宋宪根
,
丁云杰
,
陈维苗
,
董文达
,
裴彦鹏
,
臧娟
,
严丽
,
吕元
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60460-9
通过程序升温还原法制备了一系列氧化硅负载的不同 P/M (M = Fe 和 Ni)摩尔比的金属磷化物催化剂,在553 K,5.0 MPa 和 H2:CO =2(摩尔比)的反应条件下用固定床反应器测试了它们催化 CO 加氢反应性能.结果表明,在 FePx/SiO2(x 为P/M 摩尔比)催化剂上,液相产物是以甲醇为主的低碳含氧化物的混合物.而在 NiPx/SiO2催化剂上,气态产物主要为甲烷,液相产物绝大多数是甲醇.表征结果表明,磷化物催化剂上的 Fe2P, Fe3P, Ni, Ni2P, Ni3P 和 Ni12P5晶相在反应条件下是稳定的,没有形成磷化物的金属铁,在反应后转变成碳化铁晶相.
关键词:
一氧化碳
,
加氢
,
含氧化物
,
金属磷化物
,
磷化铁
,
磷化镍
,
氧化硅
张连中
,
丁云杰
,
李学民
,
黄世煜
,
张家兴
,
朱何俊
,
尹红梅
,
吕元
催化学报
研究了不同助剂促进的负载型Pd-Se/H4SiW12O40/SiO2催化剂对乙烯直接氧化制乙酸反应的影响. 采用固定床微反装置评价了催化剂的性能,并采用C2H4和O2吸附量测定、吸附C2H4的TPD-MS和TPSR-MS等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,以SiO2为载体,以硅钨酸为助剂,Pd-Se-Na-Ru组成的催化剂体系其催化性能比文献报道的结果明显提高. 在原料气配比n(C2H4)∶n(N2)∶n(O2)∶n(H2O)=55∶14∶9∶22,反应物空速GHSV=3*!844 h-1,反应压力p=1.4 MPa,反应温度θ=155 ℃条件下,乙烯的转化率和乙酸的选择性分别为8.0%和87.4%,乙酸的单程时空产率达372.0 g/(L*h). 吸附量测定表明,吸附在催化剂表面上的C2H4/O2比值高对于提高乙酸的选择性是有利的.
关键词:
乙烯
,
氧化
,
乙酸
,
钯
,
硒
,
钠
,
钌
,
硅钨酸
,
氧化硅
,
负载型催化剂
江大好
,
丁云杰
,
吕元
,
朱何俊
,
陈维苗
,
王涛
,
严丽
,
罗洪原
催化学报
通过优化Rh-Mn-Li/SiO2催化剂配比,大大地提高了其催化CO加氢合成C2含氧化合物的性能,并利用吸附CO的程序升温脱附(CO-TPD)和程序升温表面反应(TPSR)等方法考察了助剂Mn和Li对Rh基催化剂表面CO脱附行为的影响.结果表明,在543～573 K内,Rh担载量为1.5%时催化剂的Rh效率(ERh)最高.少量Mn的添加显著地提高了Rh基催化剂的ERh,C2含氧化合物的时空收率(STYC2-oxy)和选择性(SC2-oxy).并且随着Mn含量增加,ERh和STYC2-oxy在Mn=0.53%时最高,但SC2-oxy一直缓慢增加.而随着Li含量增加,SC2-oxy显著增加,但是ERh和STYC2-oxy明显下降.CO-TPD和TPSR结果表明,助剂Mn和/或Li的添加改变了催化剂表面解离CO活性中心的数量及其解离CO的能力,从而影响催化剂的活性.另一方面,Mn和Li的添加提高了催化剂表面弱吸附CO的相对数量,从而使SC2-oxy提高.
关键词:
锰
,
锂
,
铑效率
,
助剂效应
,
二碳含氧化合物
,
一氧化碳
,
加氢
朱何俊
,
丁云杰
,
严丽
,
何代平
,
王涛
,
陈维苗
,
吕元
,
林励吾
催化学报
以具有不同电子结构的有机膦直接修饰 Sh/SiO2制备了有机-无机杂化L-Rh/SiO2催化剂,并考察了催化剂对1-己烯氢甲酰化反应的催化性能. 结果表明, P(Oph)3-Rh/SiO2催化剂上1-己烯氢甲酰化反应的TOF可高达 4111 h-1,而PCy3-Rh/SiO2催化剂上生成醛的选择性为100%. 不同催化剂活性的顺序为 P(Oph)3-Rh/SiO2＞PPh3-Rh/SiO2＞PCy3-Rh/SiO2,其选择性的顺序则与之相反. TG表征结果表明,有机膦与Rh之间相互作用强度的顺序为PCy3-Rh/SiO2＞PPh3-Rh/SiO2＞ P(Oph)3-Rh/SiO2. 因此,有机膦给电子的能力越强,则与Rh之间相互作用的能力越强,催化剂体系越稳定,1-己烯氢甲酰化反应的活性越低,而庚醛的选择性越高.
关键词:
己烯
,
氢甲酰化
,
铑
,
负载型催化剂
,
有机膦
,
有机-无机杂化
龚磊峰
,
吕元
,
丁云杰
,
林荣和
,
李经伟
,
董文达
,
王涛
,
陈维苗
催化学报
考察了不同溶剂中Pt/WO_3/ZrO_2催化剂催化甘油加氢制1,3-丙二醇的反应性能.结果表明,质子溶剂乙醇和水有利于甘油转化为1,3-丙二醇.含有乙醇或水的二元混合溶剂表现出明显的溶剂组分协同效应,使用混合溶剂时1,3-丙二醇选择性超过使用单一溶剂,而且混合溶剂的组成对反应性能影响很大.
关键词:
铂
,
氧化钨
,
氧化锆
,
甘油
,
脱羟基
,
1,3-丙二醇
,
溶剂效应
朱何俊
,
丁云杰
,
严丽
,
何代平
,
王涛
,
陈维苗
,
吕元
,
林励吾
催化学报
利用有机-无机杂化的概念,以三苯基膦直接修饰Rh/SiO2制备了PPh3-Rh/SiO2多相催化剂. 在浆态床烯烃氢甲酰化反应中,该催化剂在1.0 MPa,373 K温和条件下的活性和选择性远高于Rh/SiO2的活性和选择性,与相应的均相催化剂HRhCO(PPh3)3的性能相当,且具有易分离的优点. 31P MAS NMR和XPS技术表征结果表明,催化剂中的配体PPh3与高度分散的Rh之间存在配位作用,形成了兼具多相和均相催化性能的有机-无机杂化催化剂. 该催化剂对不同碳数烯烃的氢甲酰化反应都具有较好的催化性能.
关键词:
烯烃
,
己烯
,
氢甲酰化
,
铑
,
负载型催化剂
,
三苯基膦
,
有机-无机杂化
王涛
,
汪文龙
,
吕元
,
熊凯
,
李存耀
,
张浩
,
詹庄平
,
姜政
,
丁云杰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62790-6
不对称氢甲酰化是合成具有单一光学活性物质(如光学活性的醛、α-氨基酸和醇等)最为重要的反应之一.尽管不对称氢甲酰化反应的研究超过40年,但仍然是催化体系中具有挑战性的课题.该反应涉及到产物的化学选择性、立体选择性和对映体选择性的优化.目前,在Rh催化体系中,使用磷-亚磷酸酯手性配体或双亚磷酸酯配体可以在不对称氢甲酰化反应中取得优异的催化性能.然而在Rh/手性双膦配体催化体系中,不对称氢甲酰化反应性能通常很低.以BINAP配体为例,负载Rh金属后,在催化苯乙烯不对称氢甲酰化反应中,产物的ee值只有25％.同时,由于均相催化体系存在催化剂回收和产物提纯等问题,因此有必要研究多相不对称氢甲酰化反应催化剂.本文使用乙烯基修饰的BINAP配体5,5'-divinyl-BINAP与具有不同结构的共聚单体二乙烯基苯或1,3,5-三乙烯基苯基苯共聚,得到具有不同孔结构的聚合物Poly-1和Poly-2.为了比较,利用线性共聚单体乙二醇二甲基丙烯酸甲酯与乙烯基BINAP共聚得到聚合物Poly-3.上述三种聚合物材料负载金属Rh后,用作苯乙烯不对称氢甲酰化反应的催化剂.固体13C核磁分析表明,三种聚合物材料负载金属后仍然保持较为稳定的C骨架结构.通过31p核磁可以看到,嵌入在材料骨架中的BIANP仍然保持未被氧化的状态.N2物理吸附结果发现Poly-1和Poly-2具有较大的比表面积和孔体积,而Poly-3的比表面积最小.热重分析显示,这些材料具有较高的热稳定性.在不同反应溶剂中催化剂活性差异较大.通过优化反应温度和合成气压力后,催化剂Rh/Poly-1在80℃和0.2 MPa下产物的对映体选择性可高达58.9％,支链醛与直链醛的比值为8.5;而在相同反应条件下,均相催化剂Rh-BINAP的ee值仅为35.3％,但高于Rh/Poly-3.这是由于三个多相催化剂骨架中BINAP周围环境不同所致.前两个催化剂中,BINAP与空间位阻较大的单体相连接,使得反应底物按照特定方向与催化活性位点接触,形成了类似于手性口袋的结构.而Rh/Poly-3中,BIANP周围是线性的共聚单体,不能形成有效的手性口袋结构.Rh/Poly-1重复使用7次后,催化活性没有显著下降.拓展X射线吸收精细结构表征结果表明,Rh/Poly-1催化剂使用前没有Rh-Rh键存在,但经重复使用后,Rh金属部分聚集,生成了Rh-Rh键.球差电镜照片也证实了这一点.
关键词:
多孔有机聚合物
,
多相催化
,
不对称氢甲酰化
,
手性提高
,
手性口袋
王涛
,
吕元
,
熊凯
,
汪文龙
,
张浩
,
詹庄平
,
姜政
,
丁云杰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62826-2
手性多孔有机聚合物具有较高的稳定性和催化活性,广泛用于多相不对称催化中.目前研究多集中在合成具有微孔结构的聚合物,而少有具有多种孔道结构(包含介孔和微孔)的聚合物的报道.之前我们报道了乙烯基修饰的BINAP配体,(S)-5,5'-divinyl-BINAP,将其与不同单体共聚后得到了一系列具有不同孔结构的有机聚合物.其负载的Rh基催化剂在苯乙烯不对称氢甲酰化反应中,表现出比均相更高的产物对映体选择性.本文采用不同的溴代步骤,合成了(S)-4,4'-divinyl-BINAP配体.将这两种具有乙烯基官能团的手性配体按相同的摩尔比与二乙烯基苯(DVB)共聚,得到两种不同的有机聚合物.负载[RuCl2(benzene)]2后,分别得到Ru/4-BINAP@POPs和Ru/5-BINAP@POPs-1.采用一锅法合成了催化剂Ru/5-BINAP@POPs-2;以[RuCl2(p-cyme)]2和RuCl3分别合成了Ru/5-BINAP@POPs-3和Ru/5-BINAP@POPs-4催化剂.N2物理吸附结果显示,Ru/4-BINAP@POPs和Ru/5-BINAP@POPs-1催化剂具有相似的孔道结构;而采用一锅法合成的Ru/5-BINAP@POPs-2催化剂的介孔孔径较大.4-BINAP@POPs和5-BINAP@POPs聚合物的13C核磁显示,其均在145,137和128 ppm处有明显的吸收峰,可归结为萘环和苯环上的碳振动峰;在44.0 ppm处的峰归属为亚甲基上的碳振动峰;31P核磁显示,在聚合物中P基本没有被氧化.将所得到的Ru/POPs催化剂应用于乙酰乙酸甲酯的多相不对称加氢反应中,Ru/5-BINAP@POPs-1催化剂具有与Ru/4-BINAP@POPs更快的反应速率.在相同反应条件下,催化剂活性大小为Ru/5-BINAP@POPs-1>Ru/5-BINAP@POPs-3>Ru/5-BINAP@POPs-4>Ru/5-BINAP@POPs-2.另外Ru/5-BINAP@POPs-1催化剂对β-酮酸酯有着较好的底物适应性,且在釜式反应中可循环使用6次而活性基本不变.分析发现,使用前后的催化剂均没有明显的Ru–Ru键的存在.表明Ru金属高度分散于催化剂上,且具有较高的稳定性,金属不易聚集,这也是其具有高活性和稳定性的原因.
关键词:
(S)-4,4'-二乙烯基-BINAP
,
(S)-5,5'-二乙烯基-BINAP
,
聚合物负载钌催化剂
,
多相不对称加氢
,
β-酮酸酯
林荣和
,
丁云杰
,
龚磊峰
,
李经伟
,
陈维苗
,
严丽
,
吕元
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.90822
在常压同定床反应器上考察了不同载体担载的Rh催化剂上的甲烷溴氧化反应,发现在惰性载体SiC和SiO_2担载的Rh催化剂上溴代甲烷选择性较高,而以金属氧化物ZrO_2和TiO_2为载体的Rh催化剂上易发生深度氧化.程序升温还原实验表明,惰性载体担载的Rh催化剂更难还原.热力学数据分析表明,在所考察的温度区间内,提高反应温度有利于-溴甲烷水汽重整反应的进行.惰性载体担载的Rh催化剂活性高可归因于Rh适中的氧化还原能力,抑制了溴甲烷水汽重整反应的进行.由于Rh/SiC显示出较高的甲烷转化率和溴代甲烷选择性,因此对该催化剂的Rh载量和反应条件进行了优化.结果表明,在620℃,气、液空速分别为900和3.0ml(g·h)条件下,甲烷单程转化率和溴代甲烷总选择性分别保持在20%和90%以上,并且连续反应100h未发生催化剂失活.
关键词:
甲烷
,
溴氧化
,
铑
,
载体
,
负载型催化剂
宁丽丽
,
丁云杰
,
陈维苗
,
龚磊峰
,
林荣和
,
吕元
,
辛勤
催化学报
合成了活性炭(AC)担载的硅钨酸(H4[SiW12O40]·nH2O,HSiW)催化剂,并研究了其对甘油脱水制丙烯醛的催化性能.结果表明,10%HSiW/AC催化剂具有较高的活性和选择性,反应生成丙烯醛的时空收率可达68.5 mmol/(g·h),为文献报道的最好结果之一.催化剂的性能与催化剂表面杂多酸的分散度以及强酸中心的相对数量密切相关.
关键词:
硅钨酸
,
活性炭
,
负载型催化剂
,
甘油
,
脱水
,
丙烯醛
