艾沙·努拉洪
,
刘家旭
,
贺宁
,
郭洪臣
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60539-7
采用沉积沉淀和浸渍法制备了Au-Zn组合改性HZSM-5催化剂.并且对比研究了HZSM-5,Au/HZSM-5,Zn/HZSM-5和Au-Zn/HZSM-5催化剂的性质和催化性能.采用UV-Vis和XPS表征揭示出Au-Zn/HZSM-5催化剂中Au物种与Zn物种的相互作用.正丁烷探针反应结果表明,在Zn/HZSM-5催化剂中引入Au有效地提高了正丁烷的脱氢芳构化性能,同时抑制了正丁烷在Zn活性中心上的氢解副反应.在相同条件下,与Zn/HZSM-5催化剂相比,正丁烷转化率由49.1％增加到70.8％,烯烃和芳烃产物总选择性由57％增加到61.98％,干气的选择性由31％降低至28.4％.上述结果表明,Au-Zn/HZSM-5催化剂在轻烃芳构化反应中具有良好的催化性能.
关键词:
金
,
锌
,
HZSM-5分子筛
,
正丁烷转化
,
脱氢
,
芳构化
,
纳米金颗粒
,
沉积沉淀法
王丙寅
,
于小虎
,
霍春芳
,
王建国
,
李永旺
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60703-7
采用自旋极化密度泛函理论和周期平板模型,对C2H4在铁基费托合成催化剂活性相之一Fe3C(100)表面从热力学和动力学两个方面分析了C2H4在Fe3C(100)表面进行脱氢和裂解反应的竞争性.结果表明,C2H4在Fe3C(100)表面的μ-bridging吸附比π、di-σ吸附更加稳定;C2H4与Fe3C(100)面的相互作用导致C2H4的C原子部分发生重新杂化(sp2→sp3),使C原子呈近四面体结构.在Fe3C(100)表面C2H4易于发生脱氢反应,C-C键裂解反应不具有竞争性.亚乙烯基CCH2和乙烯基CHCH2是Fe3C(100)表面最丰的C2物种,或是C2H4参与链增长的主要单体形式.
关键词:
乙烯
,
碳化铁
,
吸附
,
脱氢
,
裂解
,
费托合成
,
密度泛函理论
程彦虎
,
张帆
,
张翼
,
缪长喜
,
华伟明
,
乐英红
,
高滋
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60893-2
石油资源的日趋短缺使天然气和页岩气的开发利用受到重视,因而低碳烷烃脱氢制取低碳烯烃也随之引起了人们越来越多的关注.由于乙烷纯脱氢反应的平衡收率低,能耗高,而氧气氧化脱氢又易将乙烷深度氧化为CO2或CO,因此开发具有反应条件温和、装置投资和操作费用低等优势的CO2气氛下乙烷脱氢的技术路线日益得到重视. CrOx是该反应理想的催化剂之一, CO2的加入可使CrOx对乙烷脱氢的催化活性提升3倍,然而受困于CrOx过小的比表面积,通常将CrOx制备成负载型催化剂使用. CrOx的常见载体有Al2O3, ZrO2和SiO2等氧化物及MCM-41, SBA-15, SBA-1和MSU-x等介孔硅材料, ZSM-5作为载体负载CrOx用于低碳烷烃脱氢的研究则较少,所得结果也不甚理想.我们采用亚微米尺寸的ZSM-5作为载体制备了负载型CrOx催化剂,研究了其在CO2气氛下催化乙烷脱氢反应,发现该催化剂具有非常优异的脱氢活性,高硅铝比和Na型的ZSM-5作载体对反应更加有利,而且在反应进行50 h后,催化剂依然保持很好的活性和很高的乙烯收率,这是在一般负载型CrOx催化剂上所不能实现的.
X射线光电子能谱(XPS)表征发现, Na型ZSM-5载体制得的催化剂具有更高的Cr6+/Cr3+比.一般认为, Cr6+是Cr系催化剂进行低碳烷烃脱氢反应时的活性位(或活性位前驱体),因此可以初步判定, Na型载体具有很好催化效果的原因可能是由它制得的催化剂具有更多的反应活性位.程序升温还原(H2-TPR)表征结果证实了这一点, Na型载体明显具有更高的H2消耗量；也就是说, Na型载体制得的催化剂具有更多的可还原Cr物种,即脱氢活性位.进一步表征发现,反应活性还与Cr物种存在形式有关.文献报道,低聚态的Cr物种和孤立态的Cr物种比Cr2O3有更好的催化活性.通过漫反射紫外-可见光谱(UV-Vis)对Cr物种的存在形态进行表征后发现, Na型载体上Cr主要以四配位形式存在,而在H型载体上出现了对应于六配位的Cr物种；激光Raman表征结果表明, Na型载体上出现的都是低聚态Cr物种和孤立态Cr物种,而H型载体上出现了明显的对应于α-Cr2O3的峰,说明相较于H型载体, Na型载体更有利于Cr组分分散,这也是Na型ZSM-5载体催化剂具有更高活性的原因之一.
CO2引入后对乙烷脱氢反应具有明显的促进作用,特别是在CO2/C2H6=5时,催化剂上C2H6转化率是非CO2气氛下的3.2倍；同时, CO2的引入也提高了脱氢反应的稳定性.在非CO2气氛下,反应进行6 h后, C2H6转化率降低到初活性的60%左右,而在CO2/C2H6=5时,相同时间内催化剂活性下降仅有5%左右.实验分析了CO2对脱氢反应具有促进作用的原因.在脱氢反应温度650 oC下, CO2/H2=1时进行了逆水煤气反应测试,发现CO2的转化率达到22.5%,说明引入CO2后可以通过逆水煤气反应有效地消耗掉乙烷脱氢反应生成的H2,从而促进反应向脱氢方向进行； CO2的引入也可以促进Cr物种的CrOx/CrOx-1循环,从而提高催化剂效率,减缓催化剂失活； CO2还可与反应中生成的积碳类物质发生Boudouard反应,将反应活性位暴露出来,从而提高催化剂的稳定性. CO2气氛下反应6 h后催化剂的积碳量为3.0%,低于非CO2气氛下的3.4%,同时在脱氢反应中生成的CO量与消耗掉的CO2量的比值约为1.4,也有力地说明Boudouard反应的存在.
关键词:
脱氢反应
,
乙烷
,
ZSM-5分子筛
,
亚微米
,
二氧化碳
齐随涛
,
李迎迎
,
岳佳琪
,
陈昊
,
伊春海
,
杨伯伦
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60178-9
采用等体积浸渍法制备了活性炭负载的具有脱氢活性的Pt-Ni双金属催化剂及相应的Pt单金属催化剂,并用X射线衍射、N2吸附-脱附和NH3-程序升温脱附对其进行了表征。在290°C下,研究了间歇反应条件下催化剂以过热液膜状态催化十氢化萘脱氢活性,考察了温度、浸渍顺序和Pt/Ni摩尔比对十氢化萘脱氢活性和萘产率的影响。结果表明,与单金属催化剂相比, Pt-Ni双金属催化剂上产氢效率显著提高。当Pt/Ni摩尔比为1：1, Pt首先浸渍时,得到的催化剂上脱氢转化率和萘产率最高。将实验结果与密度泛函理论计算的氢原子在不同催化表面的结合能关联证实,具有更强原子氢结合能的双金属表面具有更高的脱氢活性。
关键词:
铂
,
镍
,
双金属
,
十氢化萘
,
脱氢
,
密度泛函理论
彭峰
,
傅小波
,
余皓
,
王红娟
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.03.004
采用FeSO4-H2O2体系对碳纳米管氧化修饰的同时,氢氧化铁被吸附在碳纳米管管壁上,然后分别通过氢气、氮气、空气在723 K下处理2 h,制备了碳纳米管负载的γ-Fe2O3催化剂、γ-Fe2O3和α-Fe2O3复合催化剂和非晶态Fe2O3催化剂.采用XRD、TEM和TG-DSC表征了催化剂结构,采用连续流动乙苯气相脱氢生成苯乙烯反应对催化剂性能进行评价,结果表明:热处理条件对催化剂乙苯脱氢的催化性能影响明显,碳纳米管负载的晶态Fe2O3纳米催化剂对乙苯脱氢具有高的活性与选择性.
关键词:
Fe2O3
,
碳纳米管
,
复合催化剂
,
脱氢催化
,
纳米材料
陈绪川
,
董梅
,
牛宪军
,
王凯
,
陈刚
,
樊卫斌
,
王建国
,
秦张峰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60289-8
分别采用离子交换法和物理混合法制备了不同Zn含量的ZSM-5分子筛催化剂，采用X射线衍射、扫描电子显微镜、N2物理吸附、氨程序升温脱附、吡啶红外吸附光谱、紫外-可见光谱和X射线光电子能谱等技术研究了催化剂的结构、表面性质及Zn物种种类，探讨了Zn物种存在状态对乙烯芳构化反应的影响。结果表明，引入到HZSM-5中的Zn物种包括三种状态，即ZnO晶体、存在于分子筛孔道中的ZnO团簇以及Zn和分子筛质子酸中心通过固相反应生成的Zn(OH)+物种；不同的制备方法显著影响Zn物种的分布。比较了制备方法和Zn含量对ZSM-5分子筛催化剂在乙烯芳构化反应中性能的影响，发现Zn(OH)+物种是芳构化的主要活性中心，同时ZnO物种的存在有助于乙烯制芳烃反应的发生。
关键词:
乙烯
,
芳构化
,
锌物种
,
HZSM-5
,
脱氢作用
朱付林
,
胡向平
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60230-8
基于吲哚啉的Cu催化不对称炔丙基烷基化及DDQ脱氢策略,成功合成了手性N-炔丙基吲哚化合物。通过使用一个结构刚性的酮亚胺三齿P,N,N-配体,反应获得了很好的对映选择性。该方法反应条件温和、底物适用范围广、产物收率高、立体选择性好,为手性N-炔丙基吲哚化合物的合成提供了一条简捷、高效的新途径。
关键词:
不对称合成
,
铜
,
炔丙基取代
,
脱氢
,
N-炔丙基吲哚
芦天亮
,
杜中田
,
刘俊霞
,
陈晨
,
徐杰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60208-4
脂肪伯醇催化转化制备相应的醛是具有挑战性的课题,目前多采用负载的单金属铜基催化剂。本文报道了双金属催化剂Cu-Ni/γ-Al2O3催化3,3-二甲基-1-丁醇脱氢制备相应的醛,在相同反应条件下, Cu-Ni/γ-Al2O3比单金属催化剂Cu/γ-Al2O表现出更高的催化活性,能将一系列脂肪伯醇高选择性转化为相应的醛。
关键词:
脂肪伯醇
,
醛
,
铜-镍
,
催化
,
脱氢
张静
,
何腾
,
刘彬
,
柳林
,
赵泽伦
,
胡大强
,
鞠晓花
,
吴国涛
,
陈萍
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60566-X
利用石墨型氮化碳(C3N4)和氨硼烷(NH3BH3,AB)球磨制备了AB-C3N4体系,发现C3N4的加入使AB放氢反应温度明显降低,但是副产物氨气浓度有所升高.因此,利用LiBH4改性的C3N4 (LC3N4)同AB球磨合成出了AB-LC3N4体系,并采用X射线衍射、程序升温脱附-质谱联用、热重-差热分析及核磁共振等技术考察了该体系的脱氢性能.结果表明,由于LC3N4的加入,AB的放氢反应温度明显降低,放氢反应速率加快,放氢诱导期缩短,同时抑制了副产物无机苯的生成.另外,C3N4的化学修饰也降低了AB-LC3N4放氢过程中生成氨气的浓度.动力学分析和核磁共振结果表明,AB-LC3N4分解过程依然遵循NH3BH2NH3BH4诱导的氨硼烷自分解机理.
关键词:
氨硼烷
,
氮化碳
,
脱氢
,
硼氢化锂
袁华
,
刘洪阳
,
刁江勇
,
谷献模
,
苏党生
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(13)60086-4
以商业的氧化硅球为载体,采用化学气相沉积的方法将碳纳米管均匀地固载在宏观氧化硅球表面,成功地制备出一种新型的碳纳米管/氧化硅整体式复合材料,并考察了该复合材料在乙苯氧化脱氢制苯乙烯反应中的催化性能.与商业的粉末碳管相比,该复合材料能够有效地克服粉末碳管在固定床反应器中使用时产生的压力降.该整体式复合材料在乙苯氧化脱氢制苯乙烯反应中,具有较高的稳定性和苯乙烯收率,在催化领域中具有潜在的应用价值.
关键词:
碳纳米管
,
整体式材料
,
乙苯
,
脱氢
,
多相催化
