张连中
,
丁云杰
,
李学民
,
黄世煜
,
朱何俊
,
尹红梅
,
何代平
催化学报
考察了不同载体负载的Pd-Se-Ru-SiW12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,通过TPD,TPSR和BET及吸附量测定等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,不同载体负载的催化剂的活性差别较大; 不同催化剂吸附乙烯的脱附峰分布不同. 以活性炭为载体的催化剂,乙烯主要以物理吸附的形式存在,低温下即大量脱附. 以MCM-22为载体的催化剂,乙烯主要吸附在强吸附活性中心上,在高温下才能脱附. 以SiO2为载体的催化剂,对乙烯具有适宜的吸附强度,有利于乙酸的生成,故SiO2是乙烯直接氧化制乙酸用催化剂的合适载体.
关键词:
钯
,
硒
,
钌
,
硅钨酸
,
负载型催化剂
,
二氧化硅
,
活性炭
,
分子筛
,
乙烯
,
氧化
,
乙酸
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
张建鲁
,
王新平
,
苏显云
,
蔡天锡
催化学报
利用积分反应器和微分反应器对Pd-SiW12/SiO2催化剂上乙烯直接氧化生成乙酸的反应机理进行了探讨. 乙烯在积分反应中氧化的主要产物为乙酸(选择性为77.6%),很少生成乙醛(选择性仅为8.1%); 而在微分反应中氧化的主要产物是乙醛(选择性为98.4%). 在微分反应中分别以乙醛和乙醇为主反应物时,乙醛氧化完全生成乙酸,选择性为100%,而乙醇氧化生成乙酸的选择性低于0.15%. 可以认为,在Pd-SiW12/SiO2催化剂上,水蒸气存在下乙烯主要经由中间物乙醛而生成乙酸. 通过对含有不同组分和不同还原条件处理的催化剂活性的比较,认为目的反应主要发生在Pd与SiW12相互接触的部位,催化剂中的Pd0是活性Pd物种的主要形态.
关键词:
钯
,
杂多酸
,
硅钨酸
,
二氧化硅
,
乙烯
,
直接氧化
,
乙酸
,
反应机理
刘丽敏
,
李芳
,
王延吉
,
赵新强
催化学报
研究了以H4SiW12O40-ZrO2/SiO2为催化剂,碳酸二甲酯(DMC)、苯胺和甲醛溶液为原料,一步催化合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)的反应,考察了反应时间、反应温度和H4SiW12O40 负载量等反应条件对催化性能的影响.适宜的反应条件是: DMC/苯胺/甲醛摩尔比为20/1/0.05, H4SiW12O40 负载量为10%, 443 K下反应 7 h 后降温到373 K下反应 4.5 h.在此优化条件下, MDC的收率为24.9%.
关键词:
硅钨酸
,
氧化锆
,
双功能催化剂
,
二苯甲烷二氨基甲酸甲酯
,
一步合成
,
碳酸二甲酯
,
苯胺
,
甲醛溶液
张清德
,
谭猗生
,
杨彩虹
,
柳玉琴
,
韩怡卓
催化学报
采用浸渍法制备了H4SiW12O40/SiO2杂多酸催化剂,分别使用MnCl2,SnCl4和CuCl2对其进行修饰,并在常压连续流动固定床反应器中考察了催化剂对二甲醚选择氧化制取甲缩醛的催化活性.结果表明,MnCl2修饰的H4SiW12O40/SiO2催化剂的活性和甲缩醛选择性均高于SnCl4和CuCl2修饰的催化剂.进一步考察了不同MnCl2含量及反应温度对反应的影响.在MnCl2含量为5%,反应温度为593 K时,MnCl2-H4SiW12O40/SiO2催化剂的活性和甲缩醛选择性最佳,二甲醚转化率为8.6%,甲缩醛选择性为36.3%.X射线衍射结果显示,MnCl2与H4SiW12O40相互作用并均匀地分散在载体上.用红外光谱研究了MnCl2-H4SiW12O40/SiO2催化剂的结构,发现改性后的催化剂基本保持了杂多酸的Keggin结构.NH3程序升温脱附结果显示,MnCl2的加入较明显地降低了催化剂的酸强度和酸中心数目.
关键词:
二甲醚
,
催化氧化
,
甲缩醛
,
氯化锰
,
硅钨酸
,
硅胶
,
负载型催化剂
周国辉
,
杨志远
,
杨赟
,
冯传启
,
杨水金
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.06.022
采用溶胶-凝胶法将Keggin型H4SiW12O40负载在SiO2上,并用30％H2O2溶液对其进行敏化,制得H4SiW12O40/SiO2/H2O2光催化剂,分别利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对该光催化剂进行表征分析,结果表明H4SiW12O40高度分散在SiO2上,并且经过H2O2溶液处理的光催化剂在935.2 cm-1出现了一个较弱的过氧基吸收峰,这与过氧多酸化合物的吸收峰较一致.另外,进行甲基橙模拟废水溶液在黑暗条件下的吸附-脱附平衡实验,结果表明在30 min达到吸附-脱附平衡,故优化组实验选择在黑暗下搅拌30 min以达到吸附-脱附平衡.接着对甲基橙的初始浓度、溶液pH以及催化剂用量进行优化.实验发现,在甲基橙初始浓度为15 mg·L-1,溶液pH为1.0,催化剂的用量为6 g·L-1的优化情况下,光降解3.0h,甲基橙的降解率达到99.0％,H4SiW12O40/SiO2/H2O2光催化降解甲基橙溶液的过程符合一级动力学反应规律;且H4SiW12O40/SiO2/H2O2对甲基紫、孔雀石绿、亚甲基蓝、罗丹明B和甲基红均具有较高的光催化活性,降解率达87.5％～ 100.0％.
关键词:
硅钨酸
,
甲基橙
,
SiO2
,
光催化
,
降解
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
徐庶亮
,
王丽霞
,
楚文玲
,
杨维慎
催化学报
采用二三种不同孔结构的Si0_2制备了Pd-SiW_(12)/SiO_2催化剂,通过x射线衍射、N_2物理吸附、吡啶吸附红外光谱以及H2脉冲化学吸附对催化剂进行了表征,并考察了Pd-SiW_(12)/SiO_2催化剂上乙烯直接氧化制乙酸反应性能.结果表明,以孔径较大的粗孔硅胶为载体制备的Pd-SiW_(12)/SiO_2催化剂显示出最高的催化活性,乙酸收率为145.2g/(L·h).这是由于Pd在粗孔硅胶载体表面良好的分散使其具有较高的催化活性.
关键词:
钯
,
硅钨酸
,
硅胶
,
乙烯
,
氧化
,
乙酸
尹冬菊
,
张立忠
,
赵秀峰
,
陈汉
,
翟倩
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61011-7
Fenton氧化法通过Fe2+离子催化分解H2O2产生羟基自由基,能够氧化降解绝大多数有机污染物.但是传统的均相Fenton氧化法使用高浓度二价铁盐作为催化剂,催化剂不便于回收利用,而且还会引发新的环境问题.另外,均相Fenton氧化法通常需要在pH约为3的酸性条件下进行,在较高pH条件下,有机物氧化降解速率降低,同时铁盐水解产生铁泥.文献报道了一些含铁固体材料作为非均相类Fenton催化剂,能够解决催化剂回收和重复利用问题,但是许多固体催化剂仍然只在酸性条件下表现出较高催化活性.多金属氧簇是除过渡金属氧化物之外的一类光催化剂.近年来,多金属氧簇在Fenton氧化过程中的应用开始受到关注.可以预计,含铁的多金属氧簇固体化合物有可能同时具有类Fenton催化活性和光催化活性.本文以三价铁盐(FeI I)、谷氨酸(Glu)和硅钨酸(SiW)为原料在水溶液中合成了一种不溶性的三元固体配合物FeШGluSiW,并用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对FeШGluSiW进行了表征.根据ICP-AES, TG和FT-IR结果推断, FeШGluSiW可能的化学组成为[Fe(C5H8NO4)(H2O)]2SiW12O40·13H2O,其中含有铁、谷氨酸根单元和Keggin结构的SiW12O404?阴离子. FE-SEM和XRD测试结果表明, FeШGluSiW是由结晶度较低、尺寸为100–200 nm的无规则颗粒组成,并含有无定形相.通过考察在自然初始pH 6.5条件下100 mg/L 4-氯酚(4-CP)在FeШGluSiW(1.0 g/L)/H2O2(20 mmol/L)体系中的氧化降解反应,我们发现在暗态和光照条件下,4-CP完全降解所需时间分别为40和15 min,延长反应时间至2 h,总有机碳(TOC)去除率分别达到27%和72%.结果表明, FeШGluSiW具有很高的催化活性,而且在光照条件下活性更高.进一步研究发现, FeШGluSiW在pH 3–6.5范围内均表现出高的催化活性,而且在酸性条件下活性更高.用ICP-AES测定Fe元素在溶液中的析出量,证实4-CP氧化降解主要发生在固体催化剂表面.在反应体系中加入正丁醇能显著抑制4-CP降解,说明4-CP降解反应涉及羟基自由基的氧化作用.在光照反应条件下,催化剂颜色明显变深,表明光照条件下的反应机理涉及催化剂中SiW12O404?阴离子的还原.考虑到催化剂中含有谷氨酸根和SiW12O404?杂多阴离子,推测H2O2有可能通过氢键吸附于催化剂表面,这可能是FeШGluSiW表现出高催化活性的重要原因.结合文献报道的含铁固体材料类Fenton催化机理和多金属氧簇光催化机理,可以很好地解释4-CP降解反应实验结果.在暗态条件下, FeШGluSiW的催化机理归因于催化剂表面FeII的氧化还原循环FeII?FeI,即H2O2分子在催化剂表面分解产生羟基自由基,从而导致4-CP氧化；而在光照条件下,除了催化剂中FeI I的类Fenton催化作用之外,催化剂中SiW12O404?杂多阴离子的光催化作用同时发生,导致4-CP降解速率加快.在光催化过程中,4-CP可以被激发态SiW12O404?直接氧化,也可以被激发态SiW12O404?与H2O相互作用产生的羟基自由基氧化.被还原的杂多阴离子可以被O2氧化,也可以被H2O2氧化,因而H2O2的存在也促进了FeШGluSiW的光催化作用.
关键词:
多金属氧簇
,
硅钨酸
,
非均相催化
,
Fenton氧化
,
4-氯酚降解
徐庶亮
,
楚文玲
,
杨维慎
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60123-4
采用不同负载顺序或制备过程制备了Pd-SiW12/SiO2催化剂,考察了它们在乙烯直接氧化制乙酸反应中的催化性能.结果表明,Pd和SiW12的负载顺序与Pd负载后的处理条件对Pd-SiW12/SiO2催化剂上Pd的分散度影响较大,但对催化剂表面B酸量影响不大,而Pd分散度较高时,相应催化剂活性较高.将Pd和SiW12同时负载于SiO2上时,催化剂表现出较高的催化乙烯直接氧化制乙酸反应活性.
关键词:
制备过程
,
钯
,
硅钨酸
,
二氧化硅
,
乙烯氧化
,
乙酸
