CuMgAl类水滑石负载VO_3^-,MoO_4^(2-)和WO_4^(2-)催化剂的微波合成及其催化苯酚羟化活性

采用微波晶化法合成了三元CuMgAl类水滑石化合物前体,进一步在微波作用下制备了负载VO3-,MoO42-和WO42-的类水滑石催化剂.X射线衍射、红外光谱和扫描电镜结果表明,酸根离子很好地负载在类水滑石表面.苯酚羟化反应结果显示,前体中Cu2+/Mg2+摩尔比为3:1时其催化性能最佳,苯酚转化率达到42.8%,邻/对比接近2:1.负载VO3-后催化剂活性升高,苯酚转化率最高达59.2%,而邻对比降为1.2:1.负载MoO42-的类水滑石与前体相比,苯酚转化率下降了约4%,但对苯二酚的选择性有较大提高,邻/对比达到1:6.而负载WO42-后催化剂活性和选择性明显下降.

类水滑石负载铜基催化剂的CO还原NO催化性能的研究

采用共沉淀法制备Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT型类水滑石,再负载不同比例的Cu O,得到一系列Cu O/Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT催化剂。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析(LRS)、N2吸附脱附分析(BET)、程序升温还原(H2-TPR)、原位红外漫反射(in situ DRIFTS)对样品表征,并且通过CO还原NO研究不同Cu O负载量的催化剂的催化性能。结果表明:8%Cu O/Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT中的活性组分Cu O有较好的分散性,催化剂的还原能力最强,催化活性最好。NO转化率在200℃下就能达到100%,同时也具有较高的选择性,230℃下N2选择性达到100%。当负载量为5%时,负载的Cu O占据了载体表面一些活性位点,使得催化活性和选择性均比未负载的效果更差。当负载量>8%的时候,随着负载的Cu O量的增加,Cu3Ce0.2Al0.8-O的前驱体表面的活性位点被Cu O慢慢地覆盖,比表面积减小,使得催化活性下降,还原能力降低,最终达到负载阀值时,尽管Cu O的负载量仍然在增加,但是催化剂的活性和选择性均保持不变。

以类水滑石为前驱体的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)催化剂制备及其催化CO_2加氢合成甲醇的性能

采用共沉淀法合成了Cu:Zn:Al:Zr:Y原子比分别为2:1:1:0:0、2:1:0.8:0.2:0、2:1:0.8:0:0.2和2:1:0.8:0.1:0.1的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)类水滑石化合物.将前驱体材料在空气中500°C焙烧后得到复合金属氧化物,并将其用于CO2加氢合成甲醇反应.采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)分析、N2吸附、氧化亚氮(N2O)反应吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)和H2/CO2程序升温脱附(H2/CO2-TPD)技术对所制备的样品进行表征.结果表明,Zr和Y的引入使得催化剂BET比表面积大幅增加,金属铜的比表面积和分散度均按以下顺序依次增加:Cu/Zn/Al<Cu/Zn/Al/Zr<Cu/Zn/Al/Y<Cu/Zn/Al/Zr/Y,然而,强碱位数目占总碱位数目的比例的变化顺序为:Cu/Zn/Al<Cu/Zn/Al/Y<Cu/Zn/Al/Zr/Y<Cu/Zn/Al/Zr.活性评价结果揭示CO2转化率取决于金属铜的比表面积,甲醇选择性则随强碱位比例的增加而线性增加.因而,Zr和Y的引入有利于甲醇的合成,Cu/Zn/Al/Zr/Y催化剂上的甲醇收率最高.

以类水滑石为前躯体的铜镍基催化剂催化糠醛液相加氢

该文以类水滑石为前驱体经500℃焙烧得到铜镍基催化剂(Cu11.2Ni4.7-MgAlO)及相应的单组分铜基(Cu11.2-MgAlO)或镍基催化剂(Ni4.7-MgAlO),并采用X射线粉末衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂进行了表征.以糠醛液相加氢为探针反应,考察了3种催化剂的催化性能,并详细研究了催化剂还原活化温度、加氢反应温度、加氢压力、反应时间及催化剂用量等工艺条件对Cu11.2Ni4.7-MgAlO催化糠醛液相加氢反应的影响.结果表明,Cu11.2Ni4.7-MgAlO的催化性能均优于Cu11.2-MgAlO和Ni4.7-MgAlO;在最佳反应条件下,以Cu11.2Ni4.7-MgAlO为催化剂的糠醛转化率和糠醇选择性均可分别达到95.6%和93.1%,Cu11.2Ni4.7-MgAlO循环使用6次后,催化性能无明显下降,具有较好的稳定性.

类水滑石催化剂催化合成碳酸二丙酯

采用共沉淀法,在500℃烘干焙烧制备了类水滑石催化剂,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、BET分析对催化剂进行了表征。将类水滑石催化剂应用于碳酸二甲酯(DMC)与正丙醇酯交换合成碳酸二丙酯(DPC)。研究结果表明:镁铝摩尔比为2∶1,在500℃焙烧后,类水滑石对反应有较高的催化活性;当丙醇∶DMC=3∶1(摩尔比)、催化剂用量为反应物总质量的1%、反应温度为90℃、反应时间为5 h时,DPC的收率为46.87%。

铜-过渡金属/纳米水滑石(HT)催化剂上苯酚羟基化反应的研究

研究了纳米水滑石负载含铜过渡金属催化剂和普通水滑石类催化剂催化苯酚羟基化反应 ,考察了不同过渡金属氧化物对Cu/纳米水滑石催化活性的影响。结果表明以纳米水滑石为载体的催化剂活性高 ,添加过渡金属Fe、Ni、Zn使催化剂活性提高 ,而Co降低了催化剂的活性。对负载型纳米水滑石Cu -Fe -HT(1∶1∶1)在 6 0 0℃下焙烧 1h ,苯酚 /双氧水 (摩尔比 )为 2 ,反应时间 2h ,苯酚 /催化剂(质量比 )为 10 0时催化苯酚羟基化反应 ,苯酚的转化率为 32 .89% ,双氧水的有效利用率为 6 5 .78%。

脱水Ni‑Fe类水滑石的制备及其作为环保型催化剂用于生物质糠醛的高选择性缩醛化反应

合成了含硝酸根离子的脱水Ni-Fe类水滑石(Ni-Fe HTLCs)并将其应用于室温下的糠醛缩醛化反应。脱水Ni-Fe HTLCs对糠醛缩醛化反应显示出高选择性并基本实现糠醛的完全转化。作为耐水的路易斯酸和脱水剂,脱水Ni-Fe HTLCs被证明是适用于糠醛缩醛化反应的高效双功能催化剂。通过研究发现,脱除Ni-Fe HTLCs中水分导致颗粒收缩并增强层板间硝酸根离子间的电荷互斥,Ni-Fe HTLCs中弱酸性位点在糠醛缩醛化中发挥重要作用,脱水可改变酸性位点结构并增强其活性。脱水Ni-Fe HTLCs可吸收缩醛化反应中产生的大部分水分,但吸水后Ni-Fe HTLCs的结构并不能完全恢复,这可能是由扩散进入HTLCs层板间的有机分子导致。

焙烧态类水滑石/HZSM-5双功能催化剂的制备及催化CO_2加氢合成二甲醚

采用并流共沉淀法制备了不同Zr O2含量的Cu O-Zn O-Al2O3-Zr O2类水滑石前体,焙烧后与HZSM-5分子筛物理混合得到Cu O-Zn O-Al2O3-Zr O2/HZSM-5双功能催化剂,采用XRD、N2物理吸附、H2-TPR等技术对催化剂的物相、结构特征及还原性进行了表征,考察了催化剂对CO2加氢直接合成二甲醚(DME)反应的催化性能。实验结果表明,所有前体试样均具有结晶相为Cu3Zn3Al2(OH)16·4H2O的水滑石结构,Zr O2的加入改善了催化剂的还原性和活性,DME合成速率主要取决于甲醇的合成速率。在533 K、3.0 MPa、n(H2)∶n(CO2)=3∶1、GHSV=2 400 h-1的反应条件下,当n(Zr O2)∶n(Al2O3+Zr O2)=0.10时,催化剂的反应性能最佳,CO2转化率达25.87%,DME选择性达48.15%;反应30 h后,催化剂仍表现出较高的活性及稳定性。

乙酸自热重整制氢用类水滑石衍生Zn-Ni-Al-Fe-O催化剂研究

采用共沉淀法制备了Zn_(2.4)Ni_(0.6)Al_xFe_(1-x)O_(4.5±δ)(x=1/0.5/0)系列类水滑石型镍基催化剂,用于乙酸自热重整制氢,并利用XRD、H_2-TPR、BET、XPS等表征手段对催化剂进行了表征。结果表明,Zn_(2.4)Ni_(0.6)Al_(0.5)Fe_(0.5)O_(4.5±δ)催化剂在乙酸自热重整中乙酸转化率维持在100%,氢气产率为2.39 mol-H_2/mol-HAc。Zn-Al水滑石前驱体经焙烧后形成了ZnO为骨架的复合氧化物,铁的适量添加增大了催化剂的比表面积,经还原后形成Fe NiZn合金,Fe以及Zn的给电子作用提高了Ni的抗氧化能力,催化剂的抗氧化烧结和抗积炭能力得到提高。

铜掺杂类水滑石木素解聚催化剂的制备及表征

采用化学共沉淀法,制备了不同铜、镁、铝离子摩尔比的类水滑石;用X射线衍射、傅里叶变换红外、热重分析等方法对样品进行表征,确定了可形成类水滑石结构的铜、镁、铝离子摩尔比范围及最佳摩尔比;并对铜引起的Jahn-Teller效应进行了一定探索。结果表明,在460℃左右,铜、镁、铝离子摩尔比为3125时制备的水滑石结晶度最高,层状结构的有序性最好,且含有相对较大的铜引入量,满足木素解聚催化剂的性能要求。

水滑石负载CuMn氧化物的硫醇氧化催化剂制备及其催化性能

采用无溶剂球磨法制备出水滑石(HT)负载型CuMn氧化物催化剂CuMn/HT,利用X射线衍射、原子吸收光谱,X射线光电子能谱,透射电子显微镜、扫描电子显微镜等分析方法测定了催化剂的组成及结构;并在常温条件下,以空气为氧化剂,乙醇为溶剂,考察了催化剂CuMn/HT在硫醇氧化反应中的催化性能。结果表明:CuMn/HT催化剂有效负载金属组分Cu和Mn的质量分数分别为7.1%,1.9%,其表面吸附氧中不饱和氧占比为84.9%,吸附的晶格氧只占15.1%;热过滤实验表明,硫醇氧化反应的催化作用来源于催化剂CuMn/HT而非溶液中存在的金属,且该催化剂至少可重复使用5次,二硫化物的收率不低于94%;以催化裂化汽油轻质馏分为原料,使用该催化剂在常温下进行硫醇氧化反应5 h后,FCC汽油产品中不含硫醇。

类水滑石催化剂醇解废弃PET材料的机理研究

采用共沉淀法制备了一系列类水滑石催化剂,在500℃下煅烧得到其相应的复合金属氧化物,并借助XRD、FT-IR等手段对所得样品的物相成分、结晶状况等进行了表征,实验结果表明所得产物均具有水滑石层状结构特征。文章进一步考察了不同组成水滑石所具有的碱性,同时将此水滑石及其对应的复合金属氧化物作为催化剂应用于PET的醇解反应中,由醇解实验得到:催化醇解废弃PET材料的效果直接取决于催化剂碱性的强度,催化剂碱性越强,PET醇解率越高。

PdMgAl类水滑石催化剂的活性研究

以共沉淀法制备PdMgAl类水滑石为催化剂前体制备PdO-MgO-Al2O3催化剂,用固定床管式反应器测试催化剂对丙酮一步法制备MIBK的催化活性,研究反应温度、氢酮比、进料液空速及催化剂组成对该反应的影响.在常压下,反应温度为180℃,氢酮物质的量比为1.5,液空速为1.20 h-1,选取不同组成的催化剂进行催化性能测试.实验结果表明:当n(Mg)∶n(Al)=3∶1,Pd质量分数为0.2%时,丙酮的转化率为82.87%,MIBK的选择性为53.56%,收率为44.39%.

以类水滑石为前驱体制备Ru基CH_4-CO_2重整催化剂

以类水滑石为前驱体,采用共沉淀法制备了不同Ru含量的xRu/Mg(Al)O催化剂(x=1,2,4),采用XRD、H2-TPR和CO脉冲吸附等表征催化剂结构和Ru金属分散度,并评价Ru含量对CH4-CO2重整反应活性与稳定性的影响。XRD与CO脉冲吸附结果表明,Ru含量增加时,还原后Ru金属颗粒的表面活性位数目增加,但分散度降低,Ru金属的粒径增大。活性测试结果表明,Ru质量分数为2%时,催化剂活性最高。Ru质量分数为1%时,催化剂具有较好的稳定性,归属于高分散Ru金属颗粒与Mg(Al)O载体之间的强相互作用。

环己醇脱氢铜镁铝类水滑石催化剂制备方法与活性

合成了铜镁铝类水滑石并用 XRD、DTA对其进行了初步的表征 .通过催化环己醇脱氢制备环己酮的反应 ,表明样品在低温 180℃时 ,转化率可高达 99.4 % ,选择性为 10 0 .0 % ,显示了优异的催化性能 .

类水滑石衍生复合氧化物用作选择性催化还原脱硝催化剂的研究进展

综述了Cu系、Mn系等类水滑石衍生复合氧化物(LDO)用作选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的研究进展,重点分析了制备方法、金属改性、载体种类等对此类LDO催化剂脱硝效率、活性温度及抗水抗硫性能的影响。指出今后此类LDO催化剂的研发方向是:采用包覆、掺杂等方式改善催化剂抗水抗硫性能;利用涂覆、一体挤出等方式制备适用于较大处理量的成型催化剂。

含Pd类水滑石催化剂的活性研究

用共沉淀法制备Pd类水滑石催化剂,用固定床管式反应装置测试催化剂对丙酮一步法制备MIBK的催化活性,研究了反应温度、氢酮比、进料液空速及催化剂组成对该反应的影响。在常压下,反应温度为180℃,氢酮摩尔比为1.5,液空速为1.20 h-1,选取不同组成的催化剂进行催化性能测试。结果表明:当Mg/Al比为3∶1,Pd质量分数是0.2%时,丙酮的转化率达到82.87%,MIBK的选择性为53.56%,收率为44.39%。

水滑石负载Lewis酸催化Knoevenagel反应合成巴比妥酸衍生物

水滑石(LDH)负载Lewis酸催化剂作为一种绿色高效环境友好的新型负载催化剂,可极大提升Knoevenagel缩合反应的反应速率、缩短反应时间并减少后处理步骤。水滑石是一类具有天然层状结构的阴离子型主客体层状结构化合物,具有酸碱性、层板上离子可交换性等特点,是Lewis酸的良好载体,可负载不同的Lewis酸制备负载催化剂催化Knoevenagel缩合反应。实验结果表明,以水滑石负载氯化铝(LDH/AlCl_(3))为催化剂,无水乙醇为溶剂,苯甲醛与巴比妥酸的物质的量之比为1∶1时,在75℃条件下反应30 min合成5-亚苄基巴比妥酸的产率可达98.3%。LDH负载Lewis酸催化剂可高效催化Knoevenagel缩合反应合成一系列巴比妥酸衍生物,反应条件温和,操作简便,产率较高,具有一定的工业化应用前景。

水滑石负载AuCu合金催化水煤气变换反应:催化性能与结构组成

以ZnAl水滑石(ZnAl-LDHs)为载体,合成了负载Au和AuCu合金的水滑石(Au/LDHs和AuCu/LDHs)用于催化水煤气变换反应(WGSR)。利用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨率透射电镜(HRTEM)及扫描透射电子显微镜(STEM)表征了负载型催化剂的结构与组成。探讨了不同的Au和Cu物质的量之比(nAu∶nCu)对AuCu/LDHs催化WGSR性能的影响并与Au/LDHs的活性进行了对比。结果表明,负载Au纳米颗粒可明显的提升LDHs催化WGSR的活性,而负载AuCu合金后其活性又进一步的提升。当nAu∶nCu=2∶1时具有最佳的催化效率:活性为207.1μmol·gcat^-1·s^-1,TOF值为1.79s^-1,活化能为31.1kJ·mol^-1。通过分析对比不同样品的物理化学性质参数,探讨了不同的nAu∶nCu对Au的粒径、分散度、覆盖度及反应活性的影响。此外,X射线光电子能谱(XPS)分析表明,加入第二金属Cu形成合金后增大了Au^δ+组分在体系中的含量(nAu∶nCu=2∶1时含量最高),这可能是负载体系催化WGSR具有高活性的原因。

负载银的Ni-Al类水滑石复合氧化物的制备以及催化氧化性能

本文使用反应过程速率适中,无需控制pH值的尿素水解法,选用了硝酸盐、盐酸盐和硫酸盐在不同比例下制备了三组类水滑石复合氧化物,硝酸盐可在较大镍铝比例范围内制备催化剂,当x=4时催化剂及其前驱体的XRD图像都有明显的水滑石类化合物的特征衍射峰,且SEM照片中可观察到规整均匀的花状结构。将银作为活性组分,制备负载银型类水滑石复合氧化物催化剂,粒径有所减小,比表面积增大,对SO_2的吸附量大大提升。