介孔HM沸石催化金刚烷的制备

采用酸-碱相结合的处理方法对含有模板剂四乙基氢氧化铵的低硅/铝摩尔比丝光沸石(HM)进行改性处理,制备了一系列介孔HM沸石;采用XRD、N₂吸附-脱附、NH₃-TPD和SEM手段表征所制备的介孔HM沸石催化剂的物化性质,并在100 mL间歇式不锈钢高压反应釜中考察了其在桥式四氢双环戊二烯(endo-TCD)异构化制备金刚烷反应中的催化性能。结果表明,先采用6 mol/L HCl溶液对低硅/铝摩尔比 (n(Si)/n(Al)=9) HM进行酸处理,使其硅/铝摩尔比提高到30.1,进而采用不同浓度的NaOH溶液进行碱处理,可以在HM沸石中成功引入介孔,并且能保持较为完整的晶体形貌。当碱处理液浓度为0.2 mol/L时,所得HM-6H-0.2沸石由于其适宜的酸性质和良好的扩散性能,endo-TCD转化率和金刚烷产率达到最高。采用HM-6H-0.2为催化剂,在较适宜的操作条件下,即m(HM-6H-0.2)/m(endo-TCD) = 0.6、反应温度260℃、反应时间6 h时, endo-TCD转化率达到98.5%,金刚烷产率为33.7%,且催化剂重复使用5次后,金刚烷产率仍可达到28.5%。     

脱铝超稳Y沸石上金刚烷的制备

 采用水处理与HCl处理相结合的方式对超稳Y沸石(USY)进行脱铝改性,制备了一系列脱铝超稳Y沸石（DUSY）和PW/DUSY1催化剂,用X射线衍射、N₂吸附和氨程序升温脱附等表征方法对这些催化剂的物化性质进行了表征,并在桥式四氢双环戊二烯(endo-TCD)异构化制备金刚烷(ADH)反应中考察了它们的催化性能。结果表明,以DUSY1为催化剂,当活化温度350℃、反应温度260℃、反应时间4h、初始压力1.1MPa、催化剂与原料的质量比0.7、溶剂环己烷与原料的摩尔比5.0时,endo-TCD的转化率达到99.7%,ADH的收率达到30.1%。     

Ni/HY催化剂上双环戊二烯液相催化加氢

采用浸渍法制备了Y型分子筛负载Ni催化剂(Ni/HY)。研究了Ni/HY催化剂对双环戊二烯(DCPD)液相加氢的催化性能及其影响因素。结果表明,Ni/HY催化剂对DCPD液相加氢合成桥式四氢双环戊二烯(endo-THDCPD)具有良好的催化作用。DCPD液相加氢反应过程与m(Catalyst)/m(DCPD)、反应温度(θ)、催化剂中Ni负载量(w(Ni),质量分数,下同)及载体的孔结构有关。升高反应温度、增大m(Catalyst)/m(DCPD)均有利于DCPD的转化及endo-THDCPD收率的增加。当w(Ni)较低时,Ni/HY催化剂的活性随w(Ni)的增加而增加,当w(Ni)大于20%时,w(Ni)对催化活性的影响变得不明显。当m(Catalyst)/m(DCPD)=1/10,w(Ni)=29.39%,θ=170℃,t=60 min时,DCPD的转化率达99.5%,endo-THDCPD的收率为96.3%。     

硼掺杂NiPB/Hβ催化剂催化正己烷异构化反应

采用混捏法制备了一种新型硼(B)掺杂NiPB/Hβ催化剂并用于催化正己烷异构化反应。采用X-射线衍射(XRD)、NH₃-TPD和H_2-TPR、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对不同NiPB负载量的催化剂晶相、酸性质及孔径结构等进行了表征分析。结果表明：Hβ负载NiPB后增强了催化剂的表面酸性,当NiPB负载质量分数不超过10%时,其在Hβ载体表面分布均匀。研究了NiPB/Hβ催化剂催化正己烷异构化的适宜反应条件。结果表明：在反应温度300 ℃、反应压力2 MPa、质量空速为1 h^-1及氢/油摩尔比为4的反应条件下,NiPB/Hβ催化剂表现出良好的催化正己烷异构化反应性能,正己烷转化率及异构烷烃总收率、选择性分别可达79.93%,78.34%和98.01%。高温烧焦可有效去除催化剂表面的积炭,在一定程度上实现催化剂的再生,使用烧焦再生后的NiPB/Hβ催化剂催化正己烷异构化反应,正己烷的转化率和异构烷烃总收率分别可达63%和62%。     

改性β沸石负载碳化钼催化剂上正己烷的异构化

通过碱溶液适度处理β沸石来增大其孔径,以(NH4)6Mo7O24·4H2O为钼源,以正己烷为碳源,制备了改性β沸石负载碳化钼催化剂。XRD,BET,FTIR分析结果表明,制备的改性β沸石具有高比表面积和大孔径,利用正己烷作为碳源得到了对异构化具有活性的β-Mo2C催化剂。以正己烷为模型反应物,考察了反应温度、压力、空速和氢烃比对β-Mo2C/β沸石催化剂临氢异构化反应性能的影响。结果表明,β沸石负载碳化钼催化剂上的正己烷异构化的最优反应条件为：反应温度265 ℃, 反应压力1.5 MPa,体积空速1.0 h-1,氢烃体积比200。在该条件下,当正己烷转化率为80.97%时,异构化选择性和异构产物收率分别为72.53%和58.73%。     

γ-Al_2O_3负载磷钨酸催化合成乙二醇二甲醚

采用过量浸渍法制备γ-Al_2O_3负载磷钨酸(PW)系列催化剂,并在固定床反应器上考察了系列催化剂对二甲醚(DME)与环氧乙烷(EO)合成乙二醇二甲醚(DMEG)反应性能的影响;优化了PW负载量、反应温度、反应压力、原料配比以及气态空速等反应条件。采用XRD和NH_3-TPD方法表征了催化剂的分散性及酸性。表征结果显示,低PW负载量试样在γ-Al_2O_3表面高度分散,高PW负载量试样在γ-Al_2O_3表面聚集形成晶体;PW负载量为40%(w)的试样在γ-Al_2O_3表面呈现最大分散,40%PW/γ-Al_2O_3催化剂具有最大酸量。实验结果表明,40%PW/γ-Al_2O_3催化EO与DME合成DMEG反应,在n(DME)∶n(EO)=3、反应温度348 K、GHSV=1 500 h~(-1)、反应压力0.60 MPa的最优反应条件下,EO转化率为100%,DMEG选择性可达52.1%。     

氢氧化四乙基铵对Hβ沸石脱硅过程的影响

采用NaOH溶液对Hβ沸石进行脱硅处理,制备了一系列不同硅铝比的脱硅Hβ沸石,考察了模板剂氧氧化四乙基铵(TEAOH)对脱硅过程的影响及脱硅Hβ沸石在甲苯与叔丁醇烷基化反应中的催化性能。采用ICP、XRD、NH_3-TPD、FTIR、N_2吸附和~(29)Si MAS NMR等手段对脱硅Hβ沸石进行了表征。表征结果显示,脱硅Hβ沸石存在部分介孔结构;TEAOH的存在能有效保护Hβ沸石的骨架结构,提高Hβ沸石晶体的结晶度。当c(NaOH)=0.03 mol/L时,对含TEAOH的Hβ沸石进行处理制备的Hβ0(0.03)沸石的酸量最大,催化活性最高。以Hβ0(0.03)沸石为催化剂,在反应温度180℃、反应时间4h、n(甲苯):n(叔丁醇):n(正己烷)=1:3:10、m(甲苯):m(催化剂)=8时,甲苯转化率为65.7%,叔丁基甲苯选择性为98.4%,对叔丁基甲苯选择性为75.8%。     

溶胶-凝胶法制备磷钨酸-硅胶催化合成苹果酯

采用溶胶-凝胶法制备了一系列磷钨酸-硅胶催化剂(PW/SG),考察了该催化剂催化乙酰乙酸乙酯与乙二醇液相缩合制备苹果酯的反应性能。实验结果表明,PW质量分数为40%时的PW/SG催化剂表现出最佳的催化活性;40%PW/SG催化剂制备苹果酯的最佳工艺条件为:n(乙酰乙酸乙酯)∶n(乙二醇)=1∶1.2,催化剂用量占反应物质量的0.36%,带水剂环己烷用量占反应物体积的30%,反应温度383K,反应时间90min;在此条件下,乙酰乙酸乙酯的转化率可达95.5%,苹果酯的选择性大于97%;催化剂稳定性实验表明,经5次重复使用,40%PW/SG催化剂的活性基本保持不变,乙酰乙酸乙酯转化率稳定在95.0%左右。     

H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化氧化甘油制备二羟基丙酮

采用等体积浸渍法制备了PW/SiO2催化剂(PW为H3PW12O40),在固定床反应器上对甘油选择性氧化制备二羟基丙酮(DHA)的反应进行了研究;采用BET,XRD,FTIR,NH3-TPD,TG等方法对PW/SiO2催化剂进行了表征。实验结果表明,PW的负载量及焙烧温度对PW/SiO2催化剂的酸性及其活性有明显的影响,当PW的负载量(基于SiO2载体的质量)为10%(w)、焙烧温度为350～400℃时制备的PW/SiO2催化剂的酸量和酸强度适宜,对甘油氧化制备DHA的反应具有较高的活性;在反应温度60℃、常压、空气流量20 mL/min、液态空速0.06 h-1、甘油水溶液的含量10%(w)、PW负载量10%(w)的PW/SiO2催化剂1 g的条件下,DHA的收率达到39.1%。     

离子交换对Pt／HM催化剂性能的影响

以Pt为催化剂的金属活性组分，以丝光沸石为载体制备的Pt/HM催化剂。可用于正戊烷异构化反应。就离子交换对Pt/HM催化剂性能的影响进行了考察。实验结票表明，对丝光沸石进行适当浓度的酸处理，所制得的催化剂具有较高活性。     

含铜类水滑石高选择性催化氧化甘油

采用水热法制备了一系列含铜类水滑石催化剂并进行焙烧改性,得到Cu_xMg_yAl_z-CHT-T系列催化剂,再采用碱金属调变催化剂碱性,得到Cu_xMg_yAl_z-CHT-T催化剂;采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和N₂吸附-脱附等方法对其进行表征;将该催化剂应用于催化甘油氧化反应中,考察了制备条件和反应条件对其催化性能的影响。结果表明,Cu和Mg的配比明显影响Cu_xMg_yAl_z-CHT-T的晶型结构和催化性能,其中Cu_0.3Mg_2.7Al_1.0-CHT-450催化剂的催化甘油氧化反应的性能最好。甘油催化氧化反应的最佳条件为反应温度60℃、n(NaOH)/n(Glycerol)=8、氧气体积流速80 mL/min、反应10 h。在此条件下,甘油转化率为57.4%,甘油酸选择性可达73.7%。与相同反应条件下的未负载碱金属的Cu_0.3 Mg_2.7 Al_1.0-CHT-450相比,采用5%Li/Cu_0.3 Mg_2.7 Al_1.0-CHT-450催化剂所得甘油转化率可提高3.2百分点;但碱金属负载量过大时,金属离子堵塞孔道,可使催化性能降低。     

Cu-Al交联黏土催化剂的制备及其苯直接羟基化的催化性能

通过直接向稀释的黏土悬浮液中引入Cu-Al交联剂,制备了不同n(Cu)/n(Cu+Al)的Cu-Al交联黏土催化剂。运用XRD、BET、FT-IR、TG、H₂-TPR、SEM等手段表征所制备的Cu-Al交联黏土催化剂,并将其用于催化苯- H₂O₂直接羟基化制备苯酚反应中,考察了溶剂种类、反应时间、反应温度、催化剂用量、n(H₂O₂)/n(benzene)对催化剂活性的影响。结果表明,Cu-Al交联黏土催化剂在苯直接羟基化反应中具有良好的催化活性,在最佳反应条件下可使苯转化率达64.2%,苯酚选择性达85.1%,苯酚收率达54.6%,优于其他含铜催化剂的催化效果。     

H-ZSM-5/ZrO2/SO42-固体酸复合催化剂的表征及烷基化反应性能

将H-ZSM-5分子筛与Zr基氧化物进行复合,经过硫酸处理后,合成H-ZSM-5/wZrO₂/SO^2-₄(w分别为40%、50%、60%)固体酸复合催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及NH₃程序升温吸附-脱附(NH₃-TPD)等分析手段对催化剂进行表征,并在固定床反应装置上考察了不同催化剂催化异丁烯-异丁烷烷基化反应性能。结果表明：经过硫酸处理后,催化剂中单斜晶相m-ZrO₂转化为对烷基化反应有利的四方晶相t-ZrO₂;H-ZSM-5/50%ZrO₂/ SO^2-₄固体酸复合催化剂具有最高的总酸量和中强酸酸量,中强酸是催化异丁烯 异丁烷烷基化反应的控制因素;同时也证实了H-ZSM-5和ZrO₂ 2种组分在复合催化剂中具有协同作用。在压力为1.4 MPa、温度为80 ℃、原料进料体积流速为2.0 mL/h、载气体积流速为1200 mL/h、反应时间为120 min的条件下,H-ZSM-5/50% ZrO₂/SO^2-₄复合催化剂作用下产物C8选择性最高为83.0%,异丁烯最高转化率为94.1%,反应稳定后异丁烯转化率保持在55.2%,收率保持在45.8%,说明H-ZSM-5/50% ZrO₂/SO^2-₄固体酸复合催化剂具有良好的催化反应性能。     

硅胶负载磷钨酸催化正丁醇和乙酸液相酯化反应

以硅胶为载体,用浸渍法制备了一系列不同负载量的磷钨酸催化剂,通过X射线衍射、低温N2物理吸附、程序升温氨脱附以及Hammett指示剂法表征了催化剂的物化性质,并考察了催化剂在乙酸与正丁醇液相酯化反应中的催化性能。结果表明,通过控制杂多酸负载量,可有效调整催化剂的表面性质、酸性及酯化反应性能;酯化反应结果与催化剂酸量、比表面积及磷钨酸在载体表面分散状况有直接关系。磷钨酸负载量为40%时,反应物的转化率及酯的产率均明显高于纯磷钨酸催化剂的结果。在反应温度为395K、催化剂在反应体系中的质量分数为3.5%、反应时间为120min的条件下,正丁醇转化率达89.8%,乙酸丁酯选择性为100%。     

改性超稳Y沸石负载的杂多酸铯盐在草莓酯合成反应中的催化性能

制备了一系列以脱铝超稳Y沸石(DUSY)为载体的磷钨酸(PW)及其铯盐催化剂,考察了催化剂在以乙酰乙酸乙酯和1,2-丙二醇为原料催化合成草莓酯反应过程中的性能。结果表明,在负载量(质量分数)为30%的Cs2.5H0.5PW/DUSY催化剂上的乙酰乙酸乙酯的转化率最高,达到95.3%,草莓酯的选择性为100%。得到了适宜的反应条件:反应温度363K,n(乙酰乙酸乙酯)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.5,催化剂占反应体系的质量分数为0.8%,带水剂环己烷占反应体系的质量分数为36%。经过5次反复使用后,负载型磷钨酸铯盐催化剂的催化活性仍较高,转化率达88.2%,而相应的负载型磷钨酸催化剂的催化活性却大幅度下降,转化率仅有31.2%。催化剂活性下降的主要原因是在极性反应体系中杂多酸化合物活性组分流失,而负载型磷钨酸铯盐良好的稳定性源于其难溶脱性。     

甲苯与叔丁醇在补铝Hβ沸石上的烷基化反应

 采用NaOH和NaAlO2溶液相结合的处理方法对Hβ沸石进行脱硅补铝处理,制备了一系列不同硅/铝比的Hβ沸石催化剂。采用ICP、XRD、NH3-TPD、FT-IR和27Al MAS NMR等手段,对几种补铝Hβ沸石催化剂的物化性质进行了表征,并在100ml间歇式不锈钢高压反应釜中考察了其在甲苯与叔丁醇烷基化反应中的催化性能。结果表明,铝原子可以有效地进入Hβ沸石骨架;随着NaAlO2浓度的增加,Hβ沸石的硅/铝比下降,相对结晶度下降,催化剂酸强度呈下降趋势;当NaAlO2浓度为0.15mol/l时,制备的Hβ3沸石的酸量最大,其对应的催化活性最好。采用Hβ3作为催化剂,研究了各种反应条件对催化剂性能的影响。实验结果发现,在适宜的反应条件下,即反应温度180℃、反应时间4h、叔丁醇/甲苯摩尔比4、甲苯/催化剂质量比5,甲苯的转化率49.6％,对叔丁基甲苯的选择性72.9％。催化剂的再生能力良好,重复使用4次后,甲苯转化率仍达到41.0％。