催化学报

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MoO3催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

曹平;;杨先贵;唐聪明;;杨建;姚洁;王越;王公应;

2009, 30 (9): 853-855.

摘要 ( 2425 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(403KB) ( 1557 )

采用焙烧法制备了 MoO3 催化剂并将其用于碳酸二甲酯 (DMC) 与乙酸苯酯 (PA) 合成碳酸二苯酯 (DPC) 反应, 考察了焙烧温度对催化剂性能的影响, 并用 X 射线衍射 (XRD) 对催化剂结构进行了表征. 结果发现, 在 400 或 500 oC 焙烧的催化剂具有良好的催化性能, DMC 转化率为 73.9%, DPC 和甲基苯基碳酸酯的选择性分别为 39.5% 和 56.5%. XRD 结果表明, 该催化剂物相组成为正交晶系 MoO3, 且 (021) 或/和 (110) 晶面有利于酯交换反应. 催化剂使用 5 次后 DMC 转化率从 73.9% 降至 10.2%, 多次重复使用后的催化剂在空气气氛中于 400 或 500 oC 焙烧即可再生, 再生后催化剂的性能几乎和新鲜催化剂相当.

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纳米银催化氧化偶联硫醇制二硫化物

闫江梅;陶辉旺;曾牡玲;陶军;张世鸿;闫智英;王伟;王家强

2009, 30 (9): 856-858.

摘要 ( 2542 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(352KB) ( 1613 )

采用多元醇为溶剂和还原剂制备了聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 保护的纳米银, 并将其用于催化正十二烷基硫醇氧化偶联反应. 质谱、红外光谱、拉曼光谱和核磁共振氢谱表征结果表明所得产物为二硫化物. 考察了反应时间、反应温度、催化剂和水的用量等对正十二烷基硫醇氧化偶联反应的影响, 从而得出优化的反应条件: 0.157 mmol PVP 保护的纳米银, 20ul 水, 100 oC 下反应 3 h. 此外, 进一步将 PVP 保护的纳米银用于正丁硫醇和正辛硫醇的氧化偶联反应, 也得到了相应的二硫化物.

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Re/Ga2O3/WO3/ZrO2催化剂对正己烷异构化反应的催化性能

陈超;秦丽珍;陈晓蓉;陈长林

2009, 30 (9): 859-863.

摘要 ( 2258 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(425KB) ( 942 )

通过浸渍法制备了系列 Re/Ga2O3/WO3/ZrO2(ReGWZ) 催化剂, 采用 X 射线衍射、氢气程序升温还原和氨气程序升温脱附等方法对催化剂进行了表征, 考察了该催化剂催化正己烷异构化反应性能. 结果表明, Re 的引入改变了催化剂的氧化还原性能和酸中心分布, 且使催化剂由单一的酸中心催化变成由酸中心与金属中心共同催化, 因而正己烷异构化率和 2,2-二甲基丁烷选择性显著增加. 在 195 oC, 1.0 MPa, LHSV = 1.0 h?1 和 n(H2)/n(C6) = 2.0 的反应条件下, 1.0Re/1.0GWZ 催化剂上正己烷转化率、异己烷选择性和 2,2-二甲基丁烷选择性分别达到 84.8%, 97.7% 和 20%, 裂解产物 (C5-) 选择性为 2.1%. 150 h 的稳定性实验表明该催化剂性能稳定.

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Pd/WO3-ZrO2催化剂的结构对乙烯直接氧化制乙酸的影响

王丽霞;徐庶亮;楚文玲;杨维慎

2009, 30 (9): 864-872.

摘要 ( 2095 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(544KB) ( 1065 )

利用浸渍法制备了一系列具有不同 W/Zr 比和不同 WO3-ZrO2 焙烧温度的 1%Pd/WO3-ZrO2 催化剂. 通过 X 射线衍射、N2 吸附、氨程序升温吸附、吡啶吸附红外光谱和程序升温还原方法表征了催化剂的晶体结构、表面状态以及酸性. 结果表明, 制备条件对 W 和 Pd 的表面状态具有很大的影响. 随着 W/Zr 比的增加和焙烧温度的提高, 催化剂表面的 WOx 经历了从聚钨酸物种到聚钨酸/WO3 晶体共存再到 WO3 晶体颗粒的转化. W/Zr 比为 0.2 且焙烧温度为 1 073 K 的催化剂具有最多的聚钨酸物种, 而该催化剂具有最好的活性. 因此, 聚钨酸物种的量决定了催化剂的活性. Pd 的分散状态只依赖于 WO3-ZrO2 的焙烧温度. Pd 物种分散性好, 则乙酸选择性高, 而分散性差的大颗粒 Pd 会导致乙烯的燃烧反应.

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TiO2/BixTiyOz 气相光催化降解苯的动力学模型及反应机理

林涛;陈耀强;王和义;刘秀华;杨宇川

2009, 30 (9): 873-878.

摘要 ( 2164 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(428KB) ( 1125 )

在密闭不锈钢反应器内考察了 TiO2/BixTiyOz 催化剂气相光催化降解苯的性能. 结果表明, TiO2 负载于 Bi12TiO20, Bi2Ti2O7 和 Bi4Ti3O12 上制成的催化剂,光催化活性得到很大的提高, TiO2 最佳负载量为 2.0%; 其中, TiO2/Bi12TiO20 的光催化活性最高, 苯最高转化率是纯 TiO2 的 2 倍, 催化剂使用寿命也延长了 1 倍. 在本文实验条件下, TiO2/Bi12TiO20 上苯气相光催化降解符合 Lang-muir-Hinshelwood 动力学模型, 光催化反应速率常数 k 和 Langmuir 吸附常数 K 分别为 0.006 4 mg/(L•min) 和 9.670 2 L/mg. 采用红外光谱对失活的催化剂进行表征, 结果表明催化剂表面出现了羰基与羟基等的振动峰, 同时检测到主要的中间产物是 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚, 它吸附在催化剂表面活性位上而导致催化剂失活. 最后推测了苯在催化剂表面气相光催化降解的反应机理.

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甲醇合成Cu/ZnO催化剂前驱体的物相转变

夏王琼;唐浩东;林胜达;岑亚青;刘化章

2009, 30 (9): 879-884.

摘要 ( 2146 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1909KB) ( 1111 )

采用共沉淀法制备 Cu/ZnO 合成甲醇催化剂, 重点考察了 Cu/Zn 母料老化期间 pH 值的变化情况, 并结合 X 射线衍射 (XRD)、红外光谱、微分热重分析、程序升温脱附和扫描电镜等表征手段研究了不同老化时间前驱体物相的变化. 结果表明, 老化前, 前驱体主要以无定形碱式碳酸盐的形式存在; 老化过程中, 物相由无定形向晶体转变, 铜锌开始掺入相应的碱式碳酸盐, 此时母液 pH 值下降, 溶液由蓝色变成蓝绿色. 随着老化时间的增加, 铜锌掺入量增加, 晶粒逐渐长大, 最终形成大量能生成高活性催化剂的前驱体物相 (Cu, Zn)2(CO3)(OH)2 和 (Cu, Zn)5(CO3)2(OH)6. XRD 结果表明, 老化时间对催化剂的 CuO 晶粒大小影响很大.

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外延生长法合成择形功能的核壳ZSM-5/Silicalite-1分子筛

孔德金;刘志成;房鼎业

2009, 30 (9): 885-890.

摘要 ( 6351 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1614KB) ( 2358 )

使用外延生长法在 ZSM-5 沸石晶粒上生长 silicalite-1 壳层制得了核壳 ZSM-5/silicalite-1 分子筛, 并采用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、低温 N2 吸附、NH3 程序升温脱附以及异丙苯和三异丙苯探针裂化反应等手段表征了核壳分子筛的壳层覆盖度和孔道内外表面酸性等物化性质, 考察了核壳分子筛在甲苯甲基化反应中的择形催化性能.

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纳米二氧化锡催化苯硝化合成硝基苯

胡育;;杨建;杨先贵;王公应;

2009, 30 (9): 891-895.

摘要 ( 2087 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(987KB) ( 1029 )

分别以氨水、氢氧化钠和尿素为沉淀剂制备了一系列二氧化锡催化剂. 应用Х射线衍射、氮吸附、透射电镜和扫描电镜等手段对催化剂进行了表征. 考察了催化剂在苯液相硝化制硝基苯反应中的催化活性. 研究了催化剂前驱物焙烧温度及不同制备方法对催化剂性能的影响. 探讨了催化剂用量、反应温度和反应时间对硝基苯收率的影响. 结果表明, 用沉淀法可以得到具有较高比表面积的纳米级 SnO2 颗粒, 粒径在 10 nm 左右; 使用少量的纳米级 SnO2 催化剂就能很好地促进苯硝化反应的进行.

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有机官能化介孔硅基材料负载纳米金催化剂的制备及其催化性能

庄大英;金勇;喻宁亚;秦亮生;刘建福;银董红;杨翠清

2009, 30 (9): 896-900.

摘要 ( 2541 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1846KB) ( 1034 )

一步合成了桥键嵌入二硫醚官能化介孔硅基材料 (PMO-SBA-15), 利用介孔硅基材料孔道内表面的二硫醚基团捕获纳米金 (Au) 粒子的作用, 获得了负载型纳米 Au 催化剂 (Au-PMO-SBA-15). 小角 X 射线衍射和低温 N2 吸附-脱附的结果表明, PMO-SBA-15 和 Au-PMO-SBA-15 均保持典型的介孔结构; 高分辨透射电镜观察到纳米 Au 粒子在载体孔道内分散均匀, 平均粒径为 (2.2 ± 0.2) nm. 以 70% 的叔丁基过氧化氢水溶液为氧化剂, 考察了纳米 Au 催化剂 Au-PMO-SBA-15 在苯甲醇氧化反应中的催化性能. 结果表明, 当反应温度为 353 K、反应时间为 5 h 时, 苯甲醇的转化率为 29.1%, 苯甲醛的选择性为 100%, 且催化剂重复使用 7 次其催化活性和苯甲醛选择性基本不变.

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乙醇浸渍对Co/SBA-15费托合成催化剂性能的影响

段洪敏;葛庆杰;张微;徐恒泳

2009, 30 (9): 901-906.

摘要 ( 2413 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(449KB) ( 1188 )

采用等体积浸渍法分别以乙醇和水为溶剂制备了 Co/SBA-15 催化剂, 通过 N2 物理吸附、X 射线衍射和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征, 并在固定床反应器中评价了催化剂的费托合成反应性能. 结果表明, 乙醇浸渍制备的催化剂钴粒子尺寸较小, 金属钴分散度较高, 钴粒子与载体之间的相互作用较强, 还原温度较高, 其费托合成反应活性和高碳烃选择性高于水溶液浸渍制备的催化剂.

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HL/HW复合沸石对烃类催化裂化催化剂性能的影响

霍全;窦涛;李聃;韦国有;孙胜男;潘惠芳

2009, 30 (9): 907-912.

摘要 ( 2076 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(573KB) ( 843 )

将不同 HW 沸石含量 (以 W 及 L 沸石的 XRD 特定峰强度 IW/IL 值表示 HW 沸石在 HL/HW 复合沸石中的含量) 的 HL/HW 复合沸石与 REUSY 沸石按相同比例复配后作为烃类催化裂化催化剂的活性组分, 采用标准轻油微反方法对催化剂进行了活性评价 (MAT), 考察了不同 HW 含量的 HL/HW 复合沸石对催化剂活性、反应产物分布、汽油产品辛烷值及催化剂上积炭的影响. 结果表明, 当 IW/IL 值在 0~0.12 变化时, MAT 指数和汽油收率逐渐上升, 比积炭逐渐减少, 气体收率先减后增; 当 IW/IL 值大于 0.12 时, MAT 指数、气体收率和汽油收率均下降, 比积炭总体呈增加趋势; 当 IW/IL 值为 0.12 时, 评价的综合指标达到最佳, 与不加 HL 及 HW 沸石的参比样品相比, 汽油产品的芳烃含量和辛烷值分别提高了 9.85% 和 3.01%, 烯烃含量下降了 1.30%.

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混晶Zr掺杂Pt/TiO2催化剂光热催化氧化苯

王光平;仇伟;任成军;柴军军;董伟;陈耀强;龚茂初

2009, 30 (9): 913-918.

摘要 ( 2436 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(503KB) ( 1307 )

以 TiOSO4 和 ZrOCO3 为原料, 采用共沉淀法制备了 Zr 掺杂量为 5% 的 TiO2 样品, 分别于 500, 650 及 700 oC 焙烧, 然后采用等体积浸渍法负载贵金属 Pt (0.5%) 制得系列复合催化剂, 并采用 X 射线衍射、N2 物理吸附、紫外-可见漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱及 X 射线光电子能谱对催化剂进行了表征. 结果表明, Zr 的掺杂提高了 TiO2 的晶型转变温度, 催化剂的比表面积和 TiO2 晶格缺陷增加, 产生了较多的氧空位, 催化剂的表面羟基和禁带宽度增加. 适宜的锐钛矿/金红石混晶有效地分离了光生电子与空穴. 催化剂在 200 oC 和 30 W 紫外光辐照下进行光热催化氧化气相苯实验, 结果表明, Zr 掺杂显著提高了催化剂活性, 反应速率常数提高了 62%~90%, 适宜金红石相含量的混晶型催化剂活性较单一锐钛矿相更高, 其中, 650 oC 焙烧的 Zr 掺杂混晶 (含金红石 8%) 催化剂活性最高. 气相苯的光热催化过程不是光催化与热催化的简单叠加, 而是存在协同作用.

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钐锶钴阴极/镧锶镓镁电解质界面的元素扩散

洪博;张云;涂宝峰;程谟杰

2009, 30 (9): 919-925.

摘要 ( 2126 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1011KB) ( 1050 )

采用 X 射线衍射、扫描电镜及电化学方法考察了固体氧化物燃料电池钐锶钴 (Sm0.5Sr0.5CoO3-δ, SSC) 阴极烧结温度和时间对镧锶镓镁 (La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ, LSGM) 电解质的导电行为和电解质/阴极界面电化学性质的影响. 结果表明, 当 SSC 阴极的烧结温度由 1173 K 升高到 1323 K 时, LSGM/SSC 界面形成了 LaSrGaO4 和 LaSrGa3O7 杂相; 当烧结温度升高到 1373 K 时, 还形成了高电子电导率的 La-Sr-Co-O 复合化合物. Co 元素的扩散导致 LSGM 电解质电子电导率升高, 氧离子迁移数和电池开路电压降低. 延长 SSC 阴极烧结时间, LSGM 电解质的欧姆电阻增大, 电解质氧离子迁移数和电池的开路电压降低, 这是由于延长 SSC 烧结时间加剧了 LSGM/SSC 界面上高阻抗相 LaSrGaO4 和 LaSrGa3O7 的生成. 阴极中大量 Co 元素的扩散改变了 LSGM 电解质内部组成与结构.

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合成方法对BICUVOX.10膜在中低温条件下透氧性能的影响

汪纪波;计宝峰;朱雪峰;丛铀;杨维慎

2009, 30 (9): 926-932.

摘要 ( 2040 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(621KB) ( 887 )

BICUVOX.10 (Bi2V0.9Cu0.1O5.35) 粉体和膜片采用固态反应法 (SSR) 和 EDTA-柠檬酸联合络合法 (EC) 制备, 并使用 X 射线衍射、扫描电镜、氧气渗透测试和电化学阻抗谱方法对材料的性能进行了对比表征和测试. XRD 和 SEM 结果表明, 采用 EC 法更容易制备纯相的 BICUVOX.10 粉体, 但是膜片的稳定性较 SSR 法制备的差. 在不引起电压波动的前提下, 采用 SSR 方法和 EC 方法制备的膜片上能加载的最大电流分别为 1.6 和 1.2 A/cm2, 对应的 400 oC 条件下透氧量分别为 4.5 和 3.9 ml/(min cm2). 膜片的微结构如粒径等对透氧性能和电导性能影响很大.

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Ba修饰的Pd/Al2O3对苯酚液相原位加氢制环己酮反应的催化性能

王鸿静;项益智;徐铁勇;周汉君;马磊;李小年

2009, 30 (9): 933-938.

摘要 ( 2359 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(2688KB) ( 1257 )

利用等体积浸渍法制备了一系列不同助剂修饰的 Pd/Al2O3 催化剂, 并考察了催化剂对苯酚液相原位加氢制环己酮反应的催化性能. 结果表明, Ba-Pd/Al2O3 对苯酚液相原位加氢反应有较优的催化性能. 当 w(Ba) = 3% 时, 苯酚转化率可比 Pd/Al2O3 催化剂提高近 2 倍. 在优化的反应条件下, 苯酚转化率可达 100%, 环己酮收率可达 80%. 利用透射电子显微镜、CO 化学吸附、X 射线衍射、N2 吸附-脱附和 CO2 程序升温脱附等手段表征了不同 Ba 含量的 Pd/Al2O3 催化剂的物理化学性质. 结果表明, Ba 的添加可明显提高 Pd 在 Al2O3 表面的分散度, 同时增强了催化剂表面的碱性. 这是 Ba-Pd/Al2O3 对苯酚液相原位加氢制环己酮反应具有较优催化性能的重要原因.

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磁性SiO2载体的表面改性与纳米TiO2光催化剂的固载

王丽燕;王红霞;王爱杰;刘敏

2009, 30 (9): 939-944.

摘要 ( 2194 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(2401KB) ( 1365 )

以 Fe3O4 纳米粒子为磁响应成分, 制备了 SiO2/Fe3O4 磁性载体, 采用回流热处理的方式对载体进行了表面改性. 利用傅里叶变换红外和 X-射线光电子能谱等手段对改性前后的载体进行分析. 结果表明, 载体改性后表面的 Si–O–Si 键数量明显减少, Si–OH 的数量有所增加. 以 TiO2 为探针催化剂, Procion 染料为探针分子, 考察了载体的表面改性对催化剂固载量和光降解催化活性的影响, 结果表明, 改性后的载体明显提高了 TiO2 催化剂的固载量和降解 Procion 的催化活性.

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不同金属离子交换的FAU型分子筛的超极化129Xe NMR研究

徐舒涛;张维萍;韩秀文;包信和

2009, 30 (9): 945-950.

摘要 ( 1997 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1449KB) ( 1103 )

采用连续流动的激光诱导超极化 129Xe 为探针分子, 利用高分辨固体核磁共振技术研究了不同电子结构的金属阳离子 (Na+, Ag+, Cu2+, Cu+, Cs+) 交换的 FAU 型分子筛与超极化 129Xe 之间的相互作用. 结果表明, 超极化 129Xe 能够很灵敏地检测不同电子结构的金属离子对限阈空间中电场梯度的影响. Na+对超笼内电场梯度的影响很小, NaX 与 NaY 分子筛中 Xe 的化学位移表现出相似的行为. 对于具有 nd10 电子结构的 Ag+或 Cu2+经自还原生成的 Cu+, 其与 Xe 的 5d0 轨道形成 dπ-dπ键, 导致 Xe 的化学位移明显向高场方向位移. Cu2+ 由于具有一定的顺磁性, 使得 129Xe NMR 谱展宽, 甚至无法观测. Cs+ 的电子结构与 Xe 原子相同, 它能吸附更多的 Xe 原子, 导致 Xe 的化学位移明显向低场方向偏移.

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脂肪酶催化酯化拆分与水解拆分2-甲基丁酸及其酯

李小路;王栋;徐岩;耿亚维;陈聪;王楠

2009, 30 (9): 951-957.

摘要 ( 2522 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(418KB) ( 1232 )

2-甲基丁酸手性中心碳原子上的基团差异较小, 是一种典型的酶法动力学拆分较为困难的风味化合物. 本文分别在不同体系中比较了几种商品化脂肪酶和华根霉脂肪酶 (RCL) 催化酯化和水解反应对 2-甲基丁酸及其酯的拆分, 结果表明, RCL 不仅在非水相中具有一定的选择性酯化能力, 而且在水相中具有更强的选择性水解 2-甲基丁酸乙酯的能力, 在 40 oC 下优先水解 (S)-型底物, 反应 10 h 后 (R)-2-甲基丁酸乙酯的 ee 值为 92.4%. 进一步考察了温度对 RCL 催化酯化拆分与水解拆分的影响, 结果表明, 低温下反应的对映体选择性较高, 在 4 oC 下通过水解拆分获得的 (R)-2-甲基丁酸乙酯的 ee 值可提高至 95.0%.

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精细化学品绿色合成中的纳米Au催化: 机遇与挑战

何林;倪吉;孙浩;曹勇

2009, 30 (9): 958-964.

摘要 ( 2577 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(414KB) ( 1544 )

采用高效的催化技术实现精细有机化学品的绿色合成是目前可持续化学研究中寻求资源节约、环境友好、条件温和及原子经济的一个重要研究方向. 本文综述了多相纳米 Au 催化剂在选择氧化、选择还原及其在“一步法”或“一锅法”有机串联反应及生物质综合利用等领域的研究进展, 探讨了影响纳米 Au 催化性能的各种因素, 评述了 Au 催化研究及应用的最新动态. 最后对纳米 Au 催化技术的发展方向及绿色应用前景进行了展望.

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无有机模板剂条件下合成沸石催化材料

孟祥举;谢彬;肖丰收

2009, 30 (9): 965-971.

摘要 ( 2379 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(835KB) ( 1484 )

工业上广泛应用的某些沸石催化材料, 如 ZSM-5 和 β 沸石, 通常是在有机模板剂存在条件下合成的, 但合成过程常常会造成环境污染以及 CO2 和氮氧化物的排放. 如果能在无有机模板剂条件下合成这些材料, 则不仅在基础研究上具有重要意义, 而且在工业应用方面也具有经济和环保价值. 本文对最近有关无有机模板剂合成沸石材料的一些突破性进展进行了综述, 并重点讨论了调节起始凝胶配比、使用导向剂溶液以及使用晶种导向合成等路线.

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