纳米Pd组装介孔分子筛MCM-41催化松香加氢反应

以浸渍法将纳米金属Pd粒子负载到介孔纯硅分子筛MCM-41中,制得Pd/MCM-41催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)和电子显微镜(TEM)对所合成的材料进行了表征.结果表明,纳米Pd已经成功引入到MCM-41分子筛中,并均匀分布在分子筛的孔道内,分子筛仍然保持良好的中孔结构.将Pd/MCM-41用来催化松香加氢反应,实验结果表明,Pd/MCM-41的催化活性和选择性均优于Ni/MCM-41和Pd/C.同时详细考察了反应时间、温度、氢气压力和催化剂用量等因素对反应的影响,得到了较佳的反应条件:松香与催化剂的质量比为1∶ 0.04(松香 5 g,催化剂 0.2 g),反应温度 180 ℃, 氢气压力 8 MPa,反应时间 4 h,制得的氢化松香产品中枞酸质量分数 1.0%,去氢枞酸质量分数 9.3%.     

Pd/C上松香催化加氢反应动力学

以脂松香为原料,改性Pd/C为催化剂和200号油为溶剂进行松香催化加氢反应的研究.采用改进搅拌器类型、加入200号溶剂油、提高搅拌速度大于600 r/min和改变催化剂粒径为10～20 μm的方法消除加氢过程中内外扩散的影响,利用DB-5毛细管气相色谱法在线采样跟踪分析在压力为5 MPa、温度为403～433 K条件下反应体系组成随时间的变化关系,对松香主要成分枞酸加氢反应过程进行拟均相动力学研究.结果表明,松香催化加氢的反应速率与枞酸浓度呈一级反应,其动力学方程为r=l.13×105exp(-5.904×103/T)C1,活化能为4.909×104 J/mol.     

Ni-P/rGO复合催化剂的制备、表征及其松香加氢性能研究

以鳞片石墨为原料,采用改良后的Hummer s法制备了氧化石墨烯(GO)分散液,然后以化学还原法制备非晶态Ni-P/rGO复合催化剂,并以松香加氢为探针反应考察了催化剂制备条件对催化性能的影响,进一步通过正交试验优化了松香加氢反应的工艺条件。结果表明:在Ni元素与GO质量比为6∶1、溶液pH值为11、n(P)/n(Ni)为5∶1、温度为70℃的优化制备条件下,以及反应时间4.5 h、催化剂用量5%、反应温度200℃和反应压力4.5 MPa的适宜加氢反应条件下,该催化剂对松香加氢具有较高的活性,枞酸型树脂酸转化率达99.37%,且重现性良好,该催化剂重复使用7次仍能保持较高的催化活性。X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征结果表明:非晶态Ni-P/rGO复合催化剂已经成功制备,未与rGO复合的Ni-P粒子颗粒较大且分散性较差,使用7次后复合催化剂中Ni 0含量相对下降,活性组分流失导致催化活性稍有降低。     

Ni-B/CxNy@mSiO2催化剂的制备、表征及其催化松香加氢性能研究

成功制备了一种由内腔、疏水性掺氮碳内层和亲水性二氧化硅外层组成的Janus两亲性碳硅双骨架纳米材料C_xN_y@mSiO₂,并首次将Ni-B合金纳米粒子负载在两亲性碳硅纳米材料上制得Ni-B/C_xN_y@mSiO₂催化剂,并用于松香的水相加氢反应。采用SEM、TEM、N₂吸附-脱附、XRD、XPS等方法对催化剂的结构进行分析与表征,结构分析结果表明：该催化剂具有大比表面积的纳米材料的中空结构,有利于传质和底物富集,内层碳骨架中N原子的掺杂使得附加的金属纳米颗粒得以附着,细小的Ni-B非晶态合金粒子均匀地分散在C_xN_y@mSiO₂中空纳米球及mSiO₂外壳层中,亲水性二氧化硅外壳可以提高催化剂的稳定性和分散性。在水/油两相反应体系中,作为固体发泡剂的两亲性纳米催化剂极大地促进了H₂的溶解及与底物的接触。Ni和B原子之间的协同作用可以显...     

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。     

Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其在松节油催化加氢反应中的应用

以溶胶凝胶法制备Ti O_2-Al_2O_3复合载体,采用超声波辅助浸渍负载Ni制得Ni/Ti O_2-Al_2O_3催化剂,将其应用于松节油催化加氢反应,考察了催化剂制备条件及松节油催化加氢反应条件对催化加氢的影响。结果表明,复合载体中钛铝物质的量之比(钛铝比)值0.4、载体焙烧温度550℃、超声波功率280 W、硝酸镍浸渍液浓度0.5 mol/L和超声波辅助浸渍时间2 h的条件下,制备的催化剂Ni/Ti O_2-Al_2O_3催化性能最高。最佳的加氢反应条件为:反应时间140 min、反应压力4.5 MPa、反应温度150℃和催化剂用量为松节油质量的5%,该条件下原料中α-蒎烯转化率达97.27%,产物顺式蒎烷的选择性为96.15%,顺式蒎烷的得率为93.52%。     

[BMIM]BF_4中钌纳米催化剂的制备及催化α-蒎烯加氢反应

RuCl_3·3H_2O与1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF_4)物质的量比为100∶1,在60℃下常压搅拌2 h,再充入4.0 MPa H_2,40℃反应3 h,制得[BMIM]BF_4稳定的Ru纳米粒子催化剂;利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征,结果表明:在[BMIM]BF_4中制备的Ru纳米粒子呈面心立方密堆积(ccp)结构,且Ru纳米粒子分布较均匀,其平均粒径为(2.5±0.6)nm。以水为反应介质,将该催化剂用于催化α-蒎烯加氢反应。在α-蒎烯与催化剂的物质的量比为400∶1、水用量4 mL、90℃、3.0 MPa氢气压力下反应1.5 h时,α-蒎烯的转化率即可达99%以上,其中顺式蒎烷的选择性为98.9%。     

[Rh(COD)Cl]_2催化剂的制备及催化松节油加氢反应

采用恒温搅拌回流的方式制备了[Rh(COD)Cl]_2,并通过正交试验对制备条件进行了优化,得出催化剂适宜制备条件:n(COD)∶n(RhCl_3·3H_2O)为3.5∶1,回流温度80℃,回流时间3 h。将制备的[Rh(COD)Cl]_2作为催化剂用于松节油的氢化反应,通过单因素试验和正交试验考察了反应压力、反应温度、催化剂用量及反应时间对反应的影响,优选出适宜反应条件,即4 g松节油,催化剂用量为松节油质量的2.5%,反应压力2.5 MPa,反应时间4 h,反应温度45℃。在此反应条件下,α-蒎烯转化率为98.21%,产物顺式蒎烷对映选择性为97.46%,收率为95.72%。     

松香歧化用钯炭催化剂的制备

用浸渍-还原法制备了一系列Pd/C催化剂,并应用于马尾松松香歧化反应。研究了活性炭粒径大小、载体预处理、还原条件等因素对Pd/C催化剂活性的影响。结果表明:用10%H2O2和1%强氧化物G的复合氧化剂对椰壳活性炭(粒径150~250μm)进行预处理,制得的Pd/C催化剂,可以使钯利用率达到96.4%,去氢枞酸高达68.4%。通过X射线光电子能谱(XSP)测定Pd/C中钯化合价的分布。甲醛过量1倍时,有44.4%Pd2+被还原成金属钯,且有24.9%的Pd4+生成。通过优化条件所制备的Pd/C催化剂活性明显高于其它厂家同类催化剂活性,并已应用于工业化生产。     

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。     

Ni/Al2O3-MxOy催化剂催化松香氢化反应研究

研究了自制非贵金属纳米催化剂Ni/Al2O3-MxOy催化松香的氢化反应。结果表明,松香氢化的最适工艺条件为:反应温度210℃、反应压力4.5 MPa、反应时间2 h、催化剂用量2.5%、搅拌转速500 r/min,在此条件下枞酸转化率可达98%以上,催化剂可重复使用4次。     

催化加氢制备低氯漂白紫胶及其表征

制备和表征了在食品及制药业中广泛使用的天然低氯漂白紫胶.通过在次氯酸钠漂白改性后的紫胶碱性溶液中加入Ni-Fe二元金属催化剂,升温至90℃后,通入氢气,氢气流速为50mL/min,进行加氢离解反应240min,脱除漂白过程中加成到紫胶分子环状萜烯酸双键上的结合氯,从而获得低氯天然漂白紫胶.借助有机元素分析仪、红外光谱及紫外光谱表征了制备的产物结构,探索了催化加氢制备低氯漂白紫胶的反应机理.结果表明:制备的产物氯质量分数为0.44%,同催化加氢脱氯前的2.54%相比不到1/5;在催化加氢过程中主要发生取代反应,漂白过程中结合到紫胶分子上的氯被氢依次取代.     

Ru/硅藻土催化对苯二酚加氢制1,4-环己二醇

采用浸渍-化学沉淀法制备了Ru/硅藻土加氢催化剂,并采用SEM、EDS等表征手段对催化剂结构进行了测试。同时考察了Ru/硅藻土对对苯二酚加氢性能评价,实验结果表明:在Ru/硅藻土催化剂0.5 g,反应压力3.2 MPa、反应温度为150℃、反应时间5.0 h的条件下,对苯二酚的转化率为89.7%,1,4-环己二醇的选择性为72.0%。主要副产物有环己醇和4-羟基环己酮等。     

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。