Milad Jourshabani
,
Alireza Badiei
,
Negar Lashgari
,
Ghodsi Mohammadi Ziarani
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60898-1
以硝酸铬为前驱体,中孔氧化硅SBA-16为载体,采用简单浸渍法制备了Cr/SBA-16催化剂,并采用广角和小角X射线衍射、N2吸附-脱附、透射电镜和紫外-可见光谱等技术对其进行了表征.同时将该催化剂用于以H2O2为氧化剂的苯直接羟基化制苯酚反应以考察其催化性能.将中心组合设计与响应曲面分析法(RSM)相结合,对影响反应性能的操作变量如反应温度、反应时间及H2O2和催化剂用量进行了优化.结果表明,独立变量和苯酚产率之间的关系可用二阶多项式模型来表达,其相关系数(R2)高达0.985,表明用RSM预测的数值与实验值吻合较好.得到的苯酚选择性较高时的操作条件为：反应温度324 K,反应时间8 h, H2O2和催化剂用量分别为3.28 mL和0.09 g.由此可见,将RSM法用于苯羟基化制苯酚反应条件优化是可靠的.
关键词:
中孔氧化硅
,
铬/SBA-16催化剂
,
苯羟基化
,
苯酚
,
响应曲面分析法
张勤生
,
李海峰
,
高平
,
王来来
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60203-5
以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,采用化学还原法制备了PVP-NiB非晶态催化剂,通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜和电感耦合等离子体光谱对催化剂进行了表征.结果表明, PVP不仅能够提高NiB纳米颗粒的分散度,而且对其起到稳定作用；将该催化剂首次应用于苯酚及其衍生物的催化加氢反应,在水相体系中,30°C及氢气压力0.2 MPa时,苯酚的转化率和环己醇的选择性都能够达到99.9%；酚类衍生物加氢反应结果发现,该催化剂有利于环己醇类物质的生成,初步考察了PVP-NiB非晶态催化剂的构效关系.
关键词:
镍
,
苯酚
,
催化加氢
,
非晶态催化剂
徐丹
,
贾丽华
,
郭祥峰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60487-7
将Cu作为第二金属,制备了不同Cu掺杂量的和不同温度下焙烧的双金属改性的Cu/VOx-TiO2复合催化剂,并用于液相苯直接羟基化制苯酚反应中.固定钒的含量为4.3％,合成了一系列不同Cu掺杂量(w=0.29％～2.5％)的催化剂,并在不同的温度下(350～650℃)进行了焙烧.利用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、透射电镜、H2程序升温还原以及X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.结果表明,加入Cu后催化剂仍保持有序的介孔结构,并且有效地促进了VOx物种在载体TiO2上的分散和VOx物种的还原,同时提高了催化剂的热稳定性,其中Cu以+2价的形态存在于催化剂中.另外,考察了催化剂用量,反应温度等对苯羟基化反应性能的影响.
关键词:
铜
,
钒物种
,
介孔二氧化钛
,
苯
,
羟基化
,
苯酚
邵琰
,
鄢瑛
,
张会平
新型炭材料
以不锈钢微纤、粉状活性炭和粘合剂为原料,采用湿法造纸和烧结工艺制备出纸状微纤包覆活性炭复合材料；在固定床进出口端分别装填颗粒活性炭(13 cm)和微纤包覆活性炭复合材料(2 cm)形成结构化固定床,测定苯酚在颗粒活性炭固定床和结构化固定床上的吸附透过曲线；考察不同实验条件下苯酚在结构化固定床上的吸附动力学,并采用Yoon模型和无效层厚度理论进行理论分析。结果表明,相对于颗粒活性炭固定床,苯酚在结构化固定床上的吸附透过曲线斜率明显增加,苯酚在结构化固定床上的吸附透过曲线斜率随着进口初始浓度的提高或流体流量的增大而增大；根据无效层厚度理论和Yoon模型分别分析计算,苯酚在结构化固定床上的无效层厚度相对于颗粒活性炭固定床的减少了14%,Yoon模型中的吸附速率常数k值明显增加。因此,采用基于微纤包覆活性炭复合材料的结构化固定床,可以强化床层上的吸附传质过程,并提高吸附床层利用率。
关键词:
苯酚
,
活性炭
,
微纤包覆活性炭复合材料
,
吸附动力学
,
结构化固定床
位威
,
于超
,
赵卿飞
,
钱旭芳
,
万颖
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60567-1
制备了有序介孔碳-氧化钛吸附-光催化剂,利用可见光高效降解水中苯酚.为去除水中高浓度苯酚,设计了吸附-光催化循环,即暗条件吸附8h,分离催化剂和将固体催化剂置于可见光下辐照8h.经过10次循环,水中高浓度苯酚(200 mg/L)几乎可被完全降解.详细讨论了TiO2晶格中非金属掺杂、介孔碳壁对TiO2纳米颗粒聚集的阻抑作用、介孔孔道吸附苯酚性能等因素对吸附-光催化剂性能的影响.有序介孔碳-氧化钛复合体有效地结合了物理吸附和光化学降解技术,有望用于降解水中难生物降解的高浓度有机污染物.
关键词:
苯酚
,
可见光
,
二氧化钛
,
碳掺杂
,
介孔光催化剂
员汝胜
,
郑经堂
,
关蓉波
,
刘以红
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.01.009
以环氧树脂作为TiO2与活性炭纤维(ACF)之间联结的前驱体,使TiO2粘附于纤维表面,而后经氮气氛下400℃～580℃不同温度的煅烧处理,制得TiO2/ACF复合体.采用BET,SEM,XRD及UV-Vis光谱等手段对复合体的物理化学特性进行了表征.以水中苯酚为目标污染物考察了TiO2/ACF样品的光催化性能.结果表明,460℃煅烧品较其他样品对苯酚具有更好的去除能力.在其重复利用过程中,始终保持了高的光催化效率,直至第三次循环,其最终对苯酚的去除量仍与P25粉体相当.而且,牢固负载的TiO2更具实用性,易于从水中回收.
关键词:
TiO2
,
活性炭纤维
,
光降解
,
苯酚
赵萍萍
,
周瑜
,
刘阳庆
,
王军
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60631-7
将奎宁与Keggin结构磷钼钒杂多酸结合制备出一种新颖的多相苯羟基化杂化催化剂,采用傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重、N2吸附-脱附和CHN元素分析等表征手段对催化剂进行了分析.结果表明,该催化剂是一种具有较高比表面积和孔体积的半无定形有机杂多酸盐.在H2O2为氧源的苯羟基化反应中,杂化催化剂引导了液-固两相催化体系,表现出较高催化活性和重复使用稳定性.催化剂中奎宁与杂多阴离子间的氢键和电子相互作用赋予了其高熔点和难溶性,而高比表面积和因奎宁而改善的杂多阴离子的氧化还原性是其获得优异催化性能的主要原因.这为多相苯羟基化反应提供了一种新的且制备便捷的基于多金属氧酸盐的高效催化剂.
关键词:
杂多酸
,
多金属氧酸盐
,
苯羟基化
,
多相催化
,
苯酚
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
Yee Khai Ooi
,
Leny Yuliati
,
Siew Ling Lee
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62492-0
中孔的TUD-1负载的氧化铬掺杂TiO2(Cr-TiO2)有望用于紫外光照射下光催化降解苯酚的催化剂.低角X射线衍射和红外结果证实该样品中TUD-1存在无定形和中孔硅酸盐框架. TUD-1的中孔结构进一步得到N2吸附-脱附的证实：为IV型等温线，并具有窄的孔径分布(3.9 nm)和高的比表面积(>490 m2/g).透射电镜结果表明，所制样品保持了纳米颗粒和多孔孔道结构. TUD-1中负载Cr-TiO2后使得带隙能量增加.与未负载的Cr-TiO2相比，所有TUD-1负载的Cr-TiO2光催化剂表现出更高的紫外光下降解苯酚的活性.其中Si/Ti摩尔比为30的Cr-TiO2/TUD-1样品的光催化活性最高(82%).苯酚的光催化降解遵循一级Langmuir吸附等温线.
关键词:
苯酚
,
TUD-1
,
二氧化钛
,
光催化剂
,
中孔
王成
,
胡丽雅
,
王美银
,
任远航
,
岳斌
,
贺鹤勇
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62496-8
苯酚是一种重要的化工原料,目前苯酚的工业生产路线普遍存在工艺流程复杂、苯酚收率低和环境污染严重等问题.为实现苯酚的绿色生产,苯直接氧化制苯酚的合成路线受到各国研究者的广泛关注.在苯直接羟基化反应常用的 N2O, O2和 H2O2三类氧化剂中, N2O由于来源有限,其工业应用受到极大限制；而 O2不易活化,且反应过程中常需还原剂存在,苯酚收率低；相比之下, H2O2作为氧化剂,其唯一副产物是 H2O,而且反应条件温和,因而以 H2O2为氧化剂的苯羟基化反应是最具工业应用前景的苯酚合成路线.然而,由于苯分子中的 C?H键非常稳定,活化能较高,同时产物苯酚的反应活性要高于反应物苯,因此,为实现苯的高效转化,积极探索研究高活性和稳定性的催化剂变得尤为重要.在我们之前的研究中发现,包含大π体系的氧化石墨烯载体有利于具有同样π共轭体系的反应物苯的吸附,进而促进苯的转化,提高反应活性.而石墨相氮化碳(g-C3N4)具有与氧化石墨烯类似的π共轭体系,且表面具有大量的活性位点和缺陷位,对苯环类物质具有较好的活化作用,这使其可能成为更优异的载体材料.基于此,以 g-C3N4为载体,采用浸渍法制备了一系列不同钒含量的催化剂xV/g-C3N4,并通过 XRD, FT-IR, TEM, TG等表征技术对催化剂进行了系统研究,以期揭示催化剂结构与反应活性之间的构效关系. XRD的表征结果表明,xV/g-C3N4仍具有载体 g-C3N4的层状堆积结构,且该结构不受钒负载量变化的影响.同时, xV/g-C3N4中钒物种的分散度较高,未发生团聚晶化.更直观地,通过 TEM观察发现,xV/g-C3N4中的钒物种均匀分散. FT-IR的表征结果说明钒物种与 g-C3N4之间存在较强的相互作用.此外,通过 TG表征发现, g-C3N4高温稳定性较好,即使焙烧温度高达550°C,其结构仍不受影响.综上所述,在xV/g-C3N4催化剂中,载体 g-C3N4的结构非常稳定,经负载钒物种以及焙烧处理后仍能保持不变；而钒物种与 g-C3N4之间存在较强的相互作用,且均匀分散,使催化剂具有较高的稳定性和较好的催化性能.在以 H2O2为氧化剂,80 wt%醋酸溶液为溶剂的苯直接氧化制苯酚反应中,xV/g-C3N4催化剂显示了良好的催化活性,其中反应活性最高的是8V/g-C3N4催化剂,在最佳反应条件下,苯酚的收率和选择性分别达到24.4%和99.2%.同时,通过计算 TOF值发现,8V/g-C3N4的 TOF值高达13.1 h-1,远高于文献中报道的以 C3N4为载体的催化剂的 TOF值(0.52–0.59 h-1),这表明xV/g-C3N4催化剂具有优异的催化活性.此外,以8V/g-C3N4为代表又进一步考察了催化剂的稳定性,在回收重复实验中催化剂的活性保持稳定.
关键词:
氮化碳
,
钒
,
苯羟基化
,
苯酚
,
浸渍法
