛选择性加氢制肉桂醇

采用化学还原法制备了Th修饰的Co-B非晶态合金(Co-Th-B)并应用于液相肉桂醛选择性加氢制肉桂醇,Co-Th-B的活性和选择性显著高于非修饰Co-B,其中最佳,Th修饰量为10%,此时肉桂醇得率可达81.4%,且能够多次重复使用.结合系统表征,初步讨论了催化剂的构效关系以及Th对催化性能的促进作用.     

金在氨基硅烷修饰SBA-15上的巴豆醛选择加氢性能

采用三种氨基硅烷试剂(APTS: 3-氨丙基三甲氧基硅烷, TPED: N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷, TPDT: 3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷)对介孔SBA-15分子筛进行后嫁接表面功能化(分别记为APTS-SBA-15, TPED-SBA-15和TPDT-SBA-15), 然后利用氨基与氯金酸之间的静电作用及化学还原法, 将金纳米粒子引入分子筛的介孔孔道. 采用N₂物理吸附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的结构和电子性质进行了系统表征; 以巴豆醛液相加氢制巴豆醇反应比较了氨基硅烷的种类对催化性能的影响. 结果表明, 氨基硅烷的给电子能力是决定金催化剂上C＝O键加氢选择性的主要因素, 氨基硅烷的给电子能力越强, 金活性位上的电子密度越高, 则巴豆醇的选择性和收率就越高.     

Co-B/SBA-15非晶态催化剂应用于肉桂醛选择性加氢的研究

以介孔材料SBA-15作为载体,采用浸渍法制备Co-B/SBA-15非晶态催化剂,该样品仍然保持SBA-15特有的有序规整孔道结构,Co-B非晶态合金颗粒均匀分布在孔道内壁,采用普通SiO2载体制备的Co-B/ SiO2,Co-B颗粒主要分布在外表面.在肉桂醛选择性加氢制肉桂醇中,Co-B/SBA-15的催化活性和对肉桂醇的最佳得率显著高于Co-B/SiO2,主要归因于活性位的高分散,规整的孔道结构,以及独特的活性位团簇结构和电子态.     

超声辅助化学还原法制备高活性Co-B非晶态合金催化剂

采用超声辅助KBH4化学还原Co(OH)2胶体法制备了粒径均匀的Co-B非晶态合金.在乙腈液相选择性加氢制取乙胺反应中,与传统化学还原法制备的Co-B非晶态合金催化剂相比,该催化剂具有很高的催化活性.这归因于其Co活性位的高度分散、Co活性位对氢的强吸附,以及Co-B非晶态合金间强电子相互作用.     

还原温度对Ir/ZrO_2催化剂上巴豆醛选择性加氢的影响

采用浸渍法制备了负载型Ir/ZrO2催化剂,详细考察了H2还原温度对Ir/ZrO2催化剂上气相巴豆醛选择性加氢反应性能的影响.结果表明,随着还原温度的升高,Ir/ZrO2催化剂上巴豆醛转化率和巴豆醇选择性均先升后降.400°C下还原时,Ir/ZrO2催化剂性能最佳,巴豆醛转化率和巴豆醇选择性分别达32.2%和74.3%.X射线光电子能谱结果表明,催化剂表面系Ir0和Ir3+共存,且随着还原温度的升高,Ir0的比例逐渐增加,至600oC时,表面Ir物种大部分以Ir0存在.NH3程序升温脱附结果表明,随着还原温度的升高,催化剂表面Lewis酸中心的数目减少,强度下降.这是由于催化剂中Cl含量下降所致.Ir0和Ir3+共存和中等强度的表面Lewis酸中心有利于提高巴豆醇选择性.     

Pt/Ce0.8La0.2O1.9催化剂上巴豆醛选择性加氢

采用浸渍法制备了Ce0.8La0.2O1.9同溶体负载Pt催化剂,用于气相巴豆醛选择加氧反应中.采用X射线粉末衍射、程序升温还原、NH3程序升温脱附和拉曼光谱等技术对催化剂进行了表征.结果表明,随着Pt负载量增加,Pt/Ce0.8La0.2O1.9催化剂活性(TOF)和巴豆醇选择性均先增加后降低.当Pt负载量为3%时,...     

Pt/Pr_6O_(11)催化巴豆醛选择性加氢性能研究

采用沉积一沉淀法制备了Pt/Pr_6O_(11)催化剂,应用于巴豆醛气相选择性加氢生成巴豆醇的反应.Pt/Pr_6O_(11)催化剂经700℃还原后,巴豆醇初始选择性可以达到75%以上.H_2-TPR和In situ FTIR结果表明,还原后的Pt/Pr_6O_(11)催化剂中存在低价态的Pr~(3+),在巴豆醛加氢过程中能够给Pt提供电子,增加活化C=0键的能力,从而提高生成巴豆醇的选择性.Raman光谱实验结果表明,反应过程中Pt/Pr_6O_(11)催化剂表面有积炭产生,而积炭是造成催化剂活性和选择性下降的主要原因.     

Hydrogenation of Cinnamaldehyde to Cinnamyl Alcohol over An Ultrafine Co—B Amorphous Catalyst

A novel Co-B amorphous alloy catalyst in the form of ultrafine particles was prepared by chemical reduction of CoCl2 with aqueous NaBH4, which exhibited excellent activity and selectivity during the hydrogenation of cinnamaldehyde to cinnamyl alcohol in liquid phase. The optimum yield of cinnamyl alcohol was 87.6%, much better than the yield of using Raney Ni, Raney Co and other Co-based catalysts.     

高分子稳定的钌纳米金属簇选择性催化氢化巴豆醛

以聚乙烯吡咯烷酮稳定的钌纳米金属簇(PVP-Ru)为催化剂,进行了巴豆醛的选择性催化氢化。结果表明,反应体系中水和氢氧化钠的引入,可提高催化活性,但降低了选择性。某些金属阳离子对PVP-Ru的修饰作用使选择性有所提高,但降低了催化活性。尤其是经Co2 修饰后,巴豆醇的最高产率为5.5%,而催化活性由150.4 mol巴豆醛/mol Ru.h降至96.7 mol巴豆醛/mol Ru.h。     

Hydrogenation of Furfural to Furfuryl Alcohol over Co-B Amorphous Catalysts Prepared by Chemical Reduction in Variable Media

Five Co-B amorphous alloy catalysts were prepared by chemical reduction in different media, including pure water and pure ethanol as well as the mixture of ethanol and water with variable ethanol content, Their catalytic properties were evaluated using liquid phase furfural hydrogenation to furfuryl alcohol as the probe reaction. It was found that the reaction media had no significant influence on either the amorphous structure of the Co-B catalyst or the electronic interaction between metallic Co and alloying B. This could successfully account for the fact that all the as-prepared Co-B catalysts exhibited almost the same selectivity to furfuryl alcohol and the same activity per surface area （ Rs ）, which could be considered as the intrinsic activity, since the nature of active sites remained unchanged. However, the activity per gram of Co （ R^mH ） of the as-prepared Co-B catalysts increased rapidly when the ethanol content in the water-ethanol mixture used as the reaction medium for catalyst preparation increased. This could be attributed to the rapid increase in the surface area possibly owing to the presence of more oxidized boron species which could serve as a support for dispersing the Co-B amorphous alloy particles.     

非晶态合金Ru基催化剂在苯选择加氢中的应用进展

化学还原法制备的非晶态合金Ru基催化剂融合了纳米粒子和非晶态合金的结构特征,在苯选择加氢反应中表现出高活性和高环己烯选择性;尤其是负载型非晶态合金Ru基催化剂,具有贵金属利用率高和易于工业化等优点,有着明显的竞争优势,本文综述了苯选择加氢的热力学和动力学特征,非晶态合金催化剂结构和组成及其对催化性能的影响;总结了催化工...