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    催化学报
    Chinese Journal of Catalysis

    2011, Vol. 32, No. 4
    Online: 2011-04-18

    封面介绍:

    余家国等采用醇热法合成了{001}面暴露的分等级花状 TiO2 超结构. 这种自组装形成的分级花状超结构在降解空气中的丙酮和溶液中的甲基橙时显示出增强的光催化活性. 见本期第 525~531 页.

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    目次
    第32卷第4期目次
    2011, 32 (4):  0-0. 
    摘要 ( 1252 )   PDF(2928KB) ( 886 )  
    研究快讯
    GaxCs2.5-3xH0.5PW12O40 的固相法制备及其催化正丁烷异构化反应的活性
    张丽, 岳斌a, 冯素姣, 钱林平, 贺鹤勇
    2011, 32 (4):  521-524.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60214-8
    摘要 ( 3114 )   [Full Text(HTML)] () PDF(462KB) ( 823 )  
    利用室温固相法制备了一系列掺镓的钨磷酸铯盐催化剂 GaxCs2.5-3xH0.5PW12O40 (x = 0.05, 0.1, 0.15). 与钨磷酸铯盐相比, 掺镓的钨磷酸铯盐催化剂的结构未产生变化, 但其酸强度提高, 在正丁烷异构化反应中催化活性增强, 其中以 Ga0.1Cs2.2 H0.5PW12O40 和 Ga0.15Cs2.05H0.5PW12O40 最为显著.
    研究论文
    暴露{001}面 TiO2 纳米片分等级花状结构的制备及其光催化活性
    向全军, 余家国
    2011, 32 (4):  525-531.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60186-6
    摘要 ( 5266 )   [Full Text(HTML)] () PDF(952KB) ( 2252 )  
    以钛酸盐纳米管为前驱体, 在 HF-H2O-C2H5OH 的混合溶液中, 采用一种简单的醇热方法合成了具有 87% 暴露{001}面的 TiO2 纳米片自组装形成的分等级花状 TiO2超结构. 运用 X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜和 N2吸附-脱附等方法对样品进行了表征, 并在紫外光照射下于空气和溶液中分别考察了其光催化降解丙酮和甲基橙反应活性. 结果表明, 这种分等级花状结构 TiO2的光催化活性比商业 P25 和在纯水中制备得到的片状锐钛矿 TiO2 的光活性高得多. 这主要是由于该样品具有分等级的多孔结构, 暴露的{001}晶面和增强的光吸收能力. 这种分等级花状 TiO2超结构在太阳能电池、光催化产氢、光电子器件、传感器和催化方面也具有巨大的应用前景.
    Zr-MCM-41 Nanoreactors as Efficient and Reusable Catalysts in the Synthesis of New Aminonitriles by the Strecker Reaction
    Zohreh DERIKVANDa, Fatemeh DERIKVANDb
    2011, 32 (4):  532-535.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60189-1
    摘要 ( 2944 )   [Full Text(HTML)] () PDF(649KB) ( 1307 )  
    The synthesis and characterization of Zr-MCM-41 nanoreactors and their catalytic activity in the synthesis of new amino nitrile derivatives by the Strecker reaction in high yields and in short reaction times is reported.
    光诱导聚合制备聚噻吩/二氧化钛复合粒子的结构及光催化性能
    徐守斌, 江龙, 杨海刚, 宋远卿, 淡宜
    2011, 32 (4):  536-545.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60207-0
    摘要 ( 3946 )   [Full Text(HTML)] () PDF(675KB) ( 2141 )  
    通过光诱导噻吩在 TiO2 的氯仿悬浮液中聚合反应, 制备了聚噻吩/二氧化钛 (PTh/TiO2) 复合粒子, 并采用比表面积分析仪、扫描电子显微镜、粒径分析仪、X 射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱和红外光谱对复合粒子进行了表征. 结果表明, PTh/TiO2 复合粒子上的聚噻吩骨架中 S 原子与 TiO2 粒子间存在强相互作用, 该复合粒子对可见光具有响应. 以罗丹明 B 为模型污染物, 研究了该复合粒子在紫外光和可见光照射下的光催化活性. 分别以乙二胺四乙酸二钠和呋喃甲醇为空穴捕捉剂和自由基捕捉剂研究了 PTh/TiO2 复合粒子在紫外光和可见光照射下的光催化反应机理. 结果表明, 空穴和自由基是主要的光催化反应中的氧化性物质. 在紫外光照射下, 空穴起主要作用; 在可见光照射下, 自由基起主要作用.
    Cu-SAPO-34/堇青石的原位制备及其催化丙烷还原柴油机车尾气中 NOx
    刘致强, 唐磊, 常丽萍, 王建成*, 鲍卫仁
    2011, 32 (4):  546-554.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60205-7
    摘要 ( 3194 )   [Full Text(HTML)] () PDF(662KB) ( 1175 )  
    采用原位水热法制备了 Cu-SAPO-34/堇青石整体式催化剂, 运用 X 射线衍射、扫描电镜和 N2 吸附-脱附等技术对其进行了表征, 并在固定床反应器上评价了其催化丙烷还原模拟柴油机车尾气中 NOx 性能, 考察了丙烷和 O2 浓度以及水蒸气对催化剂性能的影响. 结果表明, 所制整体式催化剂中 Cu-SAPO-34 涂层与载体结合牢固紧密, 经一次操作 Cu-SAPO-34 负载量大于 20%, 且其比表面积较载体显著增加. 另外, Cu 的加入能显著提高催化剂上丙烷选择性催化还原 NOx 的活性, 在 500~650 °C NOx 浓度可降低 60% 以上. 当原料气中添加 10% 水蒸气后, NOx 转化率有所降低, 但停加水蒸气后, 催化剂活性可部分恢复.
    WO3/ZnO 复合光催化剂的制备及其光催化性能
    余长林1,*, 杨凯 1, 舒庆 1, YU Jimmy C2, 操芳芳 1, 李鑫 1
    2011, 32 (4):  555-565.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60212-4
    摘要 ( 3826 )   [Full Text(HTML)] () PDF(810KB) ( 2163 )  
    采用沉淀-研磨法制备了一系列不同 WO3 含量的 WO3/ZnO 复合光催化剂, 应用 N2 物理吸附、X 射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和光致发光谱等手段对催化剂进行了表征, 并以λ = 365 nm 的紫外光为光源, 评价了该催化剂光催化降解酸性橙 II 的活性, 考察了 WO3 的复合对 WO3 /ZnO 样品光催化性能的影响. 结果表明, 当复合 2%WO3 , 并于 600 °C 焙烧时, 所制备的 WO3 /ZnO 催化剂活性最高, 比纯 ZnO 的提高了约一倍. 合适的煅烧温度可以提高催化剂结晶度, 而 WO3  的复合可抑制 ZnO 晶粒的长大, 提高催化剂比表面积和改善催化剂表面羟基数量, 并可抑制光生电子与光生空穴的复合, 从而显著提高其光催化脱色活性.
    阳离子表面活性剂存在下水/有机两相体系中双环戊二烯氢甲酰化
    皮晓栋1, 周娅芬1,2, 周丽梅1,2, 袁茂林1, 李瑞祥1, 付海燕1, 陈华1
    2011, 32 (4):  566-571.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60182-9
    摘要 ( 3489 )   [Full Text(HTML)] () PDF(427KB) ( 940 )  
    研究了在阳离子表面活性剂存在下水/有机两相中水溶性铑配合物 RhCl(CO)(TPPTS)2 (TPPTS: P(m-C6H4SO3Na)3) 催化双环戊二烯氢甲酰化反应, 考察了反应温度、催化剂浓度、不同水溶性膦配体 TPPTS 和 TPPDS (C6H5P(m-C6H4SO3Na)2), 以及表面活性剂结构对催化反应的影响. 结果表明, 配体 TPPTS 比 TPPDS 表现出更好的助催化效果; 阳离子表面活性剂 C16H33N(CH3)2CnH2n+1Br (n = 1, 8, 12, 16) 的加入可大大加速反应, 但加速作用随着其中 CnH2n+1Br (n = 1, 8, 12, 16) 链长的增加而减弱; 在阳离子表面活性剂 (0.05~5.00 mmol/L) 存在下, 双环戊二烯的转化率随表面活性剂浓度的增加先增加后降低. 含催化剂的水相循环使用 4 次后, 催化活性和区域选择性没有明显下降.
    低温等离子体处理对 NiO/Al2O3 吸附 NOx 的促进作用
    李秋荣 1,2, 武金宝 1, 郝吉明 2
    2011, 32 (4):  572-581.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60191-X
    摘要 ( 3516 )   [Full Text(HTML)] () PDF(538KB) ( 1244 )  
    采用共沉淀法制备了不同 NiO 负载量的 NiO/Al2O3 催化剂, 并用于 NOx 储存还原技术去除 NOx 反应中. 结果表明, 当 Ni/Al 摩尔比为 0.3 时, NiO/Al2O3 样品的 NOx 吸附量最大; 随着 Ni 含量的增加, NiAl2O4 晶相减少. 沉淀物在高温煅烧前利用低温等离子体处理后, 所得催化剂吸附 NOx 的能力明显增强, 当 Ni/Al 摩尔比为 0.3 的催化剂, NOx 吸附量由未处理时的 345 μmol/g 增至经处理后的 477 μmol/g. 研究发现, 经低温等离子体处理后, 催化剂上粒子更加分散, 比表面积增大. 另外, 利用原位红外光谱分析了催化剂吸附 NOx 的机理. 结果表明, 吸附的 NO 首先在催化剂表面以桥式亚硝酸盐形式存在, 然后转变成不同形式的硝酸盐.
    Tungstophosphoric Acid Supported on Highly Organosoluble Polyamide (PW12/PA): Highly Efficient Catalysts for the Synthesis of Novel 1,3,5-Triaryl-2-pyrazoline Derivatives
    Razieh FAZAELI1,*, Hamid ALIYAN2, Shadpour MALLAKPOUR3,4, Zahra RAFIEE5, Maryam
    2011, 32 (4):  582-588.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60203-3
    摘要 ( 2778 )   [Full Text(HTML)] () PDF(337KB) ( 1430 )  
    A novel compound constructed from polyoxometalate (H3PW12O40, PW12) and poly(amidoamine) (PA) was prepared at room temperature in an aqueous solution by an impregnation method. A series of novel 1,3,5-triaryl-2-pyrazoline derivatives was synthesized by the reaction between chalcone and phenylhydrazine in the presence of the title compound, PW12/PA, in high yields. The structures of the compounds obtained were determined by IR and 1H NMR spectra.
    La2O3 对 Pd 密偶催化剂性能的影响
    姚艳玲, 方瑞梅, 史忠华, 龚茂初, 陈耀强
    2011, 32 (4):  589-594.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60204-5
    摘要 ( 3471 )   [Full Text(HTML)] () PDF(449KB) ( 923 )  
    采用浸渍法制备了不同 La2O3 含量的 Pd 密偶催化剂. 使用低温 N2 吸附-脱附、X 射线衍射、H2 程序升温还原、CO 化学吸附和 X 射线光电子能谱等技术考察了 La2O3 对催化剂性能的影响. 模拟汽车尾气条件考察了催化剂上丙烷的转化活性. 活性测试结果表明, La2O3 的添加能显著提高催化剂对丙烷的转化活性和催化剂的热稳定性. H2-TPR 结果表明 La2O3 的添加降低了催化剂的还原温度, 提高了催化剂的氧化还原性能. CO 化学吸附和 XPS 结果表明, La2O3 的添加提高了 Pd 物种的分散, 降低了 Pd 的平均颗粒度. La2O3 的最佳添加量为 10%.
    Protection of Hydroxyl Groups as a Trimethylsilyl Ether by 1,1,1,3,3,3-Hexamethyldisilazane Promoted by Aspartic Acid as an Efficient Organocatalyst
    Arash GHORBANI-CHOGHAMARANI*, Masoomeh NOROUZI
    2011, 32 (4):  595-598.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60210-0
    摘要 ( 2423 )   [Full Text(HTML)] () PDF(261KB) ( 1412 )  
    A wide variety of alcohols and phenols were protected as trimethylsilyl ethers using 1,1,1,3,3,3-hexamethyl disilazane catalyzed by aspartic acid as a non-toxic, metal-free, and green organocatalyst at room temperature in acetonitrile under mild and heterogeneous conditions. The procedure is operationally simple and the silylated product was obtained in high yield and purity.
    微波功率和微波作用时间对脉冲微波辅助化学还原合成的 Pt/C 催化剂性能的影响
    王喜照 1,2, 郑俊生 1,2,a, 符蓉 1,3, 马建新 1,2,b
    2011, 32 (4):  599-605.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60213-6
    摘要 ( 3954 )   [Full Text(HTML)] () PDF(1056KB) ( 1183 )  
    采用脉冲微波辅助化学还原法制备了质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 用 Pt/C 催化剂. 通过 X 射线衍射 (XRD) 和高分辨透射电镜 (HRTEM) 等分析技术对催化剂的微观结构和形貌进行了表征. 利用循环伏安 (CV) 法计算了催化剂的电化学比表面积. 在此基础上制备了膜电极 (MEA) 并组装成单电池, 考察了制备的 Pt/C 催化剂作为单电池阴极催化剂材料的电催化性能. 微波功率和微波作用时间对 Pt 颗粒直径和分散有重要影响. XRD 和 HRTEM 结果表明, 在微波功率为 2 kW, 微波作用 12 s, 豫驰 180 s, 且重复 6 次的条件下, 制得的催化剂中铂纳米粒子颗粒直径小, 分散均一, 其平均粒径为 1.9 nm. CV 结果表明, 该条件下制得的催化剂电化学比表面积达到 72.3 m2/g, 且该催化剂对应的单电池最高功率密度为 0.572 W/cm2.
    用于质子交换膜燃料电池抗 CO 的 Pt-CeO2/C 催化剂的制备和表征
    张海艳 1,2, 林瑞 1,3, 曹春晖 1,3, 马建新 1,2,3
    2011, 32 (4):  606-611.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01229
    摘要 ( 3449 )   [Full Text(HTML)] () PDF(539KB) ( 1604 )  
    采用一步沉淀法, 制备了纳米级 Pt-CeO2/C 电催化剂. 透射电镜和 X 射线衍射表征结果表明, 制备的催化剂 Pt 颗粒均匀分散于碳载体表面, 其粒径主要分布于 1.5~2.5 nm. 将 Pt-CeO2/C 催化剂制备成质子交换膜燃料电池膜电极, 经循环伏安和单电池极化曲线测试发现, Pt-CeO2/C 催化剂性能与 Pt/C 催化剂的相当. 一氧化碳消除伏安测试和单电池的抗一氧化碳性能测试结果表明, Pt-CeO2/C 催化剂具有很好的抗一氧化碳氧化性能.
    Ni/HZSM-5 催化剂的结构及其催化山梨醇水相加氢合成烷烃性能
    邱珂 1,2, 章青 1, 江婷 1,2, 马隆龙 1, 王铁军 1, 张兴华 1,2, 丘明煌 1,2
    2011, 32 (4):  612-617.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01016
    摘要 ( 3529 )   [Full Text(HTML)] () PDF(589KB) ( 1058 )  
    采用浸渍法制备了 Ni/HZSM-5 双功能催化剂, 考察了焙烧温度对催化剂结构及其催化山梨醇水相加氢合成 C5~C6 烷烃性能的影响. 结果表明, 在金属中心和酸性载体的协同作用下, 通过山梨醇中 C–O 键加氢和异构化高选择性合成了 C5~C6 烷烃. 经 500oC 焙烧的 Ni/HZSM-5 催化剂上山梨醇水相加氢的活性最高, 山梨醇转化率为 62.0%, 戊烷和己烷的总选择性为 76.4%, 其中异己烷选择性达 45.4%. 对催化剂进行 N2 物理吸附、X-射线衍射、NH3 程序升温脱附和 H2 程序升温还原等表征后发现, 经 500oC 焙烧催化剂的有效比表面积和孔体积均明显增大, HZSM-5 负载的硝酸镍分解成较小晶粒的 NiO, 表面酸量适中, 且 Ni 物种与载体相互作用较强, 较易被 H2 还原, Ni 还原度达 100%. 这是其催化活性最高的原因.
    粒径可控的纳米铁酸铋的制备及其光催化性能
    县涛 1,2, 杨华 1,2, 戴剑锋 1,2, 魏智强 1,2, 马金元 2, 冯旺军 2
    2011, 32 (4):  618-623.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01210
    摘要 ( 3422 )   [Full Text(HTML)] () PDF(656KB) ( 2302 )  
    采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法制备了 BiFeO3 纳米颗粒, 利用热重-差热、红外光谱及 X 射线衍射等手段研究了干凝胶的热分解及 BiFeO3 的成相过程. 结果表明, 在 600 °C 煅烧可制备出高纯的 BiFeO3 纳米颗粒. 同时发现, 随着双丙烯酰胺含量的增加, 所得样品晶粒尺寸逐渐减小, 从而制备出平均粒径约 52~110 nm 的系列 BiFeO3 颗粒, 颗粒尺寸分布均匀, 形貌规整, 近似呈球形. 以甲基橙为目标降解物, 研究了 BiFeO3 纳米颗粒的光催化性能. 结果表明, 在紫外光和可见光辐照下该纳米颗粒均表现出良好的光催化活性, 且随着颗粒尺寸减小, 催化活性增加. 适宜的甲基橙初始浓度为 10 mg/L, 催化剂用量约为 2.5 g/L.
    Co3O4/C 催化氧还原反应的活性及机理
    李赏, 朱广文, 邱鹏, 荣刚, 潘牧
    2011, 32 (4):  624-629.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01012
    摘要 ( 3429 )   [Full Text(HTML)] () PDF(598KB) ( 3143 )  
    采用液相控制沉淀法制备了平均粒径约为 10 nm 的 Co3O4/C 催化剂, 运用 X 射线衍射和透射电镜对催化剂进行了表征, 通过循环伏安法和线性扫描伏安法测试了催化剂催化氧还原反应的性能. 结果表明, 在酸性条件下, Co3O4/C 对氧还原反应具有电催化活性. 利用 Koutecky-Levich 理论计算得到了交换电流密度为 1.1x10-9  A/cm2, 电子转移数为 2.0569, 表明氧还原过程是两电子还原过程. 利用 Materials Studio 分子模拟软件对 Co3O4 表面上氧吸附过程进行了模拟, 计算得到了 O 和 Co 原子吸附前后的态密度、电子密度、键长和吸附能. 结果表明, 几何构型的限制使得 O 在 Co 活性点上只能发生端基吸附, 吸附后 O 2p 轨道和 Co 3d 轨道重叠杂化, 生成新的化学键. 这主要是通过 Co 原子周围的电子向 O 原子周围富集来弱化 O2 中的 π 键, 并活化未吸附端 O 原子, H+ 易从另一侧与未吸附端 O 原子形成新的化学键, 发生二电子反应.
    核苷酸锆固定化脂肪酶的制备及其催化性能
    陶维红, 杨立荣, 徐刚, 乔元彪, 吴坚平
    2011, 32 (4):  630-636.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01129
    摘要 ( 3006 )   [Full Text(HTML)] () PDF(502KB) ( 898 )  
    开发了以核苷酸锆纳米颗粒为载体固定化脂肪酶的方法, 考察了固定化时间、缓冲液 pH 值及浓度和酶载量等因素对固定化酶在有机相中催化烯丙醇酮酯交换反应性能的影响. 结果表明, 一元尿苷酸锆 (粒径 30~50 nm) 是较佳的载体, 在磷酸缓冲液 pH = 8.0 和浓度为 0.03 mol/L 时, 酶与载体质量比为 4, 固定化 6 h 制得的固定化酶效果最佳. 固定化酶的活力回收率是游离酶的 6.8 倍; 对映体选择率 (E = 200) 明显高于游离酶 (E = 86). 以一元尿苷酸锆作为载体制得的固定化酶的操作稳定性显著提高, 重复利用 20 批次后残余活力为 58.7%, 而游离酶仅为 4%.
    二氧化钛纳米管阵列光电催化同时降解苯酚和 Cr(VI)
    王后锦1,2, 吴晓婧1,2, 王亚玲1,2, 焦自斌1, 颜声威1, 黄浪欢1,2
    2011, 32 (4):  637-642.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01246
    摘要 ( 3276 )   [Full Text(HTML)] () PDF(443KB) ( 1189 )  
    采用电化学阳极氧化法在纯钛箔基底上制备了 TiO2 纳米管阵列, 并运用 X 射线衍射、扫描电镜和电化学工作站对其进行了表征. 结果表明, 所制样品是锐钛矿相, 管径约为 100 nm, 管长约为 2 um, 在 0.5 V 偏压下光电流最大. 以苯酚和 Cr(VI) 混合溶液为目标污染物, 考察了 TiO2 纳米管阵列光电催化同时去除苯酚和 Cr(VI) 的反应性能, 探讨了催化方式、溶液 pH 和污染物初始浓度对其催化性能的影响. 结果表明, 采用光电催化方式, 苯酚和 Cr(VI) 的去除率分别达 86.7% 和 96.9%, 而光催化方式下则分别仅为 48.2% 和 65.2%. 酸性条件下有利于 TiO2 纳米管阵列光电催化同时去除苯酚和 Cr(VI), 且在 pH = 2 时, 效果最佳. Cr(VI)-苯酚共存体系中, Cr(VI) 及苯酚的去除率均较单一组分体系的高; Cr(VI) 的还原与苯酚的氧化之间产生了协同效应, 共同促进了苯酚与 Cr(VI) 的去除.
    水促进的氯化钌催化 α-蒎烯加氢反应
    杨晓 1, 刘仕伟 1, 解从霞 2,*, 于世涛 1, 刘福胜 1
    2011, 32 (4):  643-646.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01225
    摘要 ( 3052 )   [Full Text(HTML)] () PDF(360KB) ( 925 )  
    考察了水促进的 RuCl3 催化 α-蒎烯加氢反应. 结果表明, 同传统催化剂或无水 RuCl3 相比, 水对 α-蒎烯加氢反应具有明显的促进作用, 可显著提高蒎烷选择性及产物中蒎烷顺反比, 且容易实现产物的分离及催化剂的循环使用. 在 RuCl3•3H2O 用量 1.8 mg, α-蒎烯 2.5 g, m(H2O):m(α-蒎烯) = 4:1 下, 160 oC, 5 MPa H2 条件下反应 5 h, α-蒎烯转化率达 99.7%, 蒎烷顺反比为 28, 其中顺式蒎烷选择性为 96.3%. 此外, 分离所得溶有 RuCl3 水相不经任何处理重复使用 5 次, 其催化活性不变, 具有较好的重复使用性能.
    多级孔WO3/ZrO2 固体酸催化剂的制备与表征
    陈崇城 1,2, 陈航榕 1,a, 俞建长 2,b, 叶争青 1, 施剑林 1
    2011, 32 (4):  647-651.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01203
    摘要 ( 2944 )   [Full Text(HTML)] () PDF(701KB) ( 1331 )  
    氧化钨; 氧化锆; 多级孔; 固体超强酸; 乙酸; 正丁醇; 酯化; 乙酸乙酯; 重复使用性
    凹凸棒石负载的 Cu-Mn-Ce 催化剂上甲苯氧化反应性能
    宋磊, 陈天虎, 李云霞, 刘海波, 孔德军, 陈冬
    2011, 32 (4):  652-656.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01218
    摘要 ( 2933 )   [Full Text(HTML)] () PDF(802KB) ( 1147 )  
    采用浸渍法制备了凹凸棒石 (PG) 负载 Cu-Mn-Ce 催化剂, 运用 X 射线衍射、透射电镜和 H2 程序升温还原等方法对催化剂进行了表征, 并将催化剂用于氧化降解甲苯反应中, 考察了不同活性组分、Ce 添加量以及催化剂焙烧温度对催化剂活性的影响, 探讨了催化剂中活性组分的存在形式及与催化氧化活性的关联. 结果表明, 催化剂中 Cu, Mn 和 Ce 分别以 CuO, Mn2O3 和 CeO2 的形式负载于棒状结构的 PG 表面, 且呈高度分散的纳米颗粒. Ce 的添加促进了 CuMn2O4 尖晶石结构的形成, 且显著提高了甲苯转化率. 当 Ce/Cu 摩尔比为 0.3 且在 500 oC 焙烧时催化剂活性最高, 288 oC 时甲苯转化率达到了 99%.
    亚乙基桥联-(4-取代茚)(芴) 锆金属络合物的合成及其催化 α-烯烃聚合反应
    黄文忠, 马海燕a, 黄吉玲b
    2011, 32 (4):  657-665.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01239
    摘要 ( 2911 )   [Full Text(HTML)] () PDF(633KB) ( 906 )  
    首次合成了 3 个 C1-对称亚乙基桥联型-(4-取代茚)(芴) 锆络合物 2a~2c. 并以甲基铝氧烷 (MAO) 为助催化剂用于催化丙烯聚合反应, 所得聚丙烯具有较高的等规立构规整度, 且随聚合温度的降低而升高. 0 oC 时茚环 2-位有甲基取代的络合物 2a 表现出最高的等规选择性, 为 93.6%; 而 60 oC 时络合物 2a~2c 都表现出最高的催化活性, 其中络合物 2a 的为 7.80x106 g PP/(mol-Zr.h). 该类络合物也表现出很高的催化乙烯聚合活性, 得到线性宽分布聚乙烯, 其中以茚环 4-异丙基取代的络合物 2c 活性最高, 在 Al/Zr 比低至 500 时仍可达 3.45 x106 g PE/(mol-Zr.h).
    TiO2 纳米管阵列负载MnOx 复合催化剂的脱硝性能
    赵崇斌, 杨杭生, 周环, 邱发敏, 张孝彬
    2011, 32 (4):  666-671.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01127
    摘要 ( 3166 )   [Full Text(HTML)] () PDF(821KB) ( 1081 )  
    研究了 TiO2 纳米管阵列负载的 MnOx 复合物选择性催化还原 NOx 的性能. 结果显示, 在 150~250 oC 下该催化剂脱除 NOx 的效率达 90% 以上 (200 oC 下为 99% 以上), 表现出优异的中低温脱硝性能. 当反应温度更高时, 有可能使反应进入努森扩散控制状态, 从而在一定程度上抑制了催化反应的进行.
    合成气制 C2 含氧化合物 Rh-Mn/SiO2 催化剂上 CO 吸附的红外光谱研究
    陈明英1, 翁维正1,a, 华卫琦2, 伊晓东1, 万惠霖1,b
    2011, 32 (4):  672-681.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01132
    摘要 ( 3213 )   [Full Text(HTML)] () PDF(921KB) ( 1154 )  
    采用浸渍法制备了一系列不同 Mn 含量的 Rh-xMn/SiO2 (x 为 Mn/Rh = 0~3) 催化剂, 在对催化剂进行透射电镜、X 射线衍射表征和 CO 加氢制 C2 含氧化合物催化性能评价的基础上, 采用红外光谱技术分别考察了 50 和 280 oC 下 CO 在催化剂上的吸附, 以及 50~280 oC 内合成气在 Rh/SiO2 和 Rh-0.5Mn/SiO2 催化剂上的程序升温反应, 并在真空和 CO 气氛中考察了 Rh-3Mn/SiO2 催化剂上孪生 CO 吸附物种随温度的变化情况. 结果表明, 在 CO 气氛中, 当温度升至 200oC 时, 孪生 CO 吸附物种消失, 表明在反应温度下可能不存在 Rh+, 即 Rh+可能不是 CO 插入的活性位; Mn 的添加有助于倾斜式 CO 吸附物种的生成; 在合成气反应中 Mn 通过促进高位能甲酰基中间态的生成, 提高了催化剂氢助解离 CO 的能力. 这与适量添加 Mn 使催化剂上 CO 转化率提高的结果一致. 同时, Mn 的添加还有助于削弱线式 CO 吸附物种的 Rh–C 键, 使其更易于在表面上迁移, 进而有利于 CO 的插入, 提高 C2 含氧化合物的选择性.
    MgO 催化剂上以 H2O2 为氧源的苯乙烯环氧化反应
    边晓连, 谷庆明, 石雷, 孙琪*
    2011, 32 (4):  682-687.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01161
    摘要 ( 3094 )   [Full Text(HTML)] () PDF(513KB) ( 1186 )  
    采用直接焙烧 Mg(NO3)2•6H2O 制备了固体 MgO 催化剂, 并以 H2O2 为氧源, 乙腈为溶剂, 考察了其对苯乙烯环氧化反应的催化性能. 运用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、热重和 CO2 程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明, MgO 表面碱的强度在苯乙烯环氧化反应中起主导作用, 而其表面的碱量、比表面积及孔体积等的影响较小. 经 750 oC 焙烧制得 MgO-750 样品的碱性最强, 其催化性能最佳. 在 H2O2/苯乙烯摩尔比 = 6, 于 60 oC 反应 10 h 时, 苯乙烯转化率为 97.0%, 环氧苯乙烷选择性为 88.4%.
    通过聚苯的磺化和碳化制备酸性树脂-碳复合材料
    赵鹬, 冯宏枢, 谢建新, 沈俭一
    2011, 32 (4):  688-692.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01204
    摘要 ( 2314 )   [Full Text(HTML)] () PDF(503KB) ( 905 )  
    用浓硫酸在 170 oC 下处理聚苯, 发生了磺化和碳化过程, 生成了一种酸性树脂-碳复合材料. 其比表面积为 14 m2/g, 与磺酸基相关的强酸量为 1.2 mmol/g, 氨吸附量热测定的起始吸附热较高, 表明表面磺酸基没有形成焦硫酸根; 部分磺酸基在 400oC 以上才开始分解, 表现出很高的热稳定性. 该强酸性复合材料在异戊烯与甲醇醚化生成甲基叔戊基醚的反应中显示出较高的催化活性, 优于用葡萄糖碳化和磺化得到的强酸性碳材料.
    咪唑根碱性离子液体在水介质 Knoevenagel 反应中的催化作用
    陈学伟, 宋红兵, 李雪辉*, 王芙蓉, 钱宇
    2011, 32 (4):  693-698.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01238
    摘要 ( 3121 )   [Full Text(HTML)] () PDF(481KB) ( 1008 )  
    报道了咪唑根 1-丁基-3-甲基咪唑 ([Bmim]Im) 碱性离子液体的合成与表征, 该离子液体具有强碱性和较好的热稳定性. 碱性离子液体[Bmim]Im 用于催化水介质中 Knoevenagel 反应, 发挥了碱催化剂与相转移催化剂双重作用. 此外, 离子液体[Bmim]Im 及其水溶液还具有良好的循环使用性能. 水介质、低催化剂用量、室温与高收率、简单的后处理操作是该催化体系的主要特点.
    以酚醛树脂为碳源的碳改性 TiO2 可见光光催化剂
    陈立静, 王婷, 陈锋*, 张金龙
    2011, 32 (4):  699-703.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01216
    摘要 ( 3406 )   [Full Text(HTML)] () PDF(605KB) ( 1228 )  
    以合成的水溶性酚醛树脂 (PF) 和 TiO2 为原料, 在 N2 气氛下焙烧制备了碳改性 TiO2催化剂 PF/TiO2, 并采用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、X 射线光电子能谱和紫外-可见漫反射吸收光谱对样品进行了表征. 结果表明, PF/TiO2催化剂具有和原料 TiO2相同的晶相和形貌, 且在可见光区产生明显的吸收. 另外, 在样品表面存在 Cn, C–OH(C–O–C) 和 C=O(COO) 物种, 表明其表面存在石墨 C 材料. 这证实沉积在 TiO2 表面的 PF 在焙烧过程中发生了碳化. 以甲基橙为模型污染物, 在可见光下评价了 PF/TiO2 的光催化性能, 发现 PF/TiO2 的光催化剂活性大大高于 TiO2. 当 PF 用量为 2% 时, PF/TiO2 中碳含量为 1.33%, 此时催化剂的可见光光催化活性最高.