刘春
,
张绍科
,
蔡宝仪
,
金子林
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60309-0
报道了低压下碱金属碳酸盐催化环氧化物、CO2和甲醇一步合成碳酸二甲酯(DMC)的方法,系统考察了反应条件对一步合成DMC的影响规律.在最优反应条件下(初始压力0.5 MPa,反应温度120°C,碳酸钠7.5 mol%),以环氧乙烷为起始剂的DMC收率达到63.5%.提出了碱金属碳酸盐催化一步法合成DMC的可能反应机理.
关键词:
碳酸二甲酯
,
环氧化物
,
碱金属碳酸盐
,
一步法
,
低压
唐荣芝
,
陈彤
,
陈勇
,
张元卓
,
王公应
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60059-0
以反相微乳液法和沉淀法相结合制备了核壳结构TiO2@SiO2,首次用于碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯反应,显示较好的催化活性.采用200°C焙烧的TiO2@SiO2,用量0.20 g,反应9h,苯酚转化率达41.8%,酯交换选择性为100%.透射电镜显示TiO2@SiO2核厚壳薄, TiO2核直径220-300 nm, SiO2壳厚度40-60 nm,具有介孔结构. TiO2@SiO2对碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应有好的重复使用性,使用4次苯酚转化率仍保持在40%以上. TiO2与SiO2发生相互作用, Ti进入骨架形成Ti-O-Si键,骨架Ti的形成提高了TiO2@SiO2的催化性能.
关键词:
核壳结构
,
TiO2SiO2
,
碳酸二苯酯
,
碳酸二甲酯
,
酯交换
任军
,
郭长江
,
杨雷雷
,
李忠
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60640-8
以硝酸铜和可溶性淀粉为原料,经过溶胶-凝胶化过程、高温炭化和KOH活化得到炭负载铜催化剂(Cu/C),采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、热重-差热分析仪、N2吸附和CO程序升温脱附对催化剂结构进行了表征,并考察了它在甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)反应中的催化活性.结果表明,活化温度和KOH用量对催化剂的表面结构及金属铜粒子尺寸影响显著,当活化温度为850℃,KOH:C=l(质量比)时,Cu/C催化剂的比表面积达到1690m2/g,铜纳米粒子平均晶粒尺寸为30.4 nm,催化活性最高,DMC时空收率达到235.7 mg.g-1.h-1,甲醇转化率和DMC选择性分别为1.6％和76.5％.
关键词:
淀粉
,
溶胶凝胶法
,
炭载体
,
氢氧化钾活化
,
碳酸二甲酯
王瑞玉
,
李忠
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60735-9
以CuCl2为前驱物与HY分子筛进行固相离子交换制备了Cu/Y催化剂,采用热重方法研究了CuCl2与HY分子筛的表面固相离子交换反应,结合活性测试表明催化剂中高度分散的CuC1和离子交换形式的Cu+物种是甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性中心.X射线光电子能谱表征和元素分析结果表明,活性金属Cu主要以CuCl形式存在于分子筛外表面,而在分子筛笼内则以交换的Cu+和少量吸附的CuCl形式存在.与以CuCl为交换铜源所制催化剂相比,以CuCl2为铜源制备的催化剂Cu含量低,催化活性更高.
关键词:
氯化铜
,
固相离子交换
,
催化剂
,
氧化羰基化
,
甲醇
,
碳酸二甲酯
郑丽萍
,
夏水鑫
,
吕秀阳
,
侯昭胤
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60915-9
生物柴油是一种环保、可再生、使用安全、可替代石化柴油的新型液体燃料,其产量和使用范围正逐年扩大。然而生物柴油生产过程中的主要副产物甘油严重过剩,因此甘油资源化转化和利用已经成为近年研究热点。甘油可以作为一种平台化合物实现向多种高附加值化学品的转化,例如通过催化氢解合成1,2-丙二醇,通过发酵和催化氧化制备二羟基丙酮,通过脱水制备丙烯醛和羟基丙酮,通过酯交换反应生成甘油酯等。其中,以甘油为原料合成的碳酸甘油酯(GC)具有很好的工业应用前景。以碳酸二甲酯(DMC)为原料与甘油进行酯交换合成GC是近年内比较有工业发展潜力的合成路线。前期研究发现,固体碱对该反应具有很好的催化活性,而且随着催化剂碱性增强,甘油转化率明显增加,然而当催化剂(如NaOH, KOH和K2CO3等)碱性过强时,产物选择性明显降低。水滑石类化合物是一种常见的碱性温和的固体催化剂,而且其碱性与结构可以调节,因此我们选择了一种常见水滑石——水铝钙石作为本研究的重点。 ；本文通过共沉淀法制备了一系列不同Ca/Al比(1–6)的Ca-Al水滑石,并以此作为前驱体制备了新型的固体碱催化剂。 XRD结果表明,当Ca/Al比为1–6时,所有样品都出现了明显的水滑石特征衍射峰,但当铝含量过高时会出现氢氧化铝杂相。 SEM结果发现,当Ca/Al =2–4时,样品中水滑石的结晶度高,有较完整的水滑石晶片, Ca/Al =6的样品中水滑石晶片较小, Ca/Al =1的样品中有明显的无定形氧化铝杂相。 TG-DSC结果表明, Ca/Al =2的样品除了几个与水滑石相关的特征失重峰以外,在786oC还检测到明显的热吸收峰,说明此时钙铝石已经发生分解,生成了单独的Ca12Al14O33晶相和氧化钙,这与SEM结果一致。这些水滑石经焙烧后用于温和条件下催化甘油与DMC酯交换生成GC的反应,发现上述催化剂对该反应具有很高的催化活性和目的产物选择性。当DMC与甘油的摩尔比为3时,70oC反应3 h后,甘油转化率达到93%, GC选择性高于97%。表征结果显示,甘油转化率主要取决于焙烧后Ca-Al催化剂中强碱性中心数量。其中经800oC焙烧后Ca/Al =2的样品中强碱性中心数量最多,因而表现出最高的催化活性。焙烧后催化剂中形成的Ca12Al14O33晶相在多次重复使用后仍可以稳定存在,但是表面CaO易流失,可能会降低催化剂的重复使用活性。
关键词:
甘油
,
碳酸二甲酯
,
酯交换
,
碳酸甘油酯
,
钙铝水滑石
王玉春
,
郑华艳
,
李忠
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62490-7
碳酸二甲酯(DMC)是一种应用极其广泛的绿色化工产品,其中经济、绿色的甲醇氧化羰基化合成 DMC工艺极具工业前景,而 Y分子筛负载铜(CuY)是有效催化剂之一.众所周知, CuY催化剂上的 Cu+是催化活性中心. Cu+催化活性中心的引入方式用两种：(1) CuCl直接与 HY分子筛固相离子交换；(2) Cu2+与 NaY分子筛溶液离子交换,然后 Cu2+自还原生成活性中心 Cu+.在无溶剂条件下制备 CuY催化剂时,载体 HY分子筛中的可交换位 H+量是决定催化剂 CuY氧化羰基化催化性能的关键因素.文献通过以不同硅铝比的 HY分子筛为载体制备的催化剂 CuY,研究铜离子可交换位 H+量对氧化羰基化的影响,然而,硅铝比的不同也直接影响了分子筛骨架的组成、Si–O–Al的键角、甚至影响了 Al3+的分散度,这些因素都直接影响了 CuY催化剂活性.因此,研究 NaNH4Y分子筛载体中的可交换位(NH4+)的量与 CuY催化剂活性间的关系具有非常重要的意义.本文将 NaY分子筛与不同浓度的 NH4NO3溶液进行离子交换,制得具有不同 NH4+交换度的 NaNH4Y分子筛,以其为载体,以具有易升华、易分解性质的乙酰丙酮铜 Cu(acac)2为铜源,在无溶剂条件下,高温热处理二者固相混合物, NaNH4Y ；分子筛中的 NH4+与 Cu(acac)2中的 Cu2+发生了离子交换, Cu2+进一步发生自还原生成活性中心 Cu+,成功地制备了完全无氯的 CuY催化剂,应用于催化常压甲醇氧化羰基化合成 DMC过程,研究 NaNH4Y分子筛中的铜离子可交换位 NH4+与催化剂 CuY催化性能间的关系.通过各种表征及对 CuY催化剂在甲醇氧化羰基化过程中催化活性分析发现, Y分子筛经过 NH4NO3溶液离子交换及催化剂的制备过程,其八面沸石结构和孔道保持良好.以未经过离子交换的 NaY负载的 CuY催化剂上的铜物种完全以 CuO形式存在,且没有催化活性.随着 NH4+交换度增加, CuY催化剂表面 CuO含量逐渐降低,而活性中心 Cu+含量逐渐增加,且其催化活性也随之增加.当 NH4+交换度趋于极限值时, CuY催化剂中 Cu+含量达最大,其催化活性也达最佳, DMC的时空收率和选择性分别为267.3 mg/(g·h)和68.5%,甲醇转化率为6.9%.因此,无溶剂条件下,以 NaNH4Y分子筛为载体, Cu(acac)2为铜源,制备完全无氯 CuY催化剂时, NH4+是形成 Cu+活性中心的必须条件,且 NH4+交换度直接影响催化剂 CuY的催化活性.
关键词:
高温无水相互作用
,
NH4+交换度
,
CuY催化剂
,
氧化羰基化
,
碳酸二甲酯
