催化学报

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李剑锋;杨九龙;王苗苗;路勇;何鸣元

2007, 28 (11): 931-933.

摘要 ( 1704 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(217KB) ( 1166 )

基于烧结微纤结构材料发展了一种集微混合、反应和换热于一体的微反应器,以苯硝化为模型反应考察了该微反应器用于快速、强放热的液-液两相混合反应的效果. 烧结微纤材料具有大的空隙率、三维开放孔结构和大的面积与体积比,有利于传质和传热,同时微纤三维网络具有微搅拌器的作用,有利于流体的微米尺度分割和快速混合. 因此,苯硝化反应得以在很短的时间内高选择性地进行完全. 在一定的操作条件下,苯转化率可以达到91.7%, 硝基苯选择性高达99.4%.

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铜络合物催化β-(-)-蒎烯的不对称环丙烷化反应

李争宁;姜岚;刘改玲;陈惠麟

2007, 28 (11): 934-936.

摘要 ( 1813 ) [Full Text(HTML)] ()

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分别用水杨醛铜、β-二酮-铜和希夫碱-铜络合物为催化剂进行β-(-)-蒎烯与重氮乙酸酯的不对称环丙烷化反应,研究了催化剂结构与反应立体选择性之间的关系,获得了较高的立体选择性.

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杂原子介孔分子筛Me-HMS催化酯交换合成碳酸二苯酯

罗淑文;陈彤;童东绅;曾毅;雷永诚;王公应

2007, 28 (11): 937-939.

摘要 ( 2025 ) [Full Text(HTML)] ()

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以水热合成法制备了杂原子介孔分子筛Me-HMS (Me指金属杂原子), 用于催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的反应. 小角度的X射线衍射显示,所有样品均具有典型的HMS介孔结构. Me-HMS中, Ti-HMS显示最好的催化性能,其活性与骨架钛含量密切相关,当溶胶中Ti/Si比达1/30时,骨架钛趋于饱和,苯酚转化率达到最大值31.4%, 酯交换选择性为99.9%.

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Mn(Ⅲ)-四芳基卟啉与高碘酸四丁基铵催化羧酸的氧化脱羧: 金属、取代基和轴向阴离子配体的影响

Gholam Reza KARIMIPOUR;Bahador KARAMI;Morteza MONTAZEROZOHORI;Saeed ZAKAVI

2007, 28 (11): 940-946.

摘要 ( 2155 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(370KB) ( 839 )

锰四芳基卟啉与高碘酸四丁基铵(n-Bu4NIO4)和咪唑(ImH)组合,为羧酸氧化脱羧提供了一个有效的催化剂体系. 中位含有吸电子基团和/或大体积芳基的中位-四芳基卟啉使金属卟啉的活性降低. 咪唑的存在和金属中心的选择对金属卟啉的催化性能起关键性作用,催化体系中的反离子也有重要影响. Mn(TPP)CN/n-Bu4NIO4/ImH体系的催化活性最好. 二苯基乙酸的氧化脱羧可能涉及高价的含氧锰物种与反应物间的相互作用,提出了可能的反应机理.

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用于自修复复合材料的新型玻璃纤维负载铂催化剂: 结构与活性

羊海棠;方征平;付晓芸;佟立芳;

2007, 28 (11): 947-952.

摘要 ( 1862 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过在玻璃纤维(GF)上接枝1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)的方法,制备了一种新的负载型铂基催化剂(GF-Pt). 制备过程是: 先用甲基二氯硅烷对玻璃纤维表面进行硅烷化处理使玻璃纤维表面键合硅氢键,然后以Pt(0)-D4Vi络合物为催化剂催化D4Vi与硅氢键反应,从而在玻璃纤维表面接上D4Vi环并同时络合有铂. 傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电镜、X射线能谱和热重分析研究结果表明, D4Vi环成功地以共价键键合于纤维表面. 采用苯乙烯与甲基二乙氧基硅烷的硅氢化反应对该催化剂的催化性能进行了表征. 结果表明,该催化剂能在室温下有效地催化硅氢化反应,能符合所设计的聚合物基自修复复合材料体系的特殊要求.

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介孔CeO2负载的Co3O4催化剂催化富氢气体中的CO优先氧化反应

郭强;吴美玲;刘源;白雪

2007, 28 (11): 953-957.

摘要 ( 2189 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用溶胶-凝胶法制备出介孔氧化铈(meso-CeO2)及其负载的氧化钴(Co3O4/meso-CeO2)催化剂,并将其应用于富氢气体中CO的优先氧化反应. 通过N2物理吸附及X射线衍射表征考察了meso-CeO2和Co3O4/meso-CeO2的结构性质. 活性评价结果表明,在高空速下, Co3O4/meso-CeO2催化剂上的CO优先氧化性能很好,但水和CO2对CO的氧化有一定的负作用. Co3O4/meso-CeO2催化剂的CO完全氧化温度窗口远大于沉淀法制备CeO2负载的氧化钴催化剂.

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TiO2晶型对Au/TiO2上光催化分解臭氧的影响

董芳;杨冬梅;张敏;杨建军

2007, 28 (11): 958-962.

摘要 ( 2298 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(310KB) ( 828 )

以不同晶型TiO2为载体,采用沉积-沉淀法制备了Au/TiO2光催化剂,并用紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱(XPS)和表面光电压谱(SPS)等手段进行了催化剂表征,详细考察了TiO2晶型对Au/TiO2光催化分解臭氧活性的影响. 结果表明,光催化分解臭氧的活性顺序为Au/P25>Au/Anatase>Au/Rutile, 这与不同的单一TiO2对光催化臭氧分解的活性顺序是一致的. 但在TiO2上沉积金后,其对光催化臭氧的分解活性有了显著的提高. 由催化剂的Au 4f XPS分析发现,不同晶型TiO2上的电荷向金簇迁移的能力有明显差异,加之载体本身对光催化臭氧分解活性不同,两者协同作用导致负载金催化剂光催化分解臭氧活性的不同. SPS信号强度与催化剂光催化活性有很好的对应关系, SPS信号越强,光生电子和空穴分离效率越高,光催化活性越好.

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一种含有亚微米孔洞的新型微孔磷酸盐晶体材料的合成及其生长机理

张莹;田鹏;周帆;刘广宇;刘中民

2007, 28 (11): 963-969.

摘要 ( 1971 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用水热法成功地合成了一种含有亚微米级孔洞的微孔磷酸盐晶体材料(记为HAP-TAP), 其形貌特征是: 六棱柱形的晶体表面分布着大量0.4～0.8 μm的亚微米级孔洞,孔洞内长有片层状晶体. 在样品晶化的过程中,通过控制合成时间,获得了纯六棱柱形晶体的大单晶(记为HAP). 使用扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱和电子能谱(EDX)对HAP-TAP独特形貌的形成机理进行了研究和揭示. HAP的单晶XRD数据表明, HAP是一种具有二维空旷骨架结构的新型微孔磷酸铝晶体,其分子式为Al5(OH)2(PO4)7(C2N2H10)3•0.5H2O. EDX分析结果表明,生长于六棱柱形晶体孔洞内的片层状晶体为磷酸钛铝材料.

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载体组成对负载型PtSn/ZSM-5催化剂上丙烷脱氢反应性能的影响

邱安定;李恩霞;范以宁

2007, 28 (11): 970-974.

摘要 ( 1989 ) [Full Text(HTML)] ()

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用微型催化反应装置结合吡啶吸附的红外光谱、NH3-程序升温脱附、热重、H2化学吸附和程序升温还原等物理化学手段研究了载体组成对负载型PtSn/ZSM-5催化剂上丙烷脱氢反应性能的影响. 结果表明,负载型PtSn/ZSM-5催化剂对丙烷脱氢的催化性能与载体组成密切相关. 随着ZSM-5载体中SiO2/Al2O3比的增加,催化剂表面的酸中心总量和强酸中心量逐渐减少. 当SiO2/Al2O3摩尔比从45增至108时,催化剂对丙烷脱氢反应的催化活性提高,并且催化剂的积炭量下降. 当SiO2/Al2O3摩尔比增至304时, Sn组分与载体ZSM-5之间的相互作用减弱,经H2还原后催化剂中Sn0物种所占的比例增加,导致催化剂H2化学吸附量和丙烷脱氢反应活性下降.

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纳米Ru催化剂催化喹啉加氢反应

陈骏;薛芳;付海燕;樊光银;袁茂林;陈华;李贤均

2007, 28 (11): 975-979.

摘要 ( 2237 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(326KB) ( 1390 )

制备了高分散性负载型5%Ru/C催化剂,采用X射线衍射、X射线光电子能谱和高分辨透射电镜对催化剂进行了表征. 结果表明,所制得的5%Ru/C催化剂分散度高,金属钌的平均粒径小于5 nm. 在喹啉加氢反应中,催化剂显示出很高的催化活性和生成1,2,3,4-四氢喹啉的选择性,但未检测到十氢喹啉生成. 补加新鲜催化剂后,1,2,3,4-四氢喹啉可全部转化为十氢喹啉. 对喹啉加氢机理进行了探讨.

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含钨SBA-15介孔分子筛催化剂的表面酸性和羟基分布

胡林华;季生福;刘倩倩;吴平易;朱吉钦;李成岳

2007, 28 (11): 980-986.

摘要 ( 2205 ) [Full Text(HTML)] ()

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分别以浸渍法和水热晶化法制备了SBA-15介孔分子筛孔中插入氧化钨和碳化钨的催化剂,采用NH3-TPD测定了表面酸性和总酸量,并采用FT-IR研究了它们的表面羟基分布情况. NH3-TPD结果表明,浸渍法制备的含氧化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面只有SBA-15介孔分子筛的弱酸位,而含碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面还出现了W2C的强酸位. 水热晶化法制备的含氧化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面SBA-15介孔分子筛的弱酸位随W含量的增大略有增强, W含量较高时还出现了钨物种的强酸位; 含碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面除了SBA-15介孔分子筛的弱酸位外, W含量较低时有W2C的强酸位, W含量较高时有W2C和WC两种强酸位. 傅里叶变换红外光谱结果表明,浸渍法和水热晶化法制备的含氧化钨和碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂除表面自由硅羟基外,还存在着α, β和γ三种不同类型的氢键羟基,并且氢键羟基和催化剂的制备方法以及催化剂的W含量都有一定的关系.

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铬和硫共掺杂二氧化钛催化剂的制备及其可见光催化性能

吕媛;倪伶俐;杨平;曹勇

2007, 28 (11): 987-992.

摘要 ( 2328 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(341KB) ( 1560 )

以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸铬和硫脲为掺杂离子给体,通过溶胶-凝胶法成功制备了纯TiO2、不同浓度的铬掺杂和铬/硫共掺杂TiO2光催化剂. 以靛红为目标污染物,进行了可见光催化降解活性测试实验. 结果表明,共掺杂催化剂的活性高于未掺杂和单掺杂催化剂. 当共掺杂催化剂含0.60%(原子比)的铬, 1.2%(原子比)的硫,焙烧温度为500 ℃时具有最高的光催化降解活性. X射线衍射、N2吸附、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射吸收光谱表征结果显示,共掺杂催化剂为锐钛矿型,具有较高的比表面积,对可见光有较强的吸收能力. 共掺杂TiO2具备较高可见光催化活性的原因可能是铬掺杂降低了TiO2的禁带宽度,拓展了可见光吸收区域,而硫掺杂能够维持体系的电荷平衡,增强催化剂对可见光的吸收.

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利用酵母细胞生物催化合成2-苯乙醇

梅建凤;闵航;吕镇梅

2007, 28 (11): 993-998.

摘要 ( 2300 ) [Full Text(HTML)] ()

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比较了13个酵母菌株催化合成2-苯乙醇的活性,确定酿酒酵母菌株的催化活性较高. 通过单因素和正交实验对酵母催化合成2-苯乙醇的培养基组成进行了优化,采用优化后的催化合成培养基,2-苯乙醇浓度可达4.654 g/L, 摩尔产率为0.63. 实验进一步采用Box-Behnken中心组合设计和响应面分析,建立了2-苯乙醇合成浓度与培养基主要组分之间的二次多项式回归模型,该模型具有较高的准确性,可作为生物催化法合成2-苯乙醇培养基的最优化预测模型. 由响应面分析及实验验证得出,在最优培养基条件下,2-苯乙醇浓度可达4.815 g/L.

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有机改性二氧化硅及其负载钴催化剂的费托合成反应性能

石利红;李德宝;侯博;孙予罕

2007, 28 (11): 999-1002.

摘要 ( 2033 ) [Full Text(HTML)] ()

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利用硅烷化作用分别制得了甲基、二甲基和三甲基改性的SiO2载体,采用等体积浸渍法制备了质量分数为5%的一系列负载型钴催化剂. 考察了有机改性对催化剂费托合成催化性能的影响. 结果表明, SiO2经有机基团改性后,表面硅羟基浓度减小,削弱了钴硅之间的相互作用,促进了催化剂的还原,提高了催化剂的活性,降低了甲烷选择性. 由于空间位阻不同,不同有机基团改性的SiO2的表面硅羟基浓度不同,催化剂活性随着表面硅羟基浓度的减小而提高.

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改性VPO催化剂催化温和条件下苯乙烯液相选择性氧化

刘俊华;王芳;刘艳侠;徐贤伦

2007, 28 (11): 1003-1008.

摘要 ( 1925 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(363KB) ( 984 )

以苯乙烯为原料,分子氧为氧化剂,改性的钒磷氧化物为催化剂合成环氧苯乙烷. 研究了金属修饰成分、P/V比率、溶剂和温度等因素对反应性能的影响. 结果表明, Ag-VPO催化剂对环氧苯乙烷具有最好的选择性,在P/V=1、乙腈为溶剂、65 ℃的反应条件下,苯乙烯转化率为47.3%, 环氧苯乙烷选择性达98.0%.

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Brønsted酸性离子液体催化异丁醛和叔丁醇缩合反应

沈江汉;王华;孙颖;刘红超;刘中民

2007, 28 (11): 1009-1012.

摘要 ( 2135 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(250KB) ( 699 )

考察了Brønsted酸性离子液体同时作为溶剂和催化剂催化异丁醛和叔丁醇缩合制备2,5-二甲基-2,4-己二烯的反应性能. 结果表明,Brønsted酸性离子液体具有良好的催化性能,反应后反应产物与离子液体自动分层易分离,离子液体经过真空干燥处理后可以作为溶剂和催化剂循环使用. 调变离子液体中的阳离子或阴离子的结构对催化性能有较大的影响.

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固定床反应器中添加CO2对费托合成反应的影响

刘颖;王钰;郝栩;李莹;白亮;相宏伟;徐元源;钟炳;李永旺

2007, 28 (11): 1013-1018.

摘要 ( 1897 ) [Full Text(HTML)] ()

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用固定床反应器研究了Fe-Mn催化剂上原料气中添加CO2对费托合成反应的影响. 结果表明,在533 K与反应总压为1.50 MPa时,大量CO2的添加使得生成CO2的选择性迅速降低,烃的生成速率降低,烃的收率也有所降低,产物向轻组分方向偏移,有机含氧化合物的生成速率降低; 在593 K与合成气(H2+CO)分压为1.50 MPa时,随着CO2分压的增加, CO消耗速率变化不大,而烃的生成速率缓慢升高,烃的收率有所升高, CO2的生成速率缓慢降低, H2O的生成速率明显加快. 由于CO2的添加,促使水煤气变换反应向逆反应方向进行,降低了催化剂表面氢物种浓度,抑制了加氢反应,低碳烃的烯/烷比有所增大,同时提高了重质烃的选择性,且随着CO2分压的增加,有机含氧化合物的生成速率呈上升的趋势.

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介孔Ni/CaO-ZrO2纳米复合物催化甲烷和二氧化碳重整

刘水刚;李军平;赵宁;魏伟;孙予罕

2007, 28 (11): 1019-1023.

摘要 ( 1941 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用溶胶-凝胶法制备了一种具有高热稳定性的介孔Ni/CaO-ZrO2纳米复合物. 此纳米复合物在甲烷/二氧化碳重整中表现出较高的活性和稳定性,且经连续运行50 h后,其催化活性没有明显降低,稳定性显著高于Ni/Al2O3或Ni/SiO2负载型催化剂. 这是由于反应过程中纳米Ni颗粒尺寸被有效稳定以及碱性组分CaO的存在,催化剂中相互嵌合的Ni, ZrO2和CaO的颗粒尺寸均为10 nm左右,堆积形成了海绵状的介孔结构. CaO的存在使催化剂具有较强的碱性,促进了反应物CO2的化学吸附和解离.

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