赫巍
,
何松波
,
孙承林
,
吴凯凯
,
王连弟
,
余正坤
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2012.11105
基于借氢策略、醇为烷基化试剂的胺的N-烷基化反应是合成胺类化合物的绿色途径.在无外加氢源条件下,多相双金属Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂可高效催化醇为烷基化试剂的伯(仲)胺的N-烷基化反应合成仲(叔)胺,反应副产物为水与极少量亚胺.催化体系的底物适应性好,目标产物收率高；催化剂可以循环使用,具有潜在的工业化应用前景.
关键词:
铂
,
锡
,
氧化铝
,
负载型催化剂
,
借氢策略
,
多相催化
,
N-烷基化
,
胺
,
醇
刘家旭
,
王吉垒
,
周微
,
苗翠兰
,
熊光
,
辛勤
,
郭洪臣
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62751-7
单光束红外光谱技术(原位傅立叶透射变换红外、原位漫反射红外和衰减全反射红外光谱技术)虽然已经用于气固相多相催化反应的原位表征中,但这些光谱在真实反应条件下会受到气体分子振动光谱和加热条件下产生的发射光谱的严重影响,不能实时获得催化剂表面的真实信息.另外,由于在真实的气固相多相催化反应过程中,催化剂本底的信息会随着反应时间的延长而发生变化,因此单光束红外光谱技术在扣除本底信息方面存在误差.为了实现在反应条件下,实时、原位表征催化剂表面的状态,我们报道了一种双光束红外光谱表征技术.该技术包括双光束红外光谱系统及双光束红外反应池.其特征在于:实时双光束原位红外光谱系统由两台完全相同的红外光谱仪和双光束红外反应池组成.双光束红外反应池由完全相同的样品池和参考池连接而成,样品池和参考池处于同一水平线上分别对应于样品光谱仪和参考光谱仪,由计算机同步控制两台红外光谱仪,排除实时状态下的气体分子振动光谱干扰和加热条件下产生的发射光谱干扰.该技术可以对真实反应条件下的气固相多相催化反应进行实时原位表征.通过应用程序的关联可以实时、同步采集样品光束和背景光束谱图来得到催化剂表面物种随反应时间变化的真实信息.该技术克服了单光束红外光谱在原位多相催化反应表征方面的缺陷,使表征结果变得更加精确可靠.该技术还可以在变化的气相组分条件下,获得不同温度下、实时的催化剂表面活性中心、活性相和中间物种的信息.采用上述双光束红外光谱仪对丁烯在纳米HZSM-5催化剂上芳构化反应过程进行了实时、原位观测,首次在实际反应条件下,观察到了异丁烯在纳米HZSM-5沸石的表面Br?nsted酸中心上经历吸附、活化、聚合、环化等反应步骤生成芳烃的过程.
关键词:
双光束原位红外光谱
,
气相分子振动光谱
,
热辐射
,
实时光谱
,
多相催化
,
真实反应条件
,
芳构化
,
纳米HZSM-5分子筛
周丽梅
,
付海燕
,
李强
,
陈华
,
李瑞祥
,
李贤均
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91206
通过简单的离子交换法制备出高分散的蒙脱土(MMT)负载Ru催化剂,采用X射线衍射、X射线光电子能谱、程序升温还原和高分辨透射电子显微镜等手段对催化剂进行了表征,结果表明,金属Ru在蒙脱土层间高度分散,Ru的平均粒径约2 nm,在喹啉加氢反应中,该催化剂显示出很高的反应活性和选择性.在2 MPa和60 ℃的温和条件下,以水为溶剂时,Ru/MMT催化喹啉加氧生成1,2,3,4-四氢喹啉的选择性高于96.4%,喹啉转化率达99.2%.当温度升高到140 ℃、压力增加到3 MPa时,不需要补加催化剂就可以将喹啉一步加氢生成十氢喹啉,选择性高达98.1%.
关键词:
蒙脱土
,
钌
,
多相催化
,
喹啉
,
加氢
,
1,2,3,4-四氢喹啉
,
十氢喹啉
简思平
,
李映伟
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60940-8
金属有机骨架(MOFs)材料是一种新型的沸石类多孔材料,是由金属离子和有机配体通过配位键键合而成的拓扑结构.相比其他多孔材料,MOFs拥有更高的比表面积、孔隙率以及结构可调控性.在催化方面,MOFs复合材料在多相催化领域已经引起了广泛的研究兴趣.贵金属纳米颗粒是一种在化学、化工、生物和医学等许多领域有着广泛应用的高性能材料.但是,催化反应往往都是发生在纳米颗粒的表面,而位于颗粒内部的金属没能得到利用;从原子经济性的角度来看,以廉价金属作核、贵金属作壳的双金属纳米粒子能有效解决这个问题,而且还能利用双金属之间的协调作用.目前文献中也已经报道了多种非贵金属和贵金属组成的核壳双金属纳米粒子,都展现出了比单纯贵金属更好的催化活性.芳香胺类化合物是一种在工业上非常重要的有机中间体,广泛应用于农药、药物、染料和色素等等.目前,商业化生产的芳香胺化合物都是通过计量的还原剂,如连二硫酸钠、硼氢化钠、水合肼和氨水中的铁、锡、锌等非催化还原相应的芳硝基化合物得到,这样往往会带来严重的环境污染问题.而通过多相催化加氢还原方法来制备芳香胺化合物,不仅能高效催化芳硝基化合物加氢,而且催化剂可以回收利用,大大降低反应对环境的污染.本文综合贵金属原子经济观点和芳硝基类化合物加氢反应催化剂设计,在油胺和三正辛基膦中通过热还原二价的镍和钯,制备出以Ni为核Pd为壳的双金属纳米粒子.通过透射电镜观察,镍钯核壳纳米粒子的粒径约为8-9 nm.选用具有高比表面积和高稳定性的金属有机骨架材料MIL-101作为载体,通过浸渍法首次将镍钯核壳纳米粒子负载在MIL-101上制备出不同Ni:Pd比的Ni@Pd/MIL-101复合材料.利用X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附、红外光谱、透射电子显微镜和X射线能谱对复合材料结构进行了表征.从XRD谱图能看出负载纳米粒子后的MIL-101材料结构依然保持完整,表明催化剂制备过程不会破坏载体结构.红外光谱测试结果表明,负载了镍钯纳米粒子的Ni@Pd/MIL-101复合材料中含有两种C-H键伸缩振动2852和2926 cm-1处两个特征峰,分别对应于-CH2-和-CH3中C-H键的特征吸收峰,可能是残留的油胺,也可能是三正辛基膦在与镍和钯形成配合物时的残留.X射线能谱测试发现,N元素在负载后已不存在,而P元素依旧存在,结合红外光谱可以确认,纳米粒子在负载前后三正辛基膦依然与纳米粒子稳定络合,进而可被MIL-101上未饱和的Cr固定.通过透射电镜可以观察到镍钯核壳纳米粒子高度分散在载体上.将Ni@Pd/MIL-101材料应用于硝基苯催化加氢反应.在30℃,0.1 MPa H2条件下,0.26％ Ni@0.46％Pd/MIL-101催化剂具有最高的加氢活性,其转换频率(TOF)值最高可达375 h-1,是单金属负载钯催化剂的近2倍,展示出非贵金属替代部分贵金属的可行性.在循环使用方面,重复使用5次后的Ni@Pd/MIL-101催化剂依然保持较高的催化活性和选择性.同时考察了底物的兼容性,该催化体系对多种不同基团(包括不饱和基团)取代的硝基苯化合物的催化加氢,大都表现出很高的催化活性和选择性,TOF值最高可达495 h-1.
关键词:
镍
,
钯
,
核壳纳米粒子
,
金属有机骨架
,
芳香硝基类化合物
,
加氢
,
多相催化
刘勇
,
张维萍
,
韩秀文
,
包信和
催化学报
激光抽运和自旋交换的超极化129Xe核磁共振是近几年发展起来的一种新方法,它比普通129Xe核磁共振的检测灵敏度提高约104～105倍,是研究材料孔结构和孔内粒子分布的强有力工具.本文介绍了超极化129Xe核磁共振技术并综述了其在多孔催化材料研究中的应用,特别是对催化反应中广泛使用的无机微孔和介孔材料中的应用进行了详细的讨论.最后展望了此技术的应用前景.
关键词:
激光抽运
,
超极化氙
,
核磁共振
,
多孔材料
,
多相催化
,
表征
张华
,
付罗岭
,
钟红敏
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60657-3
利用接枝方式将2,2,6,6-四甲基哌啶(TEMPO)固载到SPE柱填料硅胶上制备了功能化硅胶,其吸附NOx应用于催化醇的选择性氧化反应中.并利用元素分析、红外光谱、N2吸附-脱附和NOx程序升温脱附对催化剂进行了考察.结果表明,所制备催化剂中TEMPO固载量为0.292mmol/g,NOx吸附量为0.749 mmol/g;常温常压下1 mmol芳香醇在0.5 g该催化剂作用下进行选择性氧化反应2 h,原料转化率和产物选择性均高达99％.该催化剂提高了醇分子在孔道内部与TEMPO和NOx接触几率,促进了反应进行,根据反应现象,对该体系催化机理进行了推测.
关键词:
硅胶
,
四甲基哌啶酮
,
氮氧化物
,
多相催化
,
醇氧化
朱华平
,
吴宗斌
,
陈元雄
,
张萍
,
段世杰
,
刘晓华
,
毛宗强
催化学报
以麻风果油为原料,研究了固体超强碱氧化钙在生物柴油制备工艺中的催化性能,考察了催化剂的焙烧温度、反应温度、反应时间、催化剂用量及醇油比对转化率的影响,确定了最优化的反应条件. 对产品脱钙精制工艺进行了研究, 考察了三种络合剂的脱钙性能. 结果表明,柠檬酸是一种很好的可用于生物柴油的脱钙剂,精制后生物柴油的主要指标符合国内外同类产品的标准.
关键词:
固体超强碱
,
氧化钙
,
多相催化
,
麻风果油
,
生物柴油
,
精制
王静
,
邹永存
,
孙渝
,
Maximilian Hemgesberg
,
Dirk Schaffner
,
高洪成
,
宋晓静
,
张文祥
,
贾明君
,
Werner R. Thiel
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60025-5
以含有咪唑阳离子的周期性介孔有机硅(PMO-ILs)材料为载体，制备了一类固载化磷钼酸(PMA)多相催化材料(PMA@PMO-ILs)，并采用N2吸附-脱附实验、X射线衍射、原子吸收光谱、差热-热重分析、红外光谱、紫外光谱及固体核磁共振技术研究了材料的结构及物理化学性质。结果表明，磷钼酸通过静电相互作用被成功固载到PMO-ILs载体表面和孔道中，且在制备过程中磷钼酸及载体基本结构均未发生变化。反应结果表明， PMA@PMO-ILs材料在以叔丁基过氧化氢为氧化剂的环辛烯环氧化反应中表现出一定的催化活性和很高的选择性。中断实验结果表明，催化剂的主要活性中心在反应过程中未发生明显流失，且催化剂经多次循环使用后活性及选择性基本保持不变。 PMO-ILs中大量的咪唑阳离子能有效稳定磷钼酸阴离子，使该催化材料表现出良好的稳定性。
关键词:
多金属氧酸盐
,
介孔有机硅
,
咪唑阳离子
,
静电相互作用
,
环氧化
,
多相催化
王森
,
于杨
,
卫皇曌
,
王亚旻
,
李旭宁
,
杨旭
,
孙承林
,
安路阳
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.04.2014081209
采用等体积浸渍法制备了一种新型Fe?Mn／AC催化剂，应用于催化湿式过氧化氢氧化（ CWPO）间甲酚废水．通过SEM和XRF表征了其表面形态结构和元素组成，通过穆斯堡尔谱分析了催化剂中铁离子的存在形态，结果表明，新型Fe?Mn／AC催化剂中的铁以二价铁、三价铁以及四氧化三铁的形式存在．通过正交实验考察了CWPO降解间甲酚的影响因素，结果表明，各因素对间甲酚转化率影响的大小顺序依次为：底物初始pH值＞反应温度＞反应时间＞催化剂投加量．通过正交实验得到CWPO降解间甲酚的最佳反应条件．当间甲酚浓度为100 mg·L－1、反应温度为40℃、反应时间为40 min、催化剂投加量为0．6 g·L－1及底物初始pH值为3时，间甲酚转化率为99．8％，TOC去除率为28．3％．气相色谱／质谱联用没有检测到中间产物，气相色谱检测到CWPO降解间甲酚中间产物主要为乙酸和丙酸．
关键词:
多相催化
,
催化湿式过氧化氢氧化
,
活性炭
,
间甲酚
袁翠峪
,
魏迎旭
,
许磊
,
李金哲
,
徐舒涛
,
周游
,
陈景润
,
王全义
,
刘中民
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2012.20406
利用结合振荡天平的固定床微反装置,对甲醇转化的气相产物和催化剂相的有机物种沉积进行实时在线监测,由此建立程序升温过程中多相催化甲醇转化完整的碳资源走向图谱.
关键词:
甲醇转化
,
程序升温反应
,
积碳
,
振荡天平
,
多相催化
