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负载型金催化剂催化乙醇选择氧化反应

成艳 , 李钢 , 马书启 , 王祥生 , 陈永英

催化学报

选择不同氧化物(Al2O3,SiO2,TiO2,MgO)和H-ZSM-5分子筛作为载体,以尿素为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备了一系列负载型金催化剂.采用X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱、程序升温还原、NH3程序升温脱附和透射电镜等技术对催化剂样品进行了表征,并测定了催化剂对乙醇选择氧化反应的催化性能.选择Au/Al2O3催化剂,考察了金负载量、反应条件(温度、压力、时间)和添加剂对乙醇选择氧化反应的影响.结果表明,所制备的Au/Al2O3催化剂的金负载率较高,金粒子较小(3~4 nm)且分布均匀.载体对金催化剂催化乙醇氧化反应有显著影响,主要产物为乙醛、乙酸乙酯和缩醛.以TiO2为载体时,乙醇转化率较高.以Al2O3为载体时,乙酸乙酯选择性较高;少量碱性添加剂可抑制缩醛的生成,并可提高乙醇转化率和乙酸乙酯选择性.在优化的条件下,乙醇转化率可达4.7%,乙酸乙酯选择性可达93.5%.

关键词: 沉积.沉淀法 , , 氧化铝 , H-ZSM-5分子筛 , 氧化硅 , 氧化钛 , 氧化镁 , 负载型催化剂 , 乙醇 , 选择氧化

Zn/H-ZSM-5催化剂上的二甲醚芳构化反应

方奕文 , 汤吉 , 黄晓昌 , 沈尾彬 , 宋一兵 , 孙长勇

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91120

考察了H-ZSM-5和Zn/H-ZSM-5催化剂的二甲醚芳构化性能.结果表明,H-ZSM-5分子筛催化剂酸性的增强和酸中心的增多有利于二甲醚芳构化.当在H-ZSM-5催化剂中加入2%Zn时,在360℃下反应时总芳烃收率从50.0%增加至66.2%,C_8芳烃收率从28.6%增加到39.0%.反应温度升高到480℃时,总芳烃收率增加至78.0%.

关键词: 二甲醚 , 芳构化 , , H-ZSM-5分子筛 , 负载型催化剂

H-ZSM-5分子筛上的乙烯二聚反应机理的理论计算研究

张佳 , 周丹红 , 倪丹

催化学报

应用分子力学和量子力学联合的ONIOM2(B3LYP/6-31G(d,p):UFF)计算方法研究了H-ZSM-5分子筛上乙烯二聚反应的机理. 用40T簇模型模拟ZSM-5分子筛位于孔道交叉点的酸性位,对乙烯二聚过程的分步反应和协同反应两种机理进行了考察. 对于分步反应机理,乙烯分子首先通过π-氢键作用在酸性位形成稳定的吸附络合物,再进一步发生质子化并生成乙醇盐中间体,随后乙醇盐与第二个乙烯分子发生碳-碳键结合形成丁醇盐产物. 第一步质子化和第二步碳链聚合的活化能分别为152.88和119.45 kJ/mol, 表明乙烯质子化反应为速控步骤. 对于协同反应机理,乙烯质子化、碳-碳键和碳-氧键生成同时进行,生成丁醇盐,反应的活化能为162.30 kJ/mol, 略高于分步反应机理中的速控步骤. 计算结果表明这两种反应机理之间存在相互竞争.

关键词: H-ZSM-5分子筛 , 乙烯 , 二聚反应 , 理论计算

H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程的理论研究

左士颖 , 周丹红 , 任珏 , 王凤娇

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2012.20346

基于76T簇模型,采用量子力学和分子力学联合的ONIOM2 (B3LYP/6-31G(d,p):UFF)方法研究了H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程.结果表明,环己烯首先吸附在分子筛酸性位上,与酸性质子共同脱除一个H2分子后,在分子筛骨架氧上生成烷氧配合物中间体;然后再脱质子得到环己二烯,同时酸性位复原;再经历脱氢和脱质子历程,最后得到产物苯,并吸附在复原的分子筛酸性位上.计算得到脱氢的活化能依次为279.64和260.21kJ/mol,脱质子的活化能依次为74.64和59.14kJ/mol.所有脱氢反应都是吸热过程,生成表面烷氧活性中间体,随后的脱质子反应能垒较低,而且是放热过程.此外,比较了环己烯在分子筛酸性位上的三个竞争反应,即脱氢、质子化和氢交换反应的活化能垒,证明环己烯优先发生脱氢反应.

关键词: H-ZSM-5分子筛 , 环己烯 , 芳构化 , 脱氢 , 量子力学/分子力学

高性能Pt/La-Ba-Al2O3/H-ZSM-5氢燃料汽车尾气处理催化剂

郑灵敏 , 刘志敏 , 祝清超 , 李移乐 , 余全伟 , 陈耀强 , 龚茂初

催化学报

采用胶溶法制备了La-Ba-Al2O3(LBA)材料,以此为载体采用浸渍法制备了两种整体式催化剂Pt/LBA和Pt/LBA/H-ZSM-5,并评价了它们去除NO的性能.采用N2吸附-脱附和X射线衍射对载体材料进行了表征.结果表明,所制备的LBA仅有γ-Al2O3晶相存在,比表面积和孔容分别为144 m2/g和0.45 ml/g,具有较好的抗高温老化性能.在106~356 ℃间,催化剂Pt/LBA/H-ZSM-5上NO转化率很高,在153℃时达到最高为98.8%,此时N2选择性为81.3%.该催化剂有很大的潜在应用价值.

关键词: 氢燃料汽车 , , 一氧化氮 , 选择性还原 , H-ZSM-5分子筛 , 整体式催化剂

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