Pd/C催化剂的表面性质对1,8-二硝基萘加氢反应的影响

1,8-二氨基萘(1,8-DAN)是一种重要的精细化工中间体,其在染料、医药中间体和感光材料等行业有着广泛的应用。目前,主要采用化学还原剂还原的方法来合成,此工艺具有产生废渣、原子经济性低等缺点。因此,发展一种绿色环保的催化加氢方法具有重要意义。笔者以具有不同Pd纳米平均粒径的Pd/C为催化剂,通过1,8-二硝基萘催化加氢制备,考察了Pd纳米粒子尺寸对1,8-二硝基萘(1,8-DNN)加氢性能的影响,探索了催化剂表面结构与催化性能的关系。首先,以椰壳炭化料为原料,经水蒸气活化法制备出孔隙发达的载体活性炭,通过不同的还原方法制备出具有不同粒径的Pd/C催化剂,以1,8-DNN的加氢反应来评价其催化性能。应用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、N_2吸附等手段对催化剂表面性质进行表征。结果表明:在一定粒径范围内,钯纳米颗粒的尺寸越小,催化剂的活性越高,1,8-DAN的产率和选择性越高。氢气还原使得钯纳米颗粒严重团聚,而使用甲酸和NaBH_4还原的Pd/C催化剂,Pd纳米颗粒分散性较好,并且具有良好的均一性。使用NaBH_4还原的Pd/C催化剂催化1,8-DNN加氢制备1,8-DAN的转化率和产率可分别达到100%和99%,其催化性能高于商业化的Pd/C催化剂。循环回收实验结果表明,Pd/C催化剂在回收反应过程中十分稳定,连续循环5次,活性并没有明显降低。     

肉桂醛催化选择加氢制氢化肉桂醛

采用煤质活性炭作载体,分别用HNO3、H2O2和(NH4)2S2O8进行预处理,然后用浸渍法负载PdCl2,在H2流中还原得到Pd/C催化剂,用于肉桂醛(CAL)选择加氢制氢化肉桂醛(HCAL)的反应。考查了Pd负载量,反应温度和压力对加氢反应的影响,优化了反应条件。进一步考查了助剂Fe、Co、Ni[1]对反应的影响。最终,CAL转化率为98%,HCAL选择性为88%。     

HNO_3-H_2O_2两步法制备Pd/C催化剂及其对木质素改性的催化作用

以HNO3-H2O2处理活性炭载体,以甲醛为还原剂,采用浸渍法制备了Pd/C催化剂,对催化体系进行表征,考察其对碱木质素改性的催化作用,并对木质素抗氧化性能进行研究。研究结果表明,用硝酸预处理,H2O2进行活化后,活性炭羧基含量1.31 mmol/g,较原料提高了5倍;通过原子吸收光谱(AAS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行表征,AAS表明Pd负载量为2.9%,SEM照片显示Pd呈圆球状均匀分布在载体表面;XRD和XPS数据分析表明催化体系中Pd以面心立方结构形式存在,主要为还原态Pd说明还原态Pd是催化的主要物种。反应后碱木质素总羟基、酚羟基和醇羟基分别提高了158.74%,4.21%和255.96%;凝胶渗透色谱(GPC)分析结果显示,反应后碱木质素重均相对分子质量(Mw)增大,数均相对分子质量(Mn)降低,分散度降低;抗氧化能力研究结果显示,反应后木质素的抗氧化性能有所提高,随着浓度增大,抗氧化能力提高,但均低于相同浓度条件下2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)的抗氧化能力。     

活性炭载Au-Ru合金作为直接甲酸燃料电池阴极催化剂的研究

研究了活性炭载Au-Ru合金催化剂对氧气还原的电催化性能和抗甲酸性能。通过X射线衍射(XRD)发现原子比为1∶1的Au-Ru/C催化剂中Au与Ru形成合金。通过电化学线性扫描(LSV)测试表明该Au-Ru/C催化剂对氧气还原的电催化性能优于Au/C,Ru/C催化剂,并且发现Au-Ru/C催化剂有很好的抗甲酸性能,可以作为直接甲酸燃料电池(DFAFC)的阴极催化剂。     

Preparation of Cathodic Catalyst in Direct Formic Acid Fuel Cell Using Activated Carbon Supported by Au-Ru Alloy

研究了活性炭载Au-Ru合金催化剂对氧气还原的电催化性能和抗甲酸性能.通过X射线衍射(XRD)发现原子比为1:1的Au- Ru/C催化剂中Au与Ru形成合金.通过电化学线性扫描(LSV)测试表明该Au-Ru/C催化剂对氧气还原的电催化性能优于Au/C,Ru/C催化剂,并且发现Au-Ru/C催化剂有很好的抗甲酸性能,可以作为直接甲酸燃料电池(DFAFC)的阴极催化剂.     

活性炭负载对甲苯磺酸催化酯化高酸价油脂及催化性能研究

研究了活性炭负载对甲苯磺酸催化剂的制备方法及其在酸化油制备生物柴油中的应用.运用不同负载方法制得负载量不同的催化剂TsOH/C-A、TsOH/C-B和TsOH/C-C,比较了3 种不同的负载方法对5种不同种类活性炭(煤质1#炭、煤质2#炭、煤质3#炭、柠檬酸炭和椰壳炭)催化活性的影响,筛选出活性最高的活性炭类型为柠檬酸炭及最佳负载催化剂为TsOH/C-C.通过正交试验考察了影响酯化率的各种因素,确定了最佳反应条件为:催化剂用量 10 %,反应温度 70 ℃,醇油物质的量比28:1,反应时间 2 h,酯化得率达 88.8 %.     

松香大分子多相催化反应的孔效应研究

在大分多相催化反应中，由于反应物分子较大，使反应分子不能进入固相催化剂的微孔中与涵性组分接触，因而分布于载体微孔中的活性组分对于大分子的催化反应是无效的。本文报道了用“浸渍胶体”法制备出松香大分子改性用Pb/c催化剂，该催化剂活性组分较集中分布于活性炭表面及大孔周围。与传统浸渍法制备的Pd/c催化剂在松香歧化反应中比较，新方法制备的催化剂显示出更好的活性，克服了松香大分子因“孔效 ”造成传统浸渍法制备的Pd/c催化剂中小孔周围的活性组分不能效使用的缺点。     

活性炭比表面积、孔径对TiO_2/AC光催化活性的影响

以不同孔径和比表面积的系列活性炭(AC)为载体,通过溶胶-凝胶法制备得到TiO2/AC负载型光催化剂。利用氮气吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对复合催化剂进行表征,并对其进行动态甲苯光降解研究。结果表明:比表面积大、大中孔道丰富的活性炭更适合于负载TiO2制备TiO2/AC复合光催化剂,并且具有更好的光催化活性和延长催化剂的失活时间,对甲苯最大降解率可达97%,失活时间可达11 h,适宜的填充量有利于提高光降解效果。     

Ru/C催化生物质基乙酰丙酸合成γ-戊内酯的研究

将高活性的负载型Ru/C催化剂应用到乙酰丙酸的加氢实验中,对影响Ru/C催化下乙酰丙酸加氢反应制备γ-戊内酯的因素进行了讨论,并利用X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对Ru/C催化剂在使用前后的变化进行了表征,探讨了反应的可能路径。得出适宜的反应条件:温度130℃、压力1.2 MPa、催化剂用量为5%(质量分数)、溶剂为无水甲醇,该条件下原料乙酰丙酸转化率达92%,产物γ-戊内酯选择性达99%,与Pd/C、雷尼镍、漆原镍相比,原料转化率和产物γ-戊内酯的选择性均比较高。     

钯触媒载体用木质颗粒活性炭试制成功

歧化松香是生产丁苯橡胶的主要原料,其用量约为丁苯橡胶的1/10。钯触媒是制造歧化松香的催化剂,如果生产6万吨歧化松香,就需要1,500公斤钯。目前,仅兰州合成橡胶厂每年就要耗用钯100余公斤,价值50多万元。兰州合成橡胶厂歧化工段,原来用的钯触媒载体为煤质颗粒活性炭,因为煤质活性炭的灰分太高(达20%),在钯的回收过程中带来不少困难。中国农林科学院林化所与兰州合成橡胶厂协作,在1973年底完成从歧化松香的废触媒载体——煤质活性炭中回收钯的试验后,在此基础上又与上海活性炭厂三个单位,于1974年协作进行试制钯触媒载体改用木质颗粒活性     

Pd/C催化剂作用下生物质醇解重油的加氢精制研究

为解决生物质醇解过程产生的重油降低生物油品质的问题,考察了Pd/C催化剂作用下醇解重油的加氢精制。结果表明,在150℃时,Pd/C催化剂效率最高,在此温度下,重油加氢裂解所得轻油的产率达到38.01%(质量分数),同时,残渣产率亦最低,仅为2.59%,而且,加氢后的重油相对分子质量减小50%,同时氧含量也低于原来的50%。轻油组成的GC-MS分析结果表明,催化加氢使重油大分子裂解生成1-乙基-2-甲基-苯、甲基苯乙烯和苯酚等芳烃和酚类化合物,而且,也促进了重油结合的正辛醇溶剂的解离。     

负载型纳米非晶合金NiB/MCM-41催化松香加氢反应性能研究

将采用化学还原沉积法制备的负载型非晶合金NiB/MCM-41中孔分子筛催化剂用于松香的氢化反应,表现出很高的加氢催化活性。研究确定在Ni负载量为13%～15%、反应温度180～190℃、反应压力7～9MPa条件下加氢反应5h,去氢枞酸(DEHAA)、枞酸(AA)在加氢产物中的含量分别小于2.5%和0.5%,且在催化剂重复使用过程中加氢产物分布基本保持稳定。分别采用XRD、TEM、EDAX、ICP和比表面测定等手段对催化剂进行了表征。研究表明:NiB活性组分具有非晶结构特征、催化剂具有典型的中孔结构和较大的比表面积。     

TiO2/核桃壳炭复合材料的制备及光催化降解苯酚研究

为提高TiO2的回收性能,促进农林废弃物的资源化利用,以核桃壳为炭源,采用溶胶 凝胶法制备TiO2/核桃壳炭复合材料。通过傅里叶红外光谱、X射线衍射、比表面积和电镜扫描等手段对复合材料的化学和晶相结构、比表面积和微观形貌进行表征,并测试其对苯酚的吸附 光催化性能。物相表征结果显示,TiO2/核桃壳炭(400℃,2 h)中TiO2以锐钛矿相颗粒分散在核桃壳炭表面,炭的固载提高了TiO2的分散性能,使其晶粒尺寸由15.7 nm降低至11.6 nm,增强了可见光吸收能力。活性分析结果表明:当TiO2含量为80%,催化剂用量为2 g/L,苯酚初始质量浓度为10 mg/L,紫外光照射240 min时,TiO2/核桃壳炭(400℃,2 h)对苯酚的降解率为97.7%,化学需氧量降解率为92.36%,优于TiO2(分别为71.55%和63.34%)和商业购买的平均粒径为25 nm的锐钛矿晶和金红石晶混合相的TiO2(降解率88.56%),且几乎完全矿化,符合一级反应动力学方程。TiO2和TiO2/核桃壳炭光催化降解苯酚的主要活性中心分别为·OH和·O-2,核桃壳炭的负载提高了TiO2吸附 光催化苯酚性能和回收效率。     

桦木单板化学镀镍过程的FTIR和XPS分析

采用化学镀法在桦木表面获得Ni-P合金镀层.利用傅立叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)技术,分析桦木单板化学镀前预处理后,桦木表面官能团的变化和化学镀后元素的变化.FTIR分析表明:分别经活化和解胶处理后的桦木单板表面FTIR谱与素材几乎重合,表明活化和解胶处理过程没有使木材表面发生任何化学反应.XPS分析结果表明:活化后桦木单板表面吸附了内部包裹着具有催化作用的Pd0胶粒,此时Pd0起不到催化作用;解胶后,Pd0才显露出来并催化化学镀反应的进行,但化学镀过程之初是Ni先沉积而P的沉积滞后,所得镀层成分为Ni-P合金.     

过氧硼钨酸季铵盐催化光皮树油环氧化的研究

自制过氧硼钨酸季铵盐催化剂,并在H_2O_2为氧化剂,乙酸乙酯为溶剂,无羧酸条件下催化光皮树油环氧化,考察了各反应条件对环氧化的影响。实验结果表明:10 g光皮树油(双键约49 mmol),在反应温度60℃,反应时间4 h,H_2O_2与油脂中双键物质的量比为1.2∶1.0,催化剂过氧硼钨酸季铵盐用量为0.1 g的条件下,产物达到最高环氧值4.52%,此时双键转化率为77.4%,环氧产物选择性为74.7%。     

木质素模型化合物电化学催化研究

催化加氢脱氧是实现木质素提质的重要方式.笔者采用流动电催化技术对木质素模型化合物进行加氢脱氧研究.以磷酸为阳极电解液,铂片电极为阳极电极,杂多酸磷钨酸为阴极电解液,石墨棒电极为阴极电极,构建炭载催化剂直接分布在阴极电解液中的流动电催化体系.考察了不同炭载催化剂(Pt/C、Pd/C、Ru/C、Rh/C)、反应时间、温度以...     

木聚糖酶预处理对麦草化学机械浆可漂性及白度的改善

探讨了以玉米芯片为碳源制备木聚糖酶及麦草化学机械浆经该木聚糖酶预处理后可漂性和白度的改善效果。结果表明，直接以玉米芯为底物、里氏木霉为菌种产酶效果较好，当底物浓度为18g/L时，木聚糖酶活力可达38．34IU／mL。木聚糖酶预处理有利于改善麦草化机浆的可漂性，促进其过氧化氢漂白，有提高漂白浆白度，降低漂剂消耗。研究表明，当经单段H2O2漂至相同白度时，木聚糖酶预处理后可节约50％的H2O2用量。若麦草CMP酶处理后采用高浓度两段过氧化氢漂白，即XP3P3漂序（H2O2总量为6％0时，白度可达60％（ISO）以上。