催化学报

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第32卷第7期目次

2011, 32 (7): 0-0.

摘要 ( 1190 )

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Role of Chemical Kinetics in the Heterogeneous Catalysis Studies

L. A. PETROV, Y. ALHAMED, A. AL-ZAHRANI, M. DAOUS

2011, 32 (7): 1085-1112. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60225-2

摘要 ( 3564 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(510KB) ( 3776 )

The paper presents shortly some of the important elements of the theory and of the practical applications of the kinetics of heterogeneous catalytic reactions. Discussed are some of the most important concepts of the kinetics of complex heterogeneous catalytic reactions, methodology of building kinetic models and mathematical treatment of experimental data, influence of heat and mass transfer, types of laboratory reactors, kinetics and nanosized catalysts and others. Examples for use of the kinetic studies for the development and application of industrial catalysts and modeling of industrial reactors are presented.

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用于 NH₃ 选择性催化还原 NO 的非钒基催化剂研究进展

刘福东, 单文坡, 石晓燕, 张长斌, 贺泓

2011, 32 (7): 1113-1128. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10315

摘要 ( 4483 ) [Full Text(HTML)] ()

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NH3 选择性催化还原 NO (NH3-SCR) 技术在燃煤电厂烟气脱硝过程中有着多年的工业应用经验, 也是最有望实际应用于柴油车尾气 NOx 催化去除的技术之一. 鉴于目前工业化应用的 V2O5-WO3 (MoO3)/TiO2 催化剂体系应用于柴油车尾气净化仍存在着诸多问题, 开发新型、高效、稳定且环境友好的非钒基 NH3-SCR 催化剂体系成为 NOx 催化净化领域的研究热点. 以分子筛催化剂 (包括 Cu 基分子筛催化剂以及 Fe 基分子筛催化剂) 和氧化物催化剂 (包括 Fe 基氧化物催化剂、Mn 基氧化物催化剂以及其他非钒基氧化物催化剂) 为主线, 综述了近年来国内外有关非钒基 NH3-SCR 催化剂的研究进展, 较为全面地总结了该系列催化剂的 NH3-SCR 反应性能、活性中心结构、低温 SCR 活性改进、NH3-SCR 反应机理、抗 H2O 或抗 SO2 性能改善以及工业化应用的可行性, 并展望了该领域未来可能的发展方向和研究热点.

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以羰基磷氧化物为配体的铜催化的 C–S 偶联反应

王浩龙, 万伯顺

2011, 32 (7): 1129-1132. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60243-4

摘要 ( 3811 ) [Full Text(HTML)] ()

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以邻溴苯甲醛为原料合成了一系列的羰基磷氧化物, 用作铜催化的 C–S 偶联反应的新配体. 在较温和的反应条件下可成功催化碘代芳烃或溴代芳烃与硫醇的偶联反应, 收率最高达 99%.

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用于温控相转移纳米铑催化反应的水/有机两相新体系

陈志俊, 王艳华, 蒋景阳, 金子林

2011, 32 (7): 1133-1137. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60245-8

摘要 ( 3206 ) [Full Text(HTML)] ()

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在水/1-戊醇两相体系中实现了以温控配体 Ph2P(CH2CH2O)22CH3 为稳定剂的 Rh 纳米催化剂的温控相转移功能, 并将其应用于烯烃催化加氢反应. 在优化的反应条件下, 环己烯的转化率和环己烷的收率均为 99%. 通过简单的相分离即可将催化剂从产物中分离出来, 重复使用 8 次, 其活性保持不变.

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固载化 AlCl₃催化剂上 α-蒎烯异构化反应

吴义辉, 田福平, 贺民, 蔡天锡

2011, 32 (7): 1138-1142. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60244-6

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分别以 SiO2 和 γ-Al2O3 为载体采用两步气相法制备了固载化 AlCl3 催化剂, 并首次将其用于 α-蒎烯液相异构化反应. 结果表明, 该催化剂对 α-蒎烯异构化反应具有非常高的催化活性, 其中 AlCl3/SiO2 催化剂在 40 oC 反应时 α-蒎烯转化率和主产物 (莰烯、柠檬烯和异松油烯) 选择性分别为 98.4% 和 93.7%; AlCl3/γ-Al2O3 催化剂活性更高, 在 30 oC 反应时, 即可获得 95.5% 的 α-蒎烯转化率和 94.4% 的主产物选择性. 固载化 AlCl3 催化剂的高活性与其强酸性有关.

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苯乙烯不对称三羰化反应一步合成手性 2-氧代-3-苯基戊二酸二甲酯

王来来, 张勤生, 崔玉明

2011, 32 (7): 1143-1148. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60253-7

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以苯乙烯、甲醇和 CO 为反应物, 首次采用双膦配体 (S)-P-PHOS 和乙酰丙酮钯原位制备的手性络合物新催化体系, 以对苯醌作为氧化剂, 对甲苯磺酸作助催化剂, 在甲醇溶剂中进行不对称三羰化反应一步合成手性 2-氧代-3-苯基戊二酸二甲酯. 与现有文献结果相比, 三羰化反应所需 CO 压力明显降低, 条件较为温和.

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Comparison of the Catalytic Properties of 25-Atom Gold Nanospheres and Nanorods

Yan ZHU, Huifeng QIAN, Anindita DAS, Rongchao JIN

2011, 32 (7): 1149-1155. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60238-0

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The catalytic properties of two nanocluster catalysts with atomically precisely known structures, icosahedral two-shelled Au₂₅(SC₂H₄Ph)₁₈ nanospheres and biicosahedral Au₂₅(PPh₃)₁₀(SC₂H₄Ph)₅Cl₂ nanorods, were compared. Their catalytic performance in the two reactions of the selective oxidation of styrene and chemoselective hydrogenation of α,β-unsaturated benzalacetone was investigated. The catalytic activities of icosahedral Au₂₅(SC₂H₄Ph)₁₈ nanospheres were superior to those of the bi-icosahedral Au₂₅(PPh₃)₁₀(SC₂H₄Ph)₅Cl₂ nanorods for both reactions. The better catalytic performance of the Au₂₅(SC₂H₄Ph)₁₈ nanospheres can be attributed to their unique core-shell (Au₁₃/Au₁₂) geometric structure that has an open exterior atomic shell and to their electronic structure with an electron-rich Au₁₃ core and an electron-deficient Au₁₂ shell.

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超声浸渍对费托合成 Co/Zr/SiO₂催化剂性能的影响

周晓峰, 陈庆龄, 陶跃武, 翁惠新

2011, 32 (7): 1156-1165. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60234-3

摘要 ( 3554 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用超声浸渍法制备了费托合成 Co/Zr/SiO2 催化剂, 考察了超声波功率对催化剂费托反应性能的影响, 并运用 N2 物理吸附、X 射线衍射、H2 程序升温脱附、H2 程序升温还原和透射电子显微镜对催化剂进行了表征. 结果表明, 超声波处理可以增大催化剂的比表面积, 减小金属 Co 的粒径, 并使其较为均匀地分散于载体表面, 其中以高功率超声波作用最为显著; Co(NO3)2 水溶液在高功率超声波场中, 随着超声时间的延长, 溶液 pH 值降低, 使得 Co–SiO2 相互作用减弱, 抑制了硅酸钴的生成. 经高功率超声波处理的催化剂, 活性金属 Co 在载体上分散度和还原度较高, 因而催化剂的活性和稳定性较高. 在 493 K, 2 MPa, H2/CO = 2.0 和 GHSV = 1000 h?1 反应条件下, CO 初始转化率可达 95.5%, 反应 48 h 时, CO 转化率为 90.9%.

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羟基磷灰石包覆γ-Fe₂O₃ 担载氧化钼: 一种新型磁性可回收的烯烃环氧化多相催化剂

袁程远, 张妍, 陈静

2011, 32 (7): 1166-1172. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60226-4

摘要 ( 2704 ) [Full Text(HTML)] ()

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制备了羟基磷灰石 (HAP) 包覆纳米γ-Fe₂O₃ 颗粒复合材料 (HAP-γ-Fe₂O₃), 并进一步采用浸渍法担载氧化钼 (MoO_x/HAP-γ-Fe₂O₃). 高分辨透射电镜结果表明, γ-Fe₂O₃ 纳米颗粒被包覆于 HAP 当中, 平均粒径为 1~3 nm. 所制备催化剂对以叔丁基过氧化氢为氧化剂的烯烃环氧化反应显示了良好的催化活性. 此外, 催化剂的可磁力分离特性为反应后催化剂的分离回收提供了一种方便、快捷的途径. 催化剂可重复使用至少 5 次以上而没有显著的活性下降.

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具有优异热稳定性的磷修饰氧化钛及其对水中污染物的降解

金辰, 邱顺晨, 朱月香, 谢有畅

2011, 32 (7): 1173-1179. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60229-X

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通过水热法制得磷修饰氧化钛, 它在亚甲基蓝和对氯苯酚的降解以及消除大肠杆菌的实验中都表现出高于纯氧化钛的优异活性, 甚至优于商品化催化剂 P25. 在捕获剂中降解亚甲基蓝的实验证实羟基自由基是最主要的活性氧物种, 并且磷修饰氧化钛在光照下拥有较强的产生羟基自由基的能力. 同时, 磷修饰氧化钛具有非常高的热稳定性, 直到 950 ºC 才会发生从锐钛矿到金红石的相变, 这是因为粒子表面的磷酸根阻止了金红石在界面的成核因而抑制了相变发生. 磷修饰氧化钛的这种优异性质使得它即使在 900 oC 焙烧后也能有效地降解水中污染物.

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Silica Sulfuric Acid: An Efficient Heterogeneous Catalyst for the One-Pot Synthesis of 1,4-Dihydropyridines under Mild and Solvent-Free Conditions

Bandita DATTA, M. Afzal PASHA

2011, 32 (7): 1180-1184. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60252-5

摘要 ( 3466 ) [Full Text(HTML)] ()

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A series of 1,4-dihydropyridines have been prepared by a one-pot condensation of aldehydes, ethyl acetoacetate, and ammonium acetate in the presence of a heterogeneous catalyst silica sulfuric acid at room temperature under solvent-free condition. This new protocol has the advantage of short reaction time and excellent yields, and is an environmentally benign route to the synthesis of 1,4-dihydropyridines.

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Rh/ZnO-Al2O3 Catalysts for Selective Hydrogenation of Crotonaldehyde

Mouna AOUN, Aicha BENAMAR, Mohamed CHATER

2011, 32 (7): 1185-1190. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60240-9

摘要 ( 3043 ) [Full Text(HTML)] ()

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Gas phase hydrogenation of crotonaldehyde was performed over 1 wt% Rh/ZnO-Al₂O₃catalysts with various Zn/Rh atomic ratios. Monometallic Rh/Al₂O₃ was also prepared for comparison. The samples were prepared by the successive impregnation of Al₂O₃with chloride precursors of zinc and rhodium. The solids have been characterized by H₂ chemisorption, temperature-programmed reduction, scanning electron microscopy, and cyclohexane dehydrogenation. Their catalytic behaviour in the gas phase crotonaldehyde hydrogenation reaction after reduction treatment in flowing hydrogen at 723 K was investigated. The relationship between catalytic activity, selectivity for crotyl alcohol, and physicochemical properties of the catalysts was examined. Results obtained showed that the presence of Zn clearly promotes the hydrogenation of the carbonyl bond. The catalyst with Zn/Rh atomic ratio of 5 displayed good catalytic stability and the highest selectivity for crotyl alcohol (70%) along with alloy formation.

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介孔硅担载磷钨杂多酸催化剂的制备及其对环戊烯氧化反应的催化性能

袁程远, 陈静

2011, 32 (7): 1191-1198. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60236-7

摘要 ( 3298 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用离子交换法将 Keggin 型 12-磷钨杂多酸负载到表面胺基化的介孔 SBA-15 分子筛上, 并利用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、X 射线光电子能谱和热重分析等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 所制备催化剂具有 SBA-15 分子筛的有序六方孔道结构, 负载后的磷钨杂多酸的 Keggin 结构未遭到破坏. 所制备催化剂对以过氧化氢为氧化剂的环戊烯氧化反应具有很高的催化活性, 环戊烯转化率可达 100%, 戊二醛选择性可达 81%. 催化剂具有较高的稳定性, 重复使用 5 次后, 其催化活性没有明显下降.

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新型半导体可见光催化剂纳米锰酸钇

王仕发, 杨华, 县涛

2011, 32 (7): 1199-1203. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10151

摘要 ( 3137 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了锰酸钇 (YMnO3) 纳米颗粒, 并运用 X 射线衍射、扫描电镜和紫外可见漫反射光谱对样品进行了表征. 结果表明, 制得的 YMnO3 纳米晶主要为六方钙钛矿结构, 兼有少许的正交钙钛矿结构, 且颗粒粒度均匀、形貌规整、呈类球形, 平均颗粒尺寸约为 45 nm. 另外, 测得 YMnO3 纳米颗粒的光学带隙值为 1.31 eV. 以一种典型的偶氮染料甲基红为目标降解物, 考察了 YMnO3 纳米颗粒的光催化活性. 结果表明, 在紫外光和可见光辐照下纳米颗粒均表现出了良好的光催化活性.

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乙二醇中钯催化无配体的室温 Suzuki 反应

刘春, 韩娜, 袁浩, 何晓宇, 金子林

2011, 32 (7): 1204-1207. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10225

摘要 ( 2930 ) [Full Text(HTML)] ()

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报道了一种在室温下醋酸钯催化乙二醇中无外加配体的 Suzuki 反应体系. 以 K3PO4.7H2O 为碱, 在该体系中可高效进行芳基溴代物和芳基硼酸的 Suzuki 交叉偶联反应, 具有反应条件温和、无需惰性气体保护等特点. 在 n(ArBr) = 0.5 mmol, n(ArB(OH)2) = 0.75 mmol, x(Pd(OAc)2) = 0.5 mol%, n(K3PO4•7H2O) = 1.0 mmol, v(乙二醇) = 2 ml 的优化条件下, 4-溴苯甲醚和苯硼酸反应 20 min, 分离收率即达 95%.

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细胞色素 P450 催化 4-氯-N-环丙基-N-异丙基苯胺 C_α–H 羟基化反应机理的理论研究

李冬梅, 刘建勇

2011, 32 (7): 1208-1213. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10303

摘要 ( 2973 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用密度泛函理论的 B3LYP 方法, 研究了细胞色素 P450 催化 4-氯-N-环丙基-N-异丙基苯胺 Cα–H 羟基化的反应机理. 该反应包含环丙基的羟基化和异丙基的羟基化两个反应途径, 且这两个反应路径都是包含氢原子传递的协同过程, 二重态的能垒明显低于四重态, 反应主要在二重态上进行. 通过比较这两个反应路径中 Cα–H 羟基化反应的活化能, 推算出 4-氯-N-环丙基-N-异丙基苯胺中环丙基 Cα–H 羟基化与异丙基 Cα–H 羟基化的反应速率之比为 1.8:1, 进而推测出该底物在 P450 催化下脱环丙基和脱异丙基反应的分支比为 64%:36%. 这与实验结果一致.

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以脱脂棉为模板制备高比表面积 Al2O3-MgO 固体酸碱双功能材料

蓝冬雪, 林丹, 赵会民, 马丽, 淳远

2011, 32 (7): 1214-1219. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10237

摘要 ( 2839 ) [Full Text(HTML)] ()

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以脱脂棉为模板, 以四水乙酸镁和九水硝酸铝为前驱物, 采用外模板法制备了一系列 Al2O3-MgO 混合氧化物, 并用 X 射线衍射、扫描电镜、低温 N2 吸附等手段对其进行了表征. 结果表明, 所制样品显示出棉纤维的生物形态, 且具有较高的比表面积 (可达 206 m2/g). Mg 含量较低时 Al2O3-MgO 混合氧化物为无定形结构, 当 Mg/Al = 1 时开始出现 MgO 的纳米晶相. 在环戊二烯甲醇烷基化反应中, 具有生物形态和酸碱双功能的 Al2O3-MgO 混合氧化物表现出较高的催化活性, 明显高于未使用模板制得的固体碱, 并当 Mg/Al = 20 时样品催化性能最佳.

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Au/Cu_xMn_yO_z 催化剂的制备、表征及其 CO 消除性能

佘育生, 孙伟华, 詹瑛瑛, 林性贻, 郑起

2011, 32 (7): 1220-1226. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10228

摘要 ( 3144 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用溶胶-凝胶法制备了新型 CuxMnyOz 复合氧化物, 并利用沉积-沉淀法制备了 1%Au/CuxMnyOz 系列催化剂样品, 在富 H2 条件下评价了该催化剂在 CO 选择性氧化反应和水煤气变换 (WGS) 反应中的催化性能. 结果发现, 极少量 Au 的负载使得 CuxMnyOz 复合氧化物不仅具有良好的 CO 氧化活性和选择性, 而且在 WGS 反应中也表现出较高的催化性能. 运用 N2 物理吸附、X 射线粉末衍射、X 射线光电子能谱、X 射线荧光分析、透射电镜和 H2 程序升温还原等技术对催化剂的物化性质进行表征后发现, CuxMnyOz 复合氧化物主要是以类尖晶石相的 Cu1.5Mn1.5O4 形式存在, 其含量与催化剂样品的活性呈对应关系; 负载的 Au 物种大部分是以金属态 Au0 粒子形式分散在复合氧化物上, 并与其中 Cu1.5Mn1.5O4 形成良好的协同效应, 从而提高了催化剂的还原能力.

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改性 ZrO₂-MnO₂ 基整体式催化剂上 NH₃ 选择性催化还原 NO

邱春天, 林涛, 张秋林, 徐海迪, 陈耀强, 龚茂初

2011, 32 (7): 1227-1233. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10245

摘要 ( 3227 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(626KB) ( 2332 )

采用共沉淀法制备了 ZrO2-MnO2 催化剂, 考察了 CeO2, MoO3 和 WO3 的添加对 ZrO2-MnO2 整体式催化剂上 NH3 选择性催化还原 (NH3-SCR)NOx 的影响, 并利用低温 N2 吸附-脱附、X 射线衍射、X 射线光电子能谱、NH3 和 NO 程序升温脱附等方法对催化剂进行了表征. 结果表明催化剂物相为 Mn0.2Zr0.8O1.8 固溶体, CeO2 和 WO3 分散在其中; 添加 MoO3 或 WO3 后, 样品中出现了新的中强酸位, 强吸附的 NO 物种增加, 从而有利于催化剂中高温活性的提高. 另外, Mn 和 Ce 物种主要分别以 Mn4+ 和 Ce4+ 形式存在. 在 NH3-SCR 反应中, CeO2 的添加提高了 ZrO2-MnO2 催化剂的低温活性, 但反应温度窗口较窄; 继续添加 MoO3 或 WO3 后, 催化剂表现出良好的低温活性和宽的反应温度窗口, 其中 WO3/CeO2/ZrO2-MnO2 催化剂上 NO 的起燃温度为 176 oC, 且反应温度在 240~424 oC 范围内, NOx 转化率大于 90%, 具有良好的低温活性和宽的温度窗口.

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SAPO-31 分子筛的微波加热合成、表征及催化性能

杨杰, 吴伟, 周亚静, 武光, 赵爱娟, 基赫佳宁 O V, 托克塔列夫 A V, 伊切夫斯基 G V

2011, 32 (7): 1234-1241. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10138

摘要 ( 2972 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(838KB) ( 1041 )

分别以异丙醇铝和磷酸为铝源和磷源, 二正丁胺为模板剂, 采用微波加热法成功制得 AlPO4-31 分子筛, 并对其晶化条件进行了优化. 在优化的条件下同时合成了不同含硅量的 SAPO-31 分子筛, 采用 X 射线衍射、N2 物理吸附、扫描电镜、固体 29Si 核磁共振、程序升温脱附以及吡啶吸附的红外光谱等手段对其结构和酸性进行了表征, 并考察了 Pd/SAPO-31 双功能催化剂在正癸烷加氢异构化反应中的催化性能. 结果表明, 采用微波加热法在 170 oC 晶化 2 h, 即可合成出具有 ATO 结构的高结晶度的纯相 AlPO4-31 和 SAPO-31 分子筛. 将 Si 引入到 AlPO4-31 骨架中所合成的 SAPO-31 分子筛的比表面积和微孔体积增大, 通过改变初始凝胶中原料组成可调变 SAPO-31 分子筛骨架中硅物种的分布及酸性质. 以酸性适宜的 SAPO-31 分子筛制备的 Pd/SAPO-31 双功能催化剂在正癸烷加氢异构化反应中表现出较高的活性和选择性.

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费托反应本征动力学中合成气分压对反应速率的影响

华新雷, 王立刚, 徐勇华, 王尤崎, 高滋

2011, 32 (7): 1242-1249. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01043

摘要 ( 2917 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(510KB) ( 933 )

利用高通量动力学反应器测量了钴基费托催化剂上反应物消耗速率 rCO 和产物生成速率 rCH4 随固定床床层的分布, 并考察了它们在不同入口分压 (p0CO, p0H2) 条件下的变化. 结果表明, 入口氢碳比 (H/C)0 = p0H2/p0CO 为影响速率的敏感外部变量, 反应速率随 (H/C)0 的增加而加快; 而合成气总压 p0H2+CO 则为不敏感量. 由床层各点在不同 (p0H2, p0CO) 条件下的本征反应速率可以建立适用于催化剂颗粒的反应速率公式. 结果显示, 利用简单的原料气分压 (pH2, pCO) 作为表象空间, 所建立的费托反应动力学参数与床层内转化率有关. 提出了由测量本征速率建立反应器模型的方法.

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酸处理活性炭对其负载的 Co-Zr-La 催化剂上 CO 加氢制高碳醇反应性能的影响

吕兆坡, 唐浩东, 刘采来, 刘化章

2011, 32 (7): 1250-1255. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10301

摘要 ( 3349 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(525KB) ( 928 )

以不同浓度硝酸处理的活性碳 (AC) 为载体, 制备了 Co-Zr-La/AC 催化剂, 并考察了其催化 CO 加氢制备高碳醇 (C6 以上) 的反应性能. 通过 Boehm 滴定法和 N2 物理吸附考察了各 AC 的表面性质, 并采用 CO 化学吸附、程序升温还原和 X 射线衍射对催化剂进行了表征. 结果表明, 经硝酸处理后, AC 表面酸性基团 (如羧基和内酯基) 的数量增加, 同时催化剂样品上 Co 和 Co2C 晶相衍射峰强度也发生变化, 从而使催化剂上 CO 转化率从 9.9% 提高到 65.3%, 但醇选择性从 62.3% 降低到 40.5%. 当用 4.6 mol/L 硝酸处理 AC 时, 相应催化剂上的金属态 Co 和 Co2C 的比例较为适宜, 从而提高了高碳醇在醇中的分布, 达 40.3%.

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Ru/ZrO₂^.хH₂O 催化剂催化肉桂醛选择性加氢制肉桂醇

刘洪磊, 袁茂林, 郭彩红, 李瑞祥, 付海燕, 陈华, 李贤均

2011, 32 (7): 1256-1261. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10231

摘要 ( 3045 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(549KB) ( 978 )

采用共沉淀法制备了 7.5%Ru/ZrO2.хH2O 催化剂, 运用 N2 物理吸附-脱附法、X 射线衍射、X 射线光电子能谱和高分辨透射电子显微镜等技术对催化剂进行了表征, 并用于催化肉桂醛选择加氢制肉桂醇反应中, 考察了温度、H2 压力和溶剂对肉桂醛转化率和肉桂醇选择性的影响. 结果表明, 肉桂醛转化率随着温度或 H2 压力的升高而升高, 而肉桂醇选择性则随之下降. 该催化剂在极性溶剂中比在非极性溶剂中表现出更高的活性和肉桂醇选择性. 尤其在极性溶剂三乙胺 (Et3N) 中反应活性最高, 且具有较高的肉桂醇选择性. 在 Et3N 中加入水可进一步提高反应活性和选择性. 以 V(Et3N)/V(H2O) = 4 的混合物为溶剂, 在 4 MPa 和 70 °C 的优化条件下, 反应 6 h, 肉桂醛转化率为 97.9%, 肉桂醇选择性达 85.2%.

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常压高频放电等离子体炬改进制备 CO₂/CH₄ 重整用 Ni/MgO 催化剂

覃攀, 徐慧远, 龙华丽, 冉祎, 尚书勇, 储伟, 印永祥, 戴晓雁

2011, 32 (7): 1262-1268. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10309

摘要 ( 2505 ) [Full Text(HTML)] ()

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比较了常规法、等离子体炬法和等离子体炬辅助焙烧法制得的 Ni/MgO 催化剂上 CO2/CH4 重整反应性能差异, 并利用 X 射线衍射、透射电镜、X 射线光电子能谱和 CO2 程序升温表面反应等技术对反应前后催化剂进行了表征. 结果表明, 采用等离子体炬辅助焙烧法制备的催化剂上 Ni 晶粒粒径小, 分散度较高, 低温活性和抗积炭性能较高; 在常压, 750 oC, 36 L/(h•g), n(CH4)/n(CO2) = 1 的反应条件下, CO2 和 CH4 转化率分别为 90.7% 和 89.4%, 反应 36 h 催化剂无明显失活.

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La2O3 助剂对 Au/TiO2 催化肉桂醛选择性加氢性能的影响

刘迎新, 孟令富, 魏作君, 时洪涛

2011, 32 (7): 1269-1274. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10223

摘要 ( 3013 ) [Full Text(HTML)] ()

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以溶胶-凝胶法制得的 TiO2 和 La2O3-TiO2 为载体, 采用沉积-沉淀法制备了一系列 Au 催化剂, 用于肉桂醛选择性加氢反应, 并运用 N2 吸附-脱附、X 射线衍射、高分辨率透射电镜、程序升温还原和 X 射线光电子能谱等方法对催化剂进行了表征, 系统考察了 La2O3 含量对 Au/TiO2 催化剂物化性质和催化性能的影响. 结果表明, 适量 La2O3 助剂 (10%~15%) 的掺杂可显著提高 Au/TiO2 催化剂的加氢活性和肉桂醇选择性. 表征结果显示, La2O3 的加入可增大催化剂的比表面积, 抑制 TiO2 晶粒长大, 增强 Au 与载体间的相互作用, 提高催化剂表面 Au 纳米粒子尺寸的均匀度; Au/TiO2 催化剂表面的 Au 物种主要以 Au0 存在, 而在 La2O3 掺杂的 Au/TiO2 催化剂表面还存在少量的 Au3+ 物种.

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L-脯氨酸修饰的 Ru-PPh₃/γ-Al₂O₃ 催化芳香酮不对称加氢反应

熊伟, 刘德蓉, 贾云, 秦瑞香, 邱会东, 王金波, 李贤均

2011, 32 (7): 1275-1279. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10308

摘要 ( 2413 ) [Full Text(HTML)] ()

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以 L-脯氨酸为修饰剂, 研究了膦配体稳定的 Ru-PPh3/γ-Al2O3 催化剂催化芳香酮不对称加氢反应, 考察了不同稳定剂、L-脯氨酸浓度、KOH 浓度、反应温度和氢气压力等因素对加氢反应的影响. 结果表明, 天然手性化合物 L-脯氨酸对 Ru-PPh3/γ-Al2O3 催化剂具有较好的修饰作用, 在优化反应条件下, 苯乙酮加氢产物 (S)-α-苯乙醇对映选择性达 59.5%. L-脯氨酸不仅具有手性诱导作用, 而且与 KOH 之间存在协同作用. 催化剂循环使用 5 次, 产物对映选择性没有明显下降.

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改性纳米 HZSM-5 催化剂上甲苯与甲醇的烷基化反应

张志萍, 赵岩, 吴宏宇, 谭伟, 王祥生, 郭新闻

2011, 32 (7): 1280-1286. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10235

摘要 ( 3333 ) [Full Text(HTML)] ()

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以 Si, P, Mg 复合改性的纳米 HZSM-5 为催化剂, 进行了甲苯与甲醇的烷基化反应; 并采用 X 射线衍射, NH3 程序升温脱附, 红外和低温 N2 吸附等方法研究了改性前后催化剂酸性质和孔结构的变化. 在小型固定床反应器上, 考察了载气量、反应温度和重时空速等反应条件对烷基化反应性能的影响. 在 2 h–1, 460 oC, 甲苯/甲醇比, 水/烃比和 N2/烃摩尔比均为 8 的优化条件下, 单程连续运转 500 h, 甲苯转化率可维持在 10% 左右, 对二甲苯选择性高于 97%, 催化剂表现出良好的稳定性.

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P 掺杂 Pd₃Fe₁/C 催化剂及其电催化氧还原活性

戴友志, 刘进兵, 刘鸿, 王毅, 宋树芹

2011, 32 (7): 1287-1291. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10307

摘要 ( 2880 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用化学镀技术制备了 P 掺杂的 Pd₃Fe₁/C, 并考察了其对氧还原的电催化性能. 结果表明, 制得催化剂的 Pd 分散性高、粒径分布均匀; P 的掺杂降低了 Pd₃Fe₁/C 催化剂的 Pd-Fe 颗粒粒径, 提高了 Pd₃Fe₁/C 上氧还原的活性, 且一定程度上改善了 Pd₃Fe₁/C 催化剂的稳定性. 当 Fe/P 摩尔比为 1/10 时, 催化剂的性能最佳.

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