催化学报

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第32卷第2期目次

2011, 32 (2): 0-0.

摘要 ( 1344 )

PDF(1910KB) ( 1042 )

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Carbon Materials as Catalysts for Decomposition and CO₂ Reforming of Methane: A Review

Beatriz FIDALGO, J. Angel MENENDEZ*

2011, 32 (2): 207-216. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60166-0

摘要 ( 2760 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(832KB) ( 2204 )

The decomposition and CO₂ reforming of methane, respectively, are promising alternatives to industrial steam methane reforming. In recent years, research has been focused on the development of catalysts that can operate without getting deactivated by carbon deposition, where, in particular, carbon catalysts have shown positive results. In this work, the role of carbon materials in heterogeneous catalysis is assessed and publications on methane decomposition and CO₂ reforming of methane over carbon materials are reviewed. The influence of textural properties (BET surface area and micropore volume, etc.) and oxygen surface groups on the catalytic activity of carbon materials are discussed. In addition, this review examines how activated carbon and carbon black catalysts, which are the most commonly used carbon catalysts, are deactivated. Characteristics of the carbon deposits from methane are discussed and the influence of the reactivity to CO₂ of fresh carbon and carbonaceous deposits for high and steady conversion during CO₂ reforming of CH₄ are also considered.

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动态水热合成 b 轴取向 MFI 型分子筛膜

李显明 1, 王正宝 1, 郑洁 1, 邵世群 1, 王胤超 1, 严玉山 1,2

2011, 32 (2): 217-223. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60167-2

摘要 ( 2830 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(643KB) ( 1367 )

在旋转烘箱中采用动态水热法, 在不锈钢片支撑体上合成了连续的 b 轴取向 MFI 型分子筛膜, 并运用扫描电镜和 X 射线衍射考察了合成釜转速、晶化温度和晶化时间对所得分子筛膜性能的影响. 与静态水热法相比, 动态水热合成过程中合成液的温差和浓度差大大降低, 且合成液持续冲刷支撑体表面, 使得动态法具有合成时间短、取向性好和分子筛颗粒粒径分布均一的优点.

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单层分散型 Ru-Zn 催化剂及其催化苯选择加氢制环己烯的性能

孙海杰, 周小莉, 陈志浩, 郭伟, 刘仲毅, 刘寿长

2011, 32 (2): 224-230. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60158-4

摘要 ( 2953 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(903KB) ( 1127 )

采用共沉淀法制备了一系列不同 Zn 负载量的 Ru-Zn 催化剂. XRD 和 XPS 结果表明, 催化剂中的 Zn 大部分以 ZnO 形式存在, 在加氢过程中催化剂表面的 ZnO 可以与浆液中的 Zn²⁺形成碱式硫酸锌盐. 随催化剂中 Zn 负载量的增加, 碱式硫酸锌盐的量也增加, 这导致催化剂活性降低和环己烯选择性升高. 当 Zn 负载量为 8.6% 时, 加氢后碱式硫酸锌盐在 Ru-Zn 催化剂表面上接近单层分散态. 单层分散型 Ru-Zn 催化剂催化性能最佳, 该催化剂在 140 ^oC, 5 MPa H₂ 下和 0.6 mol/L 硫酸锌溶液中预处理 22 h 后, 反应 20 min, 苯转化率 84.4% 时, 环己烯选择性为 69.8%.

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Enantioselective Cycloetherification in a Micellar Catalysis System

Bhupesh S. SAMANT1,*, Sunil S. BHAGWAT2

2011, 32 (2): 231-234. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60169-6

摘要 ( 2595 ) [Full Text(HTML)] ()

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The enantioselective cycloetherification of substituted keto phenols into their corresponding dihydrobenzofuran derivatives was carried out using hydrogen peroxide and chiral quaternary ammonium iodide in micellar media. This approach increased the conversion rate of cycloetherification and also widened the scope of this particular reaction for various substituted keto phenols with electron withdrawing as well as electron donating functionalities. The use of a surfactant in the cycloetherification reaction increased the yield of the corresponding enantioselective dihydrobenzofuran four times. The conversion rate of keto phenols into their corresponding dihydrobenzofuran derivatives was proportional to the concentration of the surfactant used in the reaction.

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用Dawson 型聚氧钨酸乳液催化氧化燃油超深度脱硫

张永娜 1,2, 王璐 1,2, 张玉良 1,2, 蒋宗轩 1, 李灿 1

2011, 32 (2): 235-239. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60170-2

摘要 ( 2638 ) [Full Text(HTML)] ()

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合成了 Dawson 型聚氧钨酸乳液催化剂 Q¹⁸P₂W₁₈, Q¹⁸P₂W₁₇, 和 Q¹⁸P₂W₁₂. 采用红外光谱和固体核磁技术对其进行了表征, 并用于温和条件下 H₂O₂ 氧化 4,6-二甲基二苯并噻吩 (4,6-DMDBT)、二苯并噻吩 (DBT)、苯并噻吩 (BT) 和 2,5-二甲基噻吩 (2,5-DMT) 等含硫化合物的反应中. 结果表明, 各催化剂的活性大小顺序为Q¹⁸P₂W₁₂> Q¹⁸P₂W₁₇ > Q¹⁸P₂W₁₈. 含硫化合物的氧化活性顺序为 DBT > 4,6-DMDBT > BT > 2,5-DMT. 在 60 oC 反应 30 min 内, Q18P2W12 催化剂能够催化氧化 BT 完全转化成相应的砜.

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Al₂O₃ 性质对加氢脱硫催化剂 Co-Mo/Al₂O₃ 活性相形成的影响

齐和日玛 1,3, 李会峰 2, 袁蕙 2, 张韫宏 1, 徐广通 2

2011, 32 (2): 240-249. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60171-4

摘要 ( 2802 ) [Full Text(HTML)] ()

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以两种商用 Al₂O₃为载体, 制备了汽油选择性加氢脱硫催化剂 Co-Mo/Al₂O₃, 并采用红外光谱、X 射线衍射、N₂ 吸附-脱附、透射电镜、扫描透射-能谱和 X 射线光电子能谱等手段系统研究了载体物化性质对催化剂活性相形成的影响. 结果表明, 表面羟基数量少和结晶程度高的载体与活性金属间相互作用减弱, 促进了 Mo 物种的硫化还原, 使 MoS₂ 片晶的尺寸和层数增加, 且其硫化态催化剂上 CoMoS 活性位更多, CoMoS/MoS₂ 比更大, 因而显著提高了相应 Co-Mo 催化剂加氢脱硫活性和选择性.

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高负载量 LaMnO_x/SBA-15 的制备及其催化甲苯燃烧性能

张泽凯, 梁一微, 任倩茹, 刘华彦, 陈银飞

2011, 32 (2): 250-257. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60172-6

摘要 ( 2831 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用逐层负载-孔道内氨/水蒸气原位羟化法制备了高负载量的 LaMnOx/SBA-15 催化剂, 并采用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附和程序升温还原等技术对催化剂进行了表征, 考察了其催化甲苯燃烧的性能. 结果表明, 孔道内氨/水蒸气原位羟化提高了 LaMnOx 活性物种在 SBA-15 孔道内的分散度和还原性, 显著改善了高负载量的 LaMnOx/SBA-15 催化剂的活性. 在空速 5000 h–1 的条件下, 温度升至 205 oC 时甲苯转化率即可达 50%, 较之普通浸渍法制得的催化剂上甲苯达到该转化率所需温度降低了约 105 oC. 实验得到 LaMnOx/SBA-15 的适宜原位羟化处理温度为 60 oC, 处理时间 40 min.

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Direct Hydroxylation of Benzene to Phenol over Fe₃O₄ Supported on Nanoporous Carbon

Pezhman ARAB1, Alireza BADIEI1,*, Amir KOOLIVAND1, Ghodsi MOHAMMADI ZIARANI2

2011, 32 (2): 258-263. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60173-8

摘要 ( 2391 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(675KB) ( 1674 )

Fe₃O₄/CMK-3 was prepared by impregnation and used as a catalyst for the direct hydroxylation of benzene to phenol with hydrogen peroxide. The iron species in the prepared catalyst was Fe₃O₄ because of the partial reduction of iron(III) to iron(II) on the surface of CMK-3. The high catalytic activity of the catalyst arises from the formation of Fe₃O₄ on the surface of CMK-3 and the high selectivity for phenol is attributed to the consumption of excess hydroxyl radicals by CMK-3. The effect of temperature, reaction time, volume of H₂O₂, and amount of catalyst on the catalytic performance of the prepared catalyst were investigated. Under optimized conditions, the catalyst showed excellent catalytic performance for the hydroxylation of benzene to phenol and 18% benzene conversion was achieved with 92% selectivity for phenol and with a TOF value of 8.7 h^-1. The stability of catalyst was investigated by determining its activity after the fourth run and it was found to have decreased to 80% of the fresh catalyst’s activity.

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Nitrous Oxide Decomposition over Alkali-Promoted Magnesium Cobaltite Catalysts

Bahaa M. ABU-ZIED*

2011, 32 (2): 264-272. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60174-X

摘要 ( 3044 ) [Full Text(HTML)] ()

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The direct decomposition of N₂O was investigated over a series of magnesium cobaltite catalysts, Mg_xCo_1-xCo₂O₄ (0.0 ≤ x ≤ 1.0), which were prepared by the thermal decomposition of stoichiometric amounts of magnesium hydroxide and cobalt acetate. The thermal genesis of the different catalysts from their precursors was explored using thermogravimetric analysis, differential thermal analysis, and X-ray diffraction. Texture analysis was carried out using N₂ adsorption at –196 °C. We found that all the catalysts that were calcined at 500 °C have a spinel structure. N₂O decomposition activity was found to increase with an increase in the spinel structure’s magnesium content. The influence of alkali cation promoters (Li, Na, K, and Cs) on the activity of the most active catalyst in the Mg_xCo_1-xCo₂O₄ series, i.e. MgCo₂O₄, was also investigated. The sequence of the promotional effect was found to be: un-promoted < Li < Na < Cs < K-promoted catalyst. The reason for the increase in activity for the added alkali cations was electronic in nature. Additionally, the dependence of the activity on the K/Co ratio was also determined. The highest activity was obtained for the catalyst with a K/Co ratio of 0.05. A continuous decrease in activity was obtained for higher K/Co ratios. This decrease in activity was attributed to the elimination of mesoporosity in the catalysts with K/Co ratios > 0.05, based on N₂ adsorption and scanning electron microscopy results.

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Deactivation and Regeneration of Nickel-Based Catalysts for Steam-Methane Reforming

Seyed Meysam HASHEMNEJAD, Matin PARVARI*

2011, 32 (2): 273-279. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60175-1

摘要 ( 3208 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1303KB) ( 4500 )

The deactivation of nickel catalysts used in Arak and Razi petrochemical complexes followed by catalyst regeneration was evaluated. The characterization of the different structures was made by powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), and carbon & sulfur analyzer. The Ni particle size was estimated from XRD patterns and TEM graphs. The agglomeration of nickel particle and the poison by sulfur components were recognized as the main reasons in deactivation of Arak and Razi catalysts, respectively. The activity of the used catalysts before and after regeneration was measured on methane steam reforming at a CH₄:H₂O ratio of 1:3 at 850 ^oC. The regeneration processes for Arak and Razi samples were performed with CO₂ as an oxidative atmosphere and steam as a regenerating agent, respectively. The results show that, (1) no residual sulfur components were on the regenerated Razi catalyst surface without changing the structure of the catalyst and the regenerated catalyst has gained 80% of its catalytic activity, and that (2) the nickel particle size of regenerated Arak specimen decreased remarkably as measured by Debye-Scherrer equation from XRD patterns. TEM images were in agreement with the XRD results and indicated a decrease in nickel particle size of regenerated catalyst. Additionally, in both regenerated catalysts all the coke on the surface of the support was eliminated after regeneration.

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Hydrogenation of Olefins Catalyzed by Polymer-Supported Palladium-Imidazole

Udayakumar VELU1, Alexander STANISLAUS1, Gayathri VIRUPAIAH1,*, Shivakumaraiah2,

2011, 32 (2): 280-285. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60176-3

摘要 ( 2448 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(312KB) ( 1164 )

A polymer-supported palladium-imidazole catalyst was used to catalyze the hydrogenation of various olefins under mild conditions. The rate of hydrogenation was studied. The effects of factors such as substrate concentration, catalyst concentration, partial pressure of hydrogen and temperature on initial rate of reaction of selected olefins were investigated. A mechanism for the reaction was proposed from the rate equation. The effects of the solvent and structure of the olefin on the rate of hydrogenation were investigated. The catalyst showed good reusability without any leaching of metal from the support. The homologous analog of the polymer-supported catalyst could not be used as catalyst for the hydrogenation of olefins in methanol because there was precipitation of the metal during reaction.

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Si 掺杂对 TiO₂ 空心微球微结构和光催化性能的影响

李纲, 刘昉, 阳启华, 张昭

2011, 32 (2): 286-292. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2010.00819

摘要 ( 3332 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(731KB) ( 1174 )

以葡萄糖、氟钛酸铵和氟硅酸铵为原料, 采用一锅水热合成法在葡萄糖聚合形成的胶体碳球表面原位生成了含有 Ti/Si 物种的前驱物实心微球, 再经高温焙烧脱除碳球模板, 制得 Si 掺杂的 TiO2 空心微球. 应用高分辨透射电镜、X 射线衍射、X 射线光电子能谱和 N2 吸附-脱附等手段对样品进行了表征. 结果表明, Si 进入到 TiO2 的晶格, 形成的 Si–O–Ti 键不仅可有效抑制 TiO2 物相从锐钛矿向金红石转变, 而且还能阻碍 TiO2 纳米晶在焙烧过程中快速长大. 随着 Si 掺杂量的增加, 组成空心微球壳层的 TiO2 纳米晶的平均晶粒度逐渐减小, 而空心微球的比表面积和孔体积逐渐增大. 以亚甲基蓝 (MB) 溶液为模拟污染物, 考察了紫外光下 Si 掺杂 TiO2 空心微球的光催化性能. 结果表明, 随着 Si 掺杂量的增加, TiO2 空心微球对 MB 溶液的降解效率显著升高; 当 Si 的摩尔分数为 0.5 时, 空心微球的光催化效率最高, 是 P25 的 1.25 倍.

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SSZ-13 和 RUB-50 分子筛上甲醇制烯烃的对比研究

李鹏, 张维萍, 韩秀文, 包信和

2011, 32 (2): 293-298. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2010.00902

摘要 ( 3486 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(614KB) ( 1191 )

对比研究了 SSZ-13 (CHA 拓扑结构) 和 RUB-50 (LEV 拓扑结构) 硅铝分子筛笼大小对甲醇制烯烃反应性能的影响, 并采用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、固体核磁共振、热重和紫外-可见光谱等技术对催化剂的结构及反应后的碳物种进行了表征. 结果表明, 笼尺寸较大的 SSZ-13 分子筛在反应中的稳定性和产物丙烯选择性均较高; 而笼尺寸较小的 RUB-50 分子筛中乙烯的选择性较高. 酸洗可以除去分子筛中大部分非骨架 Al, 且在一定程度上改变了分子筛的酸性, 但没有显著改变产物中乙烯和丙烯的相对比例. 另外, 分子筛笼的大小决定了碳物种的体积, 较小笼径的分子筛上可能生成较多的乙烯. 因此, 用于甲醇制烯烃的分子筛笼径大小对调变产物中乙烯和丙烯选择性十分重要.

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新型双膦配体的合成及其在 2-丁烯氢甲酰化反应中的应用

张林, 李春, 付海燕, 袁茂林, 李瑞祥, 陈华

2011, 32 (2): 299-302. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2010.00833

摘要 ( 3130 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(483KB) ( 855 )

合成了以联苯为骨架, 以吲哚为取代基的双膦配体, 并研究了该配体与 Rh(acac)(CO)2 原位生成的催化剂在 2-丁烯氢甲酰化反应中的催化性能. 考察了膦/铑比、反应温度、反应压力以及 2-丁烯与 Rh(acac)(CO)2 摩尔比等因素对反应活性及区域选择性的影响. 结果表明, 在 60 °C 反应时, 醛的正异比高达 28.5; 当压力为 2.0 MPa 时, 反应 TOF 值可达 660 h?1.

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载体焙烧温度对稀燃天然气汽车尾气净化 Pd/Zr_0.5Al_0.5O_1.75 催化剂性能的影响

王云, 唐石云, 龙恩艳, 林之恩, 龚茂初, 陈耀强

2011, 32 (2): 303-308. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00910

摘要 ( 3370 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(544KB) ( 1094 )

以不同温度焙烧得到的 Zr_0.5Al_0.5O_1.75 复合氧化物为载体, 制备了系列 1.5% Pd/Zr_0.5Al_0.5O_1.75 催化剂样品. 采用 N₂ 吸附-脱附、X 射线衍射、H2程序升温还原、O₂程序升温脱附及 CO 化学吸附等手段对催化剂进行了表征, 并测试了催化剂在模拟稀燃天然气汽车尾气中的活性和抗 H₂O 中毒性能. 结果表明, 载体焙烧温度对催化剂活性的影响很大, 其中以 950 °C 焙烧时催化剂的活性最高. 在不含 H₂O 的条件下, 该催化剂对甲烷的起燃温度 (T₅₀) 和完全转化温度 (T₉₀) 分别为 274 和 315 °C; 而在含 H₂O 条件下的 T₅₀ 和 T₉₀分别为 325 和 356 °C, 表现出较高的低温活性和优良的抗 H₂O 中毒能力.

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La 和 Mn 助剂对完全液相法制备的 CuZr 浆状催化剂结构和性能的影响

高志华, 黄伟, 阴丽华, 谢克昌

2011, 32 (2): 309-314. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00909

摘要 ( 2674 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(500KB) ( 752 )

利用完全液相法分别制备了 CuZr 和 La, Mn 促进的 CuZr 浆状催化剂, 考察了催化剂在合成气一步合成二甲醚反应中的催化性能, 并采用 NH3 程序升温脱附、X 射线粉末衍射、N2 吸附-脱附、X 射线光电子能谱和程序升温还原等对其进行了表征. 结果表明, 在利用完全液相法制备的 La-Mn-CuZr 催化剂中, La 和 Mn 的加入可促进催化剂活性组分的分散, 提高了催化剂的比表面积和 ZrO2 的表面缺陷, 增加了高分散 CuO 和可还原 CuO 数量, 增强 Cu 和 Zr 之间的相互作用, 进而使催化剂活性大幅度提高.

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柠檬酸改性对掺 Ba 纳米 MgO 及其担载的 Ru 氨合成催化剂性能的影响

霍超, 夏庆华, 潘美华, 杨霞珍, 骆燕, 刘化章

2011, 32 (2): 315-320. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00934

摘要 ( 2939 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(524KB) ( 991 )

采用超声-静电吸附法制备了一系列经柠檬酸改性的掺 Ba 纳米 MgO 及其负载的氨合成 Ru 催化剂. 并采用场发射扫描电镜、X 射线粉末衍射、N2 物理吸附-脱附、电感耦合等离子体发射光谱及红外光谱等手段对样品进行了表征. 结果表明, 适量添加柠檬酸可有效调控 Ba 的掺杂量, 从而使 Ba-MgO 结构与化学性质发生变化, 其表面性能得到极大改善, 最终导致相应 Ru/Ba-MgO 催化剂氨合成的低温活性显著提高. 在 10 MPa, 400 ?C, 10 000 h?1 的条件下, 柠檬酸浓度为 2.0 mmol/L 时制得的 Ru/Ba-MgO 催化剂出口氨生成速率达 63.2 mmol/(g•h), 较未经柠檬酸改性的 Ru/Ba-MgO 催化剂活性提高了 21%.

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炭气凝胶孔结构对其负载的 TiO₂光催化降解甲基橙性能的影响

崔华楠, 赵振华, 梁业如, 石建英, 吴丁财, 刘鸿, 符若文

2011, 32 (2): 321-324. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00932

摘要 ( 4102 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(428KB) ( 1329 )

选用两种孔径不同的炭气凝胶 CA125 和 CA500 制备了碳含量为 20% 的 TiO2/CA 光催化剂, 采用 X 射线衍射、扫描电镜和 N2 吸附-脱附对催化剂进行了表征, 并考察了其光催化降解甲基橙反应性能. 结果表明, TiO2/CA 样品中 TiO2 主要以锐钛矿相存在, 伴随有少量的金红石相, 且均匀分散于炭气凝胶的表面. 催化剂的孔隙率分析表明, 孔结构直接影响到催化剂的光催化活性, 以中孔为主的 TiO2/CA125 活性要远高于 TiO2/CA500. 这主要源于中孔良好的吸附性能及其合适的空间限域效应.

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载体对负载型 Ni-B 催化剂催化 2-乙基蒽醌加氢制 H₂O₂反应性能的影响

陈雪莹, 乔明华, 贺鹤勇

2011, 32 (2): 325-332. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00941

摘要 ( 3429 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(780KB) ( 965 )

采用还原剂浸渍法将 Ni-B 非晶态合金负载到 SiO₂, γ-Al₂O₃ 和活性炭 (AC) 上, 以 2-乙基蒽醌选择加氢制 H₂O₂ 为探针反应, 系统研究了载体对 Ni-B 非晶态合金催化剂结构、热稳定性和催化性能的影响. 结果表明, 将 Ni-B 负载到载体上后, 其晶化温度显著提高, 各催化剂热稳定性依次为 Ni-B/AC > Ni-B/SiO₂ > Ni-B/γ-Al₂O₃; 催化剂活性依次为 Ni-B/SiO₂ > Ni-B/γ-Al₂O₃ > Ni-B/AC; 羰基加氢选择性依次为 Ni-B/AC > Ni-B/SiO₂ > Ni-B/γ-Al₂O₃. 各催化剂加氢活性差异主要归因于其活性比表面积和载体孔结构的不同; 羰基加氢选择性差异主要由催化剂上活性位的均一程度和载体表面性质的不同所致.

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Ti-MWW 催化氯丙烯环氧化反应动力学行为

方向青, 王钰宁, 邓秀娟, 吴海虹, 吴鹏, 刘月明, 何鸣元

2011, 32 (2): 333-339. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00820

摘要 ( 3404 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(586KB) ( 865 )

以 Ti-MWW 分子筛为催化剂, 以 H2O2 为氧化剂, 系统研究了氯丙烯环氧化反应的动力学行为. 结果表明, 该反应速率与 Ti-MWW 分子筛的用量成正比, 是 1 级反应. 当 H2O2 浓度小于 0.67 mol/L 时, 环氧化反应为 1 级反应; 大于 2 mol/L 时, 为 0 级反应. 随着氯丙烯浓度的增加, 环氧化反应级数从 1 级向 0 级转变; 且只有当其浓度很高时, 反应级数才会明显降低. 随着分子筛中 Ti 含量的增加, 氯丙烯环氧化反应速率呈 S 形变化.

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冷等离子体喷射流对甲烷二氧化碳重整用 Ni/Al₂O₃ 催化剂的还原机制

胡诗婧, 龙华丽, 徐艳, 尚书勇, 印永祥

2011, 32 (2): 340-344. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00818

摘要 ( 3531 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(549KB) ( 1258 )

采用理论计算与实验相结合的方法研究了常压冷等离子体喷射流还原 Ni/Al2O3 催化剂的机理. 首先, 在假设还原过程是 H 原子起主导作用的基础上, 依据对冷等离子体喷射流的放电特性分析, 计算得到 H2 的理论解离度和催化剂理论还原时间. 其次, 采用 X 射线衍射表征及活性评价的手段, 考察了等离子体制得催化剂还原过程及实际还原时间. 结果表明, 理论结果与实验结果基本一致.

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铜基催化剂上甘油脱水制备羟基丙酮

牛莎莎 1,2, 朱玉雷 1,3, 郑洪岩 3, 张维 1,2, 李永旺 1,3

2011, 32 (2): 345-351. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00914

摘要 ( 3527 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(527KB) ( 1642 )

采用共沉淀法制备了一系列铜基催化剂, 在 N₂中于高压釜中, 考察了其催化甘油脱水制备羟基丙酮的反应性能. 结果表明, Cu/SiO₂催化剂具有较高的催化甘油脱水活性, 但目的产物羟基丙酮易与反应产生的 H₂ 生成 1,2-丙二醇, 使得羟基丙酮选择性不高. 因此, 在固定床反应器上详细考察了在优选的 Cu/SiO₂催化剂上反应气氛、温度和空速对甘油脱水性能的影响. 与纯 H₂ 或 N₂ 相比, 在 5% H₂-95% N₂ 混合气气氛下反应, Cu/SiO₂催化剂表现出较高的活性和羟基丙酮选择性. 采用 H₂-N₂混合气作为反应气氛, 在一定程度上抑制了 N₂气氛下催化剂的失活和 H₂ 气氛下羟基丙酮的过度加氢. 在 220 ^oC, 常压, 5% H₂-95% N₂ 混合气气氛和 WHSV = 0.08 h^-1 条件下, 甘油转化率和羟基丙酮选择性分别高达 98.8% 和 84.6%.

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Bi 添加对 MoVO/AlPO₄催化剂异丁烯选择氧化反应性能的影响

王希涛, 王芬, 蒋实, 钟顺和

2011, 32 (2): 352-356. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01009

摘要 ( 3275 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(569KB) ( 951 )

采用溶胶-凝胶法制备了 MoVO/AlPO₄ 和 MoVBiO/AlPO₄催化剂, 运用 X 射线衍射、激光拉曼光谱、X 光电子能谱、程序升温还原等技术对催化剂进行了表征, 考察了 Bi 的添加对催化剂结构及其催化异丁烯选择氧化制甲基丙烯醛 (MAL) 反应性能的影响. 结果表明, 适量 Bi 的引入可显著提高 MoVO-AlPO₄ 催化剂上异丁烯选择氧化反应性能, MAL 选择性由 29.1% 提高至 75.2%. 这与 Bi 的加入降低了催化剂表面强酸位数量, 促进了 Mo 氧化物和 V 氧化物的分散, 以及提高了催化剂表面 V⁵⁺/V⁴⁺比例有关.

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核苷中 2'-位取代基对 Burkholderia cepacia 脂肪酶选择性酰化核苷的影响

王朝宇 1,2, 宗敏华 2

2011, 32 (2): 357-361. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00901

摘要 ( 2676 ) [Full Text(HTML)] ()

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研究了核苷结构中 2'-位含有不同取代基时 Burkholderia cepacia 脂肪酶促 3'-位羟基高区域选择性酰化反应. 结果表明, 该脂肪酶催化核苷类似物酰化的优势产物均为 3'-酯, 且随着酰基供体链的增长, 3'-区域选择性逐渐升高; 在酶促核苷癸酰化反应中, 当核苷 2'-位含有 H, F, Cl 和 Br 取代基时, 3'-区域选择性最高 (89%~98%); 当 2'-位含有 OH 或 OCH3 时, 3'-区域选择性较低 (69%~74%).

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无第二模板剂法合成多级结构 ZSM-5 分子筛微球及其在甲烷无氧芳构化反应中的应用

杨建华, 于素霞, 胡慧晔, 初乃波, 鲁金明, 殷德宏, 王金渠

2011, 32 (2): 362-367. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.00937

摘要 ( 3611 ) [Full Text(HTML)] ()

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在无第二模板剂的条件下, 采用简单的水热晶化法, 通过控制条件合成出具有多级结构的 ZSM-5 (ZSM-5-HW) 分子筛, 并运用 X 射线衍射、红外光谱、扫描电镜和 N2 吸附-脱附等技术对合成的分子筛进行了表征. 结果表明, 所得样品是由棒状晶体组装而成的具有介孔结构的分子筛微球. 用等体积浸渍法制备了 Mo/HZSM-5-HW 催化剂并用于 CH4 无氧芳构化反应, 表现出较高的催化活性和稳定性. 在实验条件下, CH4 初始转化率为 18.5%, 而苯收率最高可达 9.5%; 反应 24 h 后, 两者仍然分别保持在 10.2% 和 5.5% 左右.

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制备方法对双介孔钴基催化剂结构及其费-托反应性能的影响

王俊刚 1,2, 李德宝 1, 侯博 1, 贾丽涛 1, 贾利宏 1,2, 孙志强 3, 刘斌 3, 郭金刚 4, 任润厚 4, 孙予罕 1,5

2011, 32 (2): 368-373. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01003

摘要 ( 3087 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(773KB) ( 844 )

以双介孔分布 MCM-41 分子筛为载体, 采用等体积浸渍、氨水气相诱导水解和过量浸渍法制备了费-托合成钴基催化剂, 并考察了它们的孔结构、活性物种分布及费-托合成催化性能. 结果表明, 采用等体积浸渍法和氨水气相诱导水解法制备的催化剂都保持了较好的双介孔特性, Co 颗粒大部分位于分子筛的孔道内部. 过量浸渍法和等体积浸渍法制备的催化剂上 Co 物种的还原度和分散度均较高, 尤其后者上 Co 分散度更高, 因而具有较低的 CH4 选择性和较高的 C₅₊选择性.

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吸附柱色谱法制备负载型纳米金催化剂

翟新磊, 徐金光, 徐秀峰, 邹旭华, 齐世学, 祁彩霞, 安立敦

2011, 32 (2): 374-378. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01004

摘要 ( 4032 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用吸附柱色谱新方法制备 Au/Al₂O₃ 催化剂, 并用于低温 CO 氧化反应, 考察了 Au 盐溶液 pH 值及其与载体的液固比、载体比表面积和竞争吸附质等对 Au 催化剂性能的影响. 结果表明, Au 前驱体溶液的 pH 值为 9, 液固比为 6, 优先吸附丙酮制得的催化剂 Au 颗粒大小分布均匀, 粒径为 5 nm 左右, 在25 ^oC 即可实现 CO 完全转化. 载体 Al₂O₃ 比表面积对催化剂性能影响也较大. 另外, 优先加入的竞争吸附质的极性越低, 所制催化剂上 Au 颗粒的分布越均匀. 该法可提高 Au 利用率, 有效去除有毒 Cl^-, 为大规模制备 Au 催化剂提供了一条有效途径.

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介孔氧化铝的制备及其在甲醇脱水制二甲醚反应中的应用

聂仁峰, 王军华, 费金华, 侯昭胤, 郑小明

2011, 32 (2): 379-384. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01008

摘要 ( 3683 ) [Full Text(HTML)] ()

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以硝酸铝为铝源, 以十六烷基三甲基溴化铵为阳离子模板剂, 采用均匀沉淀法成功制得热稳定性较高和高度有序的介孔 Al₂O₃ (其比表面积 179.8 m²/g, 孔径 5.4 nm, 孔体积 0.3 cm₃/g), 并用于甲醇脱水制二甲醚反应中. 结果表明, 在 280 ^oC, 液时空速为 30 h⁻¹ 条件下, 甲醇转化率为 90.2%, 二甲醚时空收率最高可达 15.4 g/(g•h). 通过制备方法的对比和催化剂的酸性表征, 进一步探讨了介孔 Al₂O₃ 结构和酸性等对其催化活性的影响, 发现催化剂活性与其酸密度密切相关.

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