以MCM-41作载体的磷化镍催化剂的加氢脱氮性能

采用原位还原方法制备了以MCM-41作载体的磷化镍催化剂，并以喹啉作模型化合物考察了其加氢脱氮（HDN）反应性能。结果表明，由MCM-41担载制备的磷化镍催化剂的HDN活性远高于传统的硫化态Ni—W催化剂，最佳Ni／P摩尔比为1．0～1．25。从反应中间体和产物分析结果可以看出，磷化镍催化剂表现出很高的加氢活性，这可能是磷化镍催化剂具有较高脱氮活性的主要原因。当NiO和P2O5总担载量低于40％时，催化剂活性随着NiO和P2O5总担载量的增加而增加，其最佳担载量为30％。XRD结果表明，NiaP与Ni12P5同为HDN活性相。但Ni2P活性更高。

TiO_2的加入对非负载的Ni_2P催化剂加氢脱氮性能的促进作用

分别采用共沉淀法和浸渍法将TiO2引入到非负载的磷化镍(Ni2P)催化剂中,并以喹啉(Q)作为模型化合物,考察了2种方法制备的Ti-Ni2P催化剂对喹啉加氢脱氮(HDN)反应性能的影响。同时,采用XRD、N2吸附和XPS手段表征了所制备的催化剂。结果表明,采用共沉淀法和浸渍法引入的TiO2均对Ni2P催化剂HDN反应活性有很大的促进作用,用浸渍法制备的Ni2P催化剂活性更高。存在于Ni2P表面的TiO2与Ni2P之间存在相互作用是促进Ni2P HDN活性的主要原因。浸渍法制备的Ni2P催化剂表面的TiO2含量更高,因此对HDN反应活性的促进效果更加显著。

微量TiO_2对Ni/SiO_2催化剂催化顺酐加氢制γ-丁内酯的促进作用

采用等体积浸渍法分别制备了Ni/SiO2和含TiO2的Ni/SiO2催化剂,采用XRD、TPR、XPS、N2吸附-脱附技术对催化剂进行了表征,并将催化剂应用于顺酐液相加氢制γ-丁内酯反应中,考察了Ni含量、TiO2添加量、催化剂还原温度对催化剂活性的影响。结果表明,Ni/SiO2催化剂对顺酐液相加氢制γ-丁内酯反应具有很高的催化活性,γ-丁内酯选择性很高;Ni/SiO2添加微量助剂TiO2,可以提高该反应的γ-丁内酯选择性。推测可能是由于TiO2促进了催化剂的还原,产生更多的活性中心,并且在400℃还原时,Ni和TiO2之间产生了强金属-载体相互作用(SMSI效应),TiO2富集到Ni的表面,将电子转移到Ni上,产生了更多有利于吸附羰基的活性中心,从而提高了γ-丁内酯选择性。

以MCM-41为载体制备W系加氢脱氮催化剂

研究了以MCM-41为载体负载Ni-W催化剂对喹啉的加氢脱氮反应性能.结果表明,当Ni与W摩尔比为0.5时,喹啉的加氢脱氮反应活性最高.Ni-W催化剂比Ni-Mo和Co-Mo催化剂具有更高的活性,可能是因为其加氢活性高的缘故.H2S对喹啉的加氢脱氮反应有较强的抑制作用,主要是因为H2S抑制了喹啉的加氢步骤.

溶剂对Pd/C催化四氯化碳液相加氢反应的影响

考察了活性组分、载体、Pd含量及溶剂对四氯化碳液相催化加氢转化为氯仿反应的影响。实验结果表明,质量分数0.5%的Pd/C是四氯化碳液相催化转化的较优催化剂。溶剂对该反应的速率和产品分布有显著影响,在正庚烷、甲苯和甲醇3种溶剂中,甲醇最利于提高Pd/C催化剂的活性,且四氯化碳转化的平均反应速率随着甲醇含量的增加呈现先增大后减小的趋势,氯仿的选择性随着甲醇含量的增加有所降低。当甲醇和四氯化碳的体积比为2:1时,四氯化碳转化速率最高。甲醇和四氯化碳的体积比为1∶10时,氯仿的选择性达90%。

甲醇为氢源四氯化碳原位加氢脱氯反应研究

制备了一系列不同Ag含量的Ag/C催化剂,以甲醇为氢源,研究了四氯化碳原位加氢脱氯的反应性能。采用N_2物理吸附、XRD、TEM和XPS等技术对催化剂反应前后的性质进行表征。结果显示,Ag催化剂在反应过程中转变为AgCl,但是催化剂上Ag^0和Ag^(+1)物种共存。甲醇分解产生的甲醛促进了Ag^(+1)向Ag^0和的转变。从产物分布分析,二氯甲烷和氯仿的选择性保持6∶4,说明这两种反应是平行反应。结合产物组成和表征结果提出了初步反应机理。

如何通过物理化学实验提高学生创新能力

本文结合物理化学实验的特点,从激发学生的兴趣、锻炼学生的创新思维、培养学生严谨的学风和培养学生扎实的基础知识和开阔的视野等四个方面详细论述了如何通过物理化学实验提高学生的创新能力。

浅谈如何通过毕业论文培养学生的科研创新能力

结合毕业论文的特点,从拟题、阅读文献、实验方案和动手操作等四个主要方面详细论述了如何通过毕业论文培养学生的科研创新能力。

加氢脱氮反应与加氢脱氮催化剂的研究进展

介绍石油馏分中主要含氮组分和其结构特性 ,以及典型含氮化合物的加氢脱氮反应网络、反应机理、反应动力学 ,阐述了加氢脱氮催化剂改性的不同途径 :载体的改性、活性组分和助剂的选择。

环己基苯催化氧化合成苯酚和环己酮

以环己基苯和氧气为原料,经氧化反应合成了环己酮和苯酚;考察了催化剂和溶剂种类对反应的影响,并对反应条件进行了优化;分别用气相色谱仪和气质联用仪对产物进行定量和定性分析。实验结果表明,对于该反应,N-羟基邻苯二甲酰亚胺是较好的催化剂,乙腈是合适的溶剂;优化的反应条件为:氧压1.1 MPa,75℃下反应3 h。在此条件下,环己基苯的转化率为40.2%,环己酮和苯酚的选择性分别为95.6%和98.4%。催化剂和溶剂可循环使用。过高的反应温度和氧压会导致副反应的发生,副产物主要为1-苯基环己醇、苯戊酮和苯己酮。

Co-Mo/MCM-41上二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学研究

以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,在高压滴流床反应器上考察了以MCM-41担载不同原子物质的量比的Co-Mo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性,并在总压5.0MPa、温度280～340℃和液时空速30～90h-1条件下,研究了HDS的反应动力学.利用假1级平推流反应模型求得了DBT加氢脱硫反应的表观反应速率常数和表观反应活化能.根据DBT加氢脱硫反应网络中氢解路径的速率常数和加氢反应路径的速率常数随Co和Mo原子物质的量比的变化关系可以看出,氢解反应和加氢反应在不同的活性中心上进行,Co的引入强化了催化剂的氢解反应活性.在不同Co和Mo原子物质的量比的催化剂上进行反应时,DBT加氢脱硫反应的表观活化能不同.Co和Mo原子物质的量比为0.25、0.50、0.75和1.0时的表观活化能分别为111.0、92.9、82.1和101.4kJ.mol-1.研究结果表明,表观活化能与反应活性有很好的相关性.

MCM-41-HY复合分子筛的合成及其在深度加氢脱硫中的应用

在水热条件下合成了包覆型MCM-41-HY复合分子筛.采用XRD、N2气吸附和SEM等方法对其进行了表征.结果表明,MCM-41-HY复合分子筛和MCM-41与H型Y沸石(HY)的机械混合物明显不同,在复合分子筛MCM-41-HY中,中孔相MCM-41附晶生长在HY沸石上,将HY包覆起来.以二苯并噻吩为模型化合物,考察了该材料担载NiMo催化剂的加氢脱硫活性.结果表明,MCM-41-HY复合分子筛与MCM-41和HY的机械混合物担载NiMo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性相当,但MCM-41-HY复合分子筛担载NiMo催化剂的裂化活性较低.其裂化活性不同的原因在于其载体孔道结构和酸性位的分布不同.

苯加氢烷基化制环己基苯催化剂的制备与工艺条件的考察

采用等体积浸渍法制备了Ni-Cu/Hβ双功能催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、TEM和NH3-TPD方法对催化剂进行了表征,并将其用于催化苯加氢烷基化制备环己基苯的反应,考察了催化剂的制备条件(Ni负载量、Ni和Cu的来源、助催化剂的种类)和反应条件(反应时间、反应温度、氢气压力、催化剂用量)对反应的影响。实验结果表明,适宜的催化剂制备条件和反应条件为:Ni和Cu的来源分别为乙酸镍和硝酸铜、负载量分别为4%(w)和0.2%(w);反应温度210℃、氢气压力2 MPa、反应时间1 h、催化剂用量5%(w)(基于苯的质量)。在此条件下,苯的转化率可达57.74%,环己基苯的选择性可达71.38%。催化剂的金属活性位和酸性是苯加氢烷基化的关键因素。

哌啶对Mo/MCM-41催化剂上二苯并噻吩加氢脱硫反应的影响

在固定床反应器上考察了哌啶对二苯并噻吩(DBT)的加氢脱硫(HDS)反应活性及反应路径的影响。反应所用催化剂为MCM-41分子筛担载的Co-Mo或Ni-Mo硫化物,MoO3的负载量为20%,Co(Ni)与Mo的摩尔比为0.75。反应前,催化剂用10% H2S和90% H2的混合气进行硫化,硫化温度为400℃,硫化时间为3 h。HDS反应压力为5.0 MPa,温度为260-340℃,催化剂用量为0.2 g。反应原料为含哌啶和DBT分别为0-0.3%和0.8%的十氢萘溶液,液时空速为27 h-1。研究结果表明,无论是在Co-Mo／MCM-41 催化剂上还是在Ni-Mo／MCM-41催化剂上进行DBT的HDS反应,少量哌啶的存在都会大幅度降低催化剂的活性。由DBT的HDS反应产物的选择性分析发现,哌啶对HDS的抑制作用主要体现在对加氢反应路径的毒害作用。随着反应温度的升高,哌啶的加氢脱氮活性提高,HDS的反应活性接近于原料中没有哌啶时的活性,说明哌啶的毒害作用可能是因为它与含硫化合物竞争吸附而低温下加氢脱氮活性较低所致。

MCM-41担载的镍钼硫化物上二苯并噻吩的加氢脱硫反应动力学

采用高压滴流床反应器研究了在WHSV =30～ 90h-1,p =5 0MPa和θ=2 80～ 340℃的条件下 ,二苯并噻吩 (DBT)在不同Ni含量的Ni Mo/MCM 4 1催化剂样品上的加氢脱硫 (HDS)反应动力学 .应用拟 1级活塞流模型计算了该系列催化剂上的HDS反应的表观反应速率常数以及加氢反应路径和氢解反应路径的反应速率常数 .结果表明 ,加氢反应路径的速率常数和氢解反应路径的速率常数在同一个数量级上 ,说明在Ni Mo/MCM 4 1上进行DBT的HDS反应时 ,这两个平行的反应路径是并重的 .随着催化剂中Ni/Mo原子比的增大 ,两个反应路径的速率常数均增大 ,并在Ni/Mo原子比为 0 75时达到最大值 .当Ni/Mo原子比增大到 1 0时 ,两个反应路径的速率常数均大幅下降 .根据Arrhenius方程求得了DBT在Ni Mo/MCM 4 1上进行HDS反应的表观活化能 .结果表明 ,催化剂的活性与表观活化能存在明显的相关关系 ,活化能越低 。

以SiO_2为载体的磷化钼催化剂上喹啉的加氢脱氮反应

通过原位还原方法制备了以SiO2为载体的磷化钼（MoP）催化剂。采用喹啉作为模型化合物，在300～360℃、5．0 MPa和MHSV为21 h^-1的条件下，考察了MoP／SIO2催化剂的加氢脱氮（HDN）反应活性和产物分布。结果表明，MoP／SiO2催化喹啉的HDN反应中。喹啉首先加氢饱和生成十氢喹啉（DHQ），然后再开环并脱氮生成丙基环基烷（PCH）。同时，考察了二苯并噻吩（DBT）对MoP／SiO2催化喹啉的HDN反应活性及反应路径的影响。未加DBT时。MoP／SiO2催化剂表现出较高的HDN活性和加氢能力。C—N键的氢解是HDN反应速率的控制步骤。加入DBT后，即使加入的量很少，喹啉的脱氮率也明显降低。DBT对MoP／SiO2催化喹啉的HDN反应的影响主要体现在对喹啉的加氢反应路径的抑制，说明DBT和喹啉在MoP／SiO2催化剂的加氢活性位上存在着强烈的竞争吸附，此时HDN反应速率的控制步骤由氢解步骤转为加氢步骤。

咖啡渣基新型氮杂化炭材料制备与催化环己基苯氧化

将咖啡渣在氨气氛中高温热处理,制备氮杂化炭材料。采用X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氮气吸附-脱附(BET)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)等方法对其进行表征,采用X射线光电子能谱(XPS)测定其掺氮量,并将其用于催化氧化环己基苯(CHB)合成苯酚和环己酮,考察了咖啡渣的热处理温度和反应条件(O2压力、反应温度和时间)对上述反应的影响。结果表明,700℃氨气氛中制备的咖啡渣基氮杂化炭材料(NC-700)具有较好的催化性能,其中所含石墨氮杂化结构对形成催化活性中心起重要作用;以NC-700为催化剂,在130℃、0.9 MPa O2分压下反应4h,CHB转化率为18.3%,环己酮和苯酚的选择性分别为81.8%和70.7%。NC-700循环使用10次,其催化性能没有明显变化。表明NC-700是可用于CHB氧化合成苯酚和环己酮的性能稳定、易回收利用、无污染的新型催化剂。

Na^+、K^+离子交换对Co-Mo/MCM-41加氢脱硫催化剂的影响

用偏硅酸钠和正硅酸乙酯作硅源制备了MCM-41(分别记作MCM-41(S)和MCM-41(T))分子筛,并用Na2C2O4和K2C2O4对MCM-41(S)进行了碱金属离子交换改性。以质量分数0.8%的二苯并噻吩(DBT)的十氢萘溶液为模型化合物,考察了不同MCM-41担载的Co-Mo硫化物催化剂对DBT的加氢脱硫反应性能。结果表明,MCM-41担载的Co-Mo催化剂加氢活性较低,DBT主要通过直接脱硫反应路径脱硫。其活性顺序为:Co-Mo/MCM-41(T)>Co-Mo/MCM-41(S)>Co-Mo/MCM-41(K)>Co-Mo/MCM-41(Na)。UV-Vis结果表明,部分Co与MCM-41(S)中少量Al发生相互作用,生成了CoAl2O4,是造成Co-Mo/MCM-41(S)活性降低的重要因素。而在Co-Mo/MCM-41(K)和Co-Mo/MCM-41(Na)中,除CoAl2O4物种之外,碱金属的引入还促进了Co3O4物种的形成,使其活性进一步降低。

硅胶固定功能化离子液体的制备及其在5-羟甲基糠醛合成中的应用

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷将磺基功能化离子液体—N-磺丙基咪唑盐化学键合到微球硅胶上,制得微球硅胶固定化离子液体(IL3)。用FTIR、TG、13C NMR、SEM、BET及酸度测定等测试技术对IL3进行了表征,并考察其在果糖脱水合成5-羟甲基糠醛(HMF)过程中的催化性能。研究结果表明,氯丙基三甲氧基硅烷可以将磺基功能化咪唑型离子液体化学键合到微球硅胶上。微球硅胶固定化磺基咪唑离子液体能有效催化果糖脱水生成HMF。果糖在固载率45.4%的IL3催化下、乙二醇甲醚(EGME)溶剂中、115℃反应5 h,HMF收率可达82.1%。催化剂循环使用4次后,HMF的收率下降为53.0%。

非异氰酸酯路线由微藻油与CO2合成聚氨酯

通过非异氰酸酯合成微藻油基聚氨酯(MOPU)。以微藻油(MAO)为原料,经甲酸催化、双氧水环氧化合成环氧化藻油(EMAO),接着与CO2在四丁基溴化铵和碘化钾催化下反应制备碳酯化微藻油(CMAO),再与二元胺反应得到MOPU。用1H-NMR和FT-IR对化合物结构进行表征,用DSC和TG对固化反应进行分析。考察了反应温度与时间、CO2压力以及催化剂质量分数对合成反应的影响,使92.65%的EMAO碳酯化为CMAO。胺类固化生成MOPU的活性顺序是:乙二胺(EDA)>丁二胺(BDA)>异佛尔酮二胺(IPDA)。