李利娜
,
朱文良
,
石磊
,
刘勇
,
刘红超
,
倪友明
,
刘世平
,
周慧
,
刘中民
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61042-7
丙烯是仅次于乙烯的重要有机化工基础原料,广泛应用于生产聚丙烯、丙烯醛、丙烯酸、甘油、异丙醇、聚丙烯氰、丁辛醇等化工产品.近年来,随着市场经济的发展,丙烯下游产品的需求量迅速上涨,极大地促进了全球对丙烯的需求.负载型氧化基催化剂因其良好的催化性能和低廉的生产成本而被广泛应用于低碳烷烃脱氢反应中,Catofin,Linde及FBD工艺使用的就是Cr2O3/γ-Al2O3催化剂.丙烷脱氢过程中,担载型氧化铬催化剂Cr物种的价态、配位结构及与载体之间的相1互作用会影响其催化性能.催化反应过程中,丙烷分子吸附在Cr-O上进行活化反应,因而研究清楚催化剂的活性物种是非常重要的.综合文献,一部分研究者认为Cr6+为反应的活性中心,在反应初期与丙烷接触立即被还原为活性比较弱的Cr3+.随着原位表征技术的发展,一些研究者认为,八面体配位结构的Cr3+物种为催化反应的活性中心,四面体配位结构的Cr6+仅仅是Cr3+活性物种的前驱体,而且Cr6+并没有被发现具有催化活性.但何种Cr物种是脱氢活性中心,至今仍没有一致结论,这是值得继续关注和解决的问题.同时,浸渍法制备催化剂的过程中,金属前驱体、浸渍溶剂、干燥时间、干燥温度及焙烧时间和温度等因素会影响所制备催化剂的催化活性.我们采用等体积浸渍法制备催化剂,并用饱和乙醇蒸气对其进行预处理,以丙烷脱氢为探针反应研究了预处理对催化剂脱氢反应性能的影响,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等表征手段,揭示催化反应的活性中心及反应机理.在无氧脱氢反应中,经过乙醇蒸气预处理的催化剂CrH-Et催化活性稍高于原始催化剂CrH.在二氧化碳参与的反应中,催化剂CrH-Et催化活性远远高于CrH.当C3Hs∶CO2∶He=1∶5∶4时达到最佳效果,CrH-Et的丙烷转化率为41.4％,丙烯选择性为84.8％,同样条件下CrH的催化活性和丙烯选择性分别为28.0％和85.9％.但是乙醇作为浸渍溶剂,对催化剂并没有促进作用.XRD和TEM结果表明,Cr均匀分散在载体表面,Cr粒子簇的大小并不影响催化剂的催化活性.H2-TPR,XPS和UV-Vis结果说明,经过乙醇蒸气预处理后催化剂中的Cr6+被还原成低价Cr,因而可以证明Cr6+不是催化剂的活性中心.Cr3+作为活性中心而存在,Cr6+仅作为活性组分的前驱体而存在.而在反应过程中,Cr3+容易被反应中生成的H2还原成非活性组分.相对于催化剂CrH,经过乙醇蒸气预处理的催化剂(CrH-Et)上部分还原后的低价Cr更容易被CO2重新氧化成Cr6+.即在反应过程中,CrH-Et能保持相对CrH更多的活性组分,因而保持更高的催化活性.
关键词:
丙烷
,
脱氢
,
CrOx/SiO2催化剂,乙醇蒸气预处理
,
二氧化碳
肖丽萍
,
杨靖
,
周慧
,
陈春雨
,
孙世烨
,
楼辉
,
郑小明
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2012.10827
以优选的天然丝光沸石为原料,采用多步脱铝-钛化法合成钛硅分子筛,利用X射线粉末衍射、紫外-可见光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱、N2吸附-脱附法以及氨程序升温脱附等手段对其进行了表征,并考察了它在苯乙烯氧化反应中的催化性能.结果表明,该方法可成功地将Ti同晶取代到天然丝光沸石的骨架中,其Si/Ti达到79,且能稳定地保持天然丝光沸石的结构.该钛硅分子筛在以H2O2水溶液为氧化剂的苯乙烯氧化反应中表现有良好的催化活性,是商业TS-1催化剂的75％,具有一定的应用前景.
关键词:
天然丝光沸石
,
脱铝
,
钛化
,
钛硅分子筛
,
苯乙烯
,
部分氧化
白云鹏
,
石磊
,
刘淑莹
,
周慧
,
崔勐
,
邢俊鹏
,
杨向光
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2010.90764
用串联质谱碰撞室模拟大气环境研究了持久性有机污染物(POPs)形成过程,实验发现,经离子-分子反应可以生成氯苯类化合物. 以中性苯与酰氯为反应物在离子源进行反应,在苯含量为4×10-3 Pa、酰氯含量为4×10-4 Pa时,氯苯的生成量为5×10-8 Pa,远远高于背底浓度5×10-9 Pa.对氯苯类化合物的形成,大气环境明显优于质谱环境,实验结果表明,在大气中经离子-分子反应形成POPs是可能的.
关键词:
POPs
,
氯苯
,
气相离子-分子反应
,
大气污染
陈丹云
,
王海涛
,
周慧
,
何建英
稀土
doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2010.02.010
首次采用硫酸高铈与阳离子交换树脂反应制备的改性离子交换树脂为催化剂合成了丙酸异戊酯,考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间及催化剂重复使用次数等因素对收率的影响.结果表明,该催化剂具有催化活性高,易分离回收并有一定的重复使用性等优势.最佳反应条件为:丙酸0.15mol,醇酸物质的量比 15,催化剂用量0.5g,反应时间 50min,收率95.4%.
关键词:
硫酸高铈改性离子交换树脂
,
丙酸异戊酯
,
催化
,
合成
刘艳
,
杨修春
,
周慧
,
侯军伟
,
韩珊珊
,
钱士雄
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00907
采用常压直流电沉积技术在有序多孔氧化铝(OPAA)模板内沉积Cu纳米晶, 制备出光学透明的铜纳米晶/ OPAA复合膜. 利用FESEM、TEM、紫外可见分光光度计、Z-scan技术、泵浦探测技术对该复合材料的形貌、结构、线性光吸收、三阶非线性极化率和光响应时间进行了分析. 结果表明, Cu纳米颗粒具有面心立方结构, 直径在40~50 nm之间, 分布在OPAA模板的分叉孔道区. 填充于有序多孔氧化铝模板中的Cu纳米晶在584 nm处出现等离子体共振吸收峰. 当探测光波长远离铜纳米晶的等离子体共振吸收峰时, Cu纳米晶/多孔氧化铝复合膜出现光致吸收特性, 而当探测光波长接近铜纳米晶的等离子体共振吸收峰时, 出现光致漂白现象. 该复合膜非共振三阶非线性极化率为0.73×10-9esu, 光响应时间为1.3ps.
关键词:
有序多孔氧化铝
,
Cu nanocrystalline
,
third-order optical nonlinearity
周慧
,
李争显
,
杜继红
,
张建军
,
姬寿长
稀有金属材料与工程
采用交流微弧氧化方法,在硅酸盐溶液中于锆合金表面沉积了一层厚约28μm的氧化膜.用扫描电镜(SEM),能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)分析了氧化膜的组织形貌、元素分布及相组成.通过测量试样在5%NaCl溶液中的点腐蚀电位,评估了氧化膜的保护性能.研究结果表明:氧化膜自内而外分为3层,即过渡层,致密层和疏松层.疏松层厚度达18μm,与致密层的界面存在明显孔洞,因此结合性较差;过渡层和基体、致密层与过渡层之间结合牢固.Si元素存在于氧化膜中,这说明电解液中的SiO32-参与了微弧氧化反应.氧化膜主要由M-ZrO2相和T-ZrO2相组成.锆合金表面的微弧氧化膜具有良好的耐蚀性能.
关键词:
锆合金
,
交流微弧氧化
,
氧化膜
李争显
,
杜继红
,
周慧
,
徐重
,
周廉
稀有金属材料与工程
采用双层辉光离子渗碳技术在本底真空度为5×10-3Pa的高真空下,用99.999%的高纯氩气进行无氢渗碳.在整个工艺过程中,没有涉及到氢元素,实现了无氢渗碳.试样材质为TA1工业纯钛,用透射电镜(TEM)观察渗层结构;X射线衍射(XRD)测定渗层的相组成;用M200耐磨试验机测定渗碳试样的耐磨性能;渗碳试样的磨痕表面状态用TR240型粗糙度仪测定.渗碳层厚度大于100μm.表面层生成的是TiC,基体仍为a-Ti.近表面渗层维氏硬度为6000 MPa,表面的硬度远大于此值.摩擦系数0.11.纯钛经过无氢渗碳后,与未经过处理的纯钛相比磨损量仅为纯钛试样的1/1 592.5.研究得出:钛材经过双辉等离子无氢渗碳后,不仅提高了表面的硬度,同时降低了摩擦系数,因而使耐磨性能得到了大幅度的提高.
关键词:
辉光
,
等离子渗碳
,
钛
陈丹云
,
周慧
稀土
doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2007.02.013
以硫酸高铈为催化剂,正丁酸和异戊醇为原料合成了正丁酸异戊酯.考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间及催化剂重复使用性等因素对收率的影响.结果表明,硫酸高铈是高效和环境友好的酯化催化剂,具有工业化前景.适宜反应条件为:正丁酸 0.15mol,醇酸物质的量比 1.25,催化剂1.00g,反应时间 30min,收率81.30%.
关键词:
硫酸高铈
,
正丁酸异戊酯
,
催化
,
合成
