刘莹
,
吕阳成
,
骆广生
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60630-5
采用微流控技术结合悬浮聚合方法实现了百微米级含膦配体聚苯乙烯微胶囊的可控制备,微胶囊尺寸在320～420 μm范围内可调,且单分散性好.扫描电子显微镜、能量散射光谱和电感耦合等离子发射光谱结果证实了其形貌和组成的均匀性及钯负载的可控性和有效性.以溴代芳烃与苯硼酸的Suzuki偶联反应为模型反应评价了负载Pd(PPh3)4的百微米级微胶囊的催化性能,发现其性能与文献报道的7～8 μm的同类催化剂微胶囊接近,且均优于均相催化剂；该催化剂经简单过滤后,可实现多次循环使用,未发现活性物种的流失.该法实现了连续制备,因而有助于提高制备的效率和可控性.另外,所制百微米级催化剂微胶囊在固定床反应器内具有较高催化剂浓度和机械性能,且优于浆态床中使用的微米级催化剂微胶囊.
关键词:
微胶囊
,
钯
,
负载型催化剂
,
微流控技术
,
粒径调控
,
Suzuki偶联反应
,
催化活性
李宇明
,
马兰
,
刘会敏
,
贺德华[
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60032-2
使用浸渍法结合不同预处理方法制备了一系列的Ru/SBA-15催化剂，并将其应用于丙三醇氢解反应中。使用N2吸附-脱附、X射线衍射、CO化学吸附以及透射电子显微镜等方法对所制备Ru/SBA-15进行了表征。结果表明，催化剂前驱体经过空气焙烧后再经H2还原的Ru/SBA-15催化剂上Ru的分散度较低，而直接使用H2处理较高。同时，随着H2还原温度提高， Ru分散度逐渐降低。保持反应活性接近时，随着Ru分散度的降低， TOF增加。表明Ru/SBA-15催化剂上丙三醇氢解是结构敏感反应。
关键词:
钌
,
负载型催化剂
,
丙三醇
,
氢解反应
,
预处理
,
结构敏感反应
陈慧
,
赵杰
,
李少中
,
徐军
,
沈俭一
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60240-0
研究了H2O对Ni/MgAlO催化剂上丙酮加氢为异丙醇的催化反应的影响。结果发现，在丙酮中添加少量H2O可提高丙酮转化率，但超过5%的H2O量则会显著降低催化剂活性。吸附量热结果表明，催化剂表面吸附少量H2O会明显降低异丙醇的吸附热，但对丙酮吸附热的影响较小，这也许是反应体系中少量的H2O能促进丙酮加氢活性的原因之一。当催化剂表面吸附较多H2O后，丙酮、异丙醇和H2的吸附热都降低了，因此反而抑制了丙酮的加氢反应。此外，红外光谱结果表明，预吸附水抑制了催化剂表面异丙醇脱氢生成丙酮，并抑制吸附的丙酮在表面生成烯醇盐或异丙叉丙酮等物种，这也许是少量水能促进丙酮加氢生成异丙醇的另一个重要原因。
关键词:
镍
,
负载型催化剂
,
丙酮加氢
,
水的影响
,
吸附量热
,
红外光谱
张嘉熙
,
黄高伟
,
张琤
,
何群华
,
黄超
,
杨旭
,
宋慧宇
,
梁振兴
,
杜丽
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60603-2
以含巯基官能团有机硅烷修饰的介孔材料MCM-41和SBA-15为载体,采用浸渍-氢气还原法制备了高分散和高活性的负载型Pd催化剂.X射线衍射、N2吸附-脱附和透射电子显微镜表征结果显示,所制Pd催化剂Pd-SH-MCM-41和Pd-SH-SBA-15具有很好的长程有序结构、分布均匀的孔径、高比表面积及高度分散的Pd颗粒.苯酚加氢反应结果表明,以Pd-SH-MCM-41和Pd-SH-SBA-15为催化剂时,在80℃,1.0 MPa反应1h,苯酚转化率达99％以上,环己酮选择性为98％.它们的催化活性为商业Pd/C催化剂的5倍,Pd/MCM-41和Pd/SBA-15催化剂的3倍.这可归因于介孔材料表面修饰的巯基官能团对Pd的锚定作用,避免了Pd颗粒的团聚,使其高度分散在介孔材料上.
关键词:
介孔氧化硅
,
巯基修饰
,
钯
,
锚定
,
负载型催化剂
,
苯酚加氢
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
章凌
,
彭悦欣
,
张娟
,
陈龙
,
孟祥举
,
肖丰收
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61073-7
作为空气污染物的主要成分之一，挥发性有机化合物(VOCs)会极大地破坏生态环境并损害人体健康。在众多消除 VOCs的方法中，吸附法由于操作简单、成本低廉的优势而在工业上得以广泛应用。催化燃烧法则因去除效率高，适用范围广且无二次污染等优点被认为是 VOCs消除最有效的手段之一。
目前，活性炭是最常用的 VOCs吸附剂，但存在再生困难、抗湿性差、易燃等诸多问题。与活性炭等常规吸附剂相比，沸石分子筛作为 VOCs吸附剂其主要优势在于：(1)沸石分子筛的疏水性可调，通过调控分子筛骨架的硅铝比可以调节分子筛的亲疏水性，高硅铝比的沸石分子筛有着优异的疏水性能，从而可以有效降低在一定湿度条件下水对 VOCs分子的竞争吸附；(2)均一的孔径分布可以有效地进行分子识别，从而使吸附剂对VOCs的选择性吸附性大大提高；(3)沸石分子筛一般由硅铝构成，本身不可燃且水热稳定性好，因此能够与微波加热等其他手段相结合以降低吸附剂重生能耗，提高操作安全性；(4)沸石分子筛比表面积大，吸附容量高，是作为蜂窝转轮吸附技术中吸附剂的理想材料，而该技术是目前工业大规模消除VOCs的研究热点。因此，沸石分子筛由于其独特的性质，被视为一种简单高效、选择性好的VOCs吸附剂。现阶段，催化燃烧VOCs所使用的催化剂常用金属氧化物作为载体，但是金属氧化物比表面积相对较小且孔道结构不均一，因此严重影响了催化剂对VOCs的催化燃烧效率，限制了催化燃烧活性的提高。而与金属氧化物载体相比，沸石分子筛材料具有均一的孔道结构以及相对较大的比表面积等优点，而将具有较好吸附选择性和吸附容量的沸石分子筛作为载体，负载活性组分后可以实现催化剂催化燃烧性能的显著提高，从而成为VOCs催化燃烧的理想催化剂。
本文综述了目前沸石分子筛材料作为吸附剂和催化剂载体的负载型催化剂消除各类VOCs的研究进展。对于沸石分子筛作为VOCs吸附剂，我们小结了影响其吸附容量和吸附选择性的因素，发现分子筛的孔道大小和阳离子类型与VOCs的吸附情况密切相关。在此基础上，进一步简单介绍了分子筛蜂窝吸附转轮技术的研究现状。对于沸石分子筛作为催化剂载体，我们总结了其用于各类VOCs催化燃烧的研究情况，如烷烃类、芳烃类和醛类等。探究了催化性能的影响因素及相应的催化机理，发现分子筛的孔道结构、阳离子类型、硅铝比等都会显著影响沸石分子筛负载型催化剂的催化活性。最后，探讨了沸石分子筛应用于VOCs消除目前所存在的问题，同时展望了该领域未来的研究和发展方向。
关键词:
空气污染
,
挥发性有机物
,
沸石分子筛
,
负载型催化剂
,
催化燃烧
