夏宏宇
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张群
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王刚
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汪小红
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石娟娟
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官叶斌
人工晶体学报
以聚苯乙烯磺酸钠为有机添加剂,分别在水溶液和二甲亚砜-水溶液体系中,通过混合沉积的方式制备出球形和橄榄形的球霰石材料.获得的产物通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)进行了表征.结果表明,球霰石材料的形貌与反应体系存在的DMSO密切相关,且该类材料在室温下较为稳定.这种简易的制备具有不同形貌材料的方法有望为该类材料的制备提供参考途径.
关键词:
球霰石
,
二甲亚砜
,
混合沉积法
张梦媛
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孙妍妍
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石娟娟
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宁文生
,
侯昭胤
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62761-X
一直以来,以碳材料为载体负载的金属催化剂被广泛应用于甘油液相氧化反应.研究表明,催化剂活性与碳的孔径分布有关,随着碳载体微孔比例的增加,催化剂活性下降.此外,载体表面基团对金属活性有着重要影响.例如,载体表面含氧基团的吸电子作用可降低载体表面电子的流动性(电子密度和导电性),从而阻碍甘油氧化反应过程中OH–的吸附和再生,导致反应活性降低.因此,开发微孔比例小、富含负电性基团的碳载体成为甘油氧化过程中急需解决的问题之一.本文通过热解碳纳米管(MWCNTs)和三聚氰胺的混合物,在碳纳米管表面直接生长得到氮杂石墨烯(NG-MWCNTs),并采用SEM,N2吸附,TEM和XRD对所得复合材料进行了表征.实验发现,相比于单纯的MWCNTs和直接热解三聚氰胺所得的产物CNx,NG-MWCNTs具有更高的比表面积(173 m2/g)和更大的平均孔径.此外,NG-MWCNTs非常适合作为Pt催化剂的载体,Pt平均粒径可小至1.4±0.4 nm.所制备的Pt/NG-MWCNTs催化剂在甘油选择性氧化反应中具有很高的催化活性和甘油酸选择性(甘油转化率和甘油酸选择性分别可达64.4%和81.0%),且具有可重复使用性能.Pt/NG-MWCNTs催化剂优异的催化活性不仅与载体表面高分散的Pt有关,而且与N原子对Pt的给电子作用有关.
关键词:
甘油
,
氧化
,
铂
,
碳纳米管
,
石墨烯
汪小红
,
王刚
,
涂友志
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石娟娟
,
武琳
,
官叶斌
人工晶体学报
碳酸钙材料在合成过程中的形貌和物相组成控制对其应用极为重要.本文利用乙二醇和水的混合溶液,通过简单的混合沉淀法快速合成了高尔夫球状球霰石.利用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)以及傅里叶变换红外光谱(FI-IR)等手段对获得的样品进行了表征.结果表明,在室温下反应产物能够保持高尔夫球形貌但较高温度下样品为无规则形貌,不同温度下反应产物都发生了部分相转变.
关键词:
碳酸钙
,
乙二醇
,
球霰石
赵梦思
,
石娟娟
,
侯昭胤
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60997-4
环己酮是重要的有机化工原料和工业溶剂,是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体,环己酮的绿色生产工艺受到人们关注.目前全世界环己酮年产量接近900万吨,但环己酮生产仍主要以环己烷为原料,采用富氧空气氧化为环己基过氧化氢,再在铬酸叔丁酯催化剂作用下分解为环己醇和环己酮的混合物,然后经一系列蒸馏精制后得到环己酮,工艺复杂,能耗高,而且设备腐蚀、环境污染及安全问题严重.因此,大量工作正致力于新工艺和新催化剂研究,其中光催化氧化、分子筛催化氧化和金属氧化物催化氧化等都有相关报道,同时还有学者开发了其它环己酮制备新方法,如环己烯水合法、苯加氢法、环己醇氧化法和苯酚加氢法等.苯酚直接选择性加氢合成环己酮研究具有重要意义.苯酚加氢通常有两种工艺,气相加氢和液相加氢,由于液相加氢具有无需将反应物汽化、能耗较低和催化剂反应活性高等优势而受到广泛关注.但是目前大量文献报道的苯酚加氢过程仍需要高温条件且较易产生环己醇和环己烷等副产物,大部分催化反应需在有机溶剂中进行,因此如何提高环己酮选择性,减小环境影响成为近年来的热门课题.在过去数年中,人们筛选了大量催化剂,其中Pd催化剂具有较高活性和目的产物选择性,因为其对羰基表现出较低的催化活性.研究还发现,催化剂载体对苯酚加氢产物分布有重要影响,酸性载体或酸性助剂的加入均能提高苯酚转化率和环己酮选择性,可能的原因是催化剂表面可与苯酚羟基形成O?H···π强相互作用,使苯酚分子更容易吸附在载体表面,而一旦苯酚经催化加氢生成环己酮,由于失去羟基与载体表面相互作用,环己酮更容易从载体表面脱附,从而避免过度加氢生成环己醇,同时酸性位点可以增强Pd的电子密度,提高催化加氢活性.另外,通过添加助剂也可有效改善催化剂性能.然而,到目前为止,通过单一的一种催化剂仍然很难同时实现苯酚的高转化率和环己酮的高选择性.因此,开发新催化剂和简便的生产工艺对环己酮高效高质量生产具有重要意义.本文使用一种多孔、不易溶解的酸性离子交换树脂Amberlyst-45(A-45)为载体,采用简单的浸渍工艺制备了一系列不同Pd负载量的Pd/A-45催化剂,详细考察了催化剂在水相中对苯酚选择性加氢制环己酮的催化活性和选择性,包括反应温度、催化剂用量、反应时间和Pd负载量等对反应活性的影响及催化剂重复使用情况,并且与传统的SiO2, ZnO, MgO, Al2O3和活性炭负载的Pd催化剂进行对比.研究发现, Pd/A-45催化剂在温和反应条件(40?100oC,0.2?1 MPa)下具有极高的催化活性和选择性,在适宜的反应条件下苯酚转化率达到100%,环己酮选择性高于89%.进一步分析由不同活性金属负载量制备的不同粒径Pd/A-45催化剂的活性规律发现,苯酚加氢生成环己酮是一个结构敏感型反应,其中Pd颗粒尺寸为12?14 nm时更有利于环己酮生成.
关键词:
苯酚
,
加氢
,
环己酮
,
钯
,
Amberlyst-45树脂
,
负载型催化剂
