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    催化学报
    Chinese Journal of Catalysis

    2008, Vol. 29, No. 10
    Online: 2008-10-25

    封面介绍:
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    研究快讯
    Ce对Cu基氧氯化催化剂稳定性的影响
    陈智涛;韩明汉;王德峥;魏飞
    2008, 29 (10):  951-953. 
    摘要 ( 1955 )   [Full Text(HTML)] () PDF(184KB) ( 966 )  
    通过ICP-AES和XRD等表征手段,考察了稀土金属Ce化合物对Cu基氧氯化催化剂活性及稳定性的影响. 研究表明, Ce在反应初期转变成的CeO2具有储存和传递氧的功能,从而提高催化剂的活性. 在400 ℃反应300 h后,催化剂的活性显著下降,其原因是由于86%的Ce与载体发生作用,生成难溶的物质,失去助催化的作用. 同时,随着反应的进行, CeO2晶相晶粒长大也造成催化剂活性下降.
    无气相氧条件下La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3钙钛矿氧化物的氧物种直接氧化甲烷
    代小平;余长春;吴琼
    2008, 29 (10):  954-956. 
    摘要 ( 2043 )   [Full Text(HTML)] () PDF(204KB) ( 929 )  
    以La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3钙钛矿氧化物作氧载体,采用连续流动反应和连续顺序Redox反应考察了氧物种氧化甲烷的反应性能. 结果表明,连续流动反应中La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3氧化物的氧物种能选择氧化甲烷生成合成气. 在适宜的再氧化条件下,通过连续顺序Redox反应实现了La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3氧化物的氧物种氧化甲烷连续生成合成气,消耗的氧物种可通过与气相氧反应而得到补充. 但随着Redox反应的进行,氧化物的持续供氧性能下降,钙钛矿结构被破坏.
    咪唑阴离子型碱性离子液体的合成及其催化Knoevenagel缩合反应
    陈学伟;李雪辉;宋红兵;吕扬效;王芙蓉;胡艾希
    2008, 29 (10):  957-959. 
    摘要 ( 2167 )   [Full Text(HTML)] () PDF(160KB) ( 1798 )  
    设计合成了由1-丁基-3-甲基咪唑阳离子与咪唑阴离子搭配的[bmim]Im新型碱性离子液体并对其碱性进行研究. [bmim]Im离子液体的碱性与[bmim]OH的碱性接近且强于[bmim]OAc. 在水溶液及室温条件下, 2%的[bmim]Im离子液体对系列芳香醛与活泼的亚甲基化合物之间的Knoevenagel缩合反应具有较好的催化性能,目标产物的收率达到86%~95%,选择性为100%. 同时,该催化剂体系具有良好的循环性能.
    研究论文
    La-Ni-Al钙铁矿氧化物中Sr和Ca取代La对甲醇重整的影响
    Alieh KHALESI;Hamid R. ARANDIYAN;Matin PARVARI*
    2008, 29 (10):  960-968. 
    摘要 ( 2496 )   [Full Text(HTML)] () PDF(937KB) ( 897 )  
    Mixed perovskite oxides with CaxLa1-xNi0.3Al0.7O3-d and SrxLa1-xNi0.3Al0.7O3-d (x=0, 0.2, 0.5, 0.8, and 1.0; d=0.5x) components have been prepared by a sol-gel method. The effects of the partial substitution of La by Ca and Sr in dry CH4 reforming were investigated at 500-800 ℃ and 101 kPa. The resulting oxides were examined by Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, temperature-programmed reduction, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectrometry, and BET surface area analysis. Studies following the catalytic tests by carbon analysis show some carbon deposition on this catalytic system. The results indicate that all initial salt entered into a propionate structure, and that most of the solid solution has well defined perovskite structure with surface areas between 3.5 and 9.5 m2/g. Most of the catalysts performed well in the dry reforming, with CH4 conversions up to 90%, H2 yields up to 80%, and H2 selectivity up to 90%. Among the samples, Sr0.2La0.8Ni0.3Al0.7O2.9 showed an excellent catalytic performance in CH4 dry reforming, with a H2/CO ratio of 1, whereas Ca0.8La0.2Ni0.3Al0.7O2.6 showed the lowest coke formation (approximately 0.71%).
    铁基催化剂成型方式对浆态床费-托合成反应性能的影响
    郝庆兰;白亮;相宏伟;李永旺
    2008, 29 (10):  969-974. 
    摘要 ( 2446 )   [Full Text(HTML)] () PDF(480KB) ( 1170 )  
    采用连续共沉淀方法制备了无定形Fe-Cu-K-SiO2催化剂,利用连续共沉淀与喷雾干燥成型技术相结合的方法制备了不同粒径的微球形Fe-Cu-K-SiO2催化剂. 在接近反应工况的条件下对催化剂进行了浆态床费-托合成(FTS)反应性能评价,并对催化剂进行了物性表征. 表征结果表明,无定形催化剂没有规整的外形和均一的粒径分布,微球形催化剂的表面光滑,球形度好,颗粒分布均匀. 浆态床FTS反应评价结果表明,尽管无定形催化剂的初活性及最高活性较高,但蜡产物与催化剂的在线分离困难; 随着成型时平均粒径的增大,微球形催化剂的活性降低,但失活速率减慢,烃产物选择性向轻组分方向偏移,容易实现蜡产物与催化剂的在线分离.
    一种制备活性氧化铝的新方法
    谭亚南;李枫;伊晓东;王跃敏;方维平;万惠霖
    2008, 29 (10):  975-978. 
    摘要 ( 2467 )   [Full Text(HTML)] () PDF(311KB) ( 1443 )  
    将结晶氯化铝与柠檬酸及淀粉等造孔剂混合,经直接干燥和焙烧制得了一种无定形活性氧化铝,并通过X射线粉末衍射、N2物理吸附及氨程序升温脱附等手段对活性氧化铝样品进行了表征,探讨了各组分对活性氧化铝样品性质所起的作用. 与常规的活性氧化铝制备方法相比,这种制法省去了中和、老化、过滤和洗涤等步骤,缩短制备周期且过程容易控制. 活性氧化铝具有适宜且可调节的比表面积和孔径分布,作为载体负载镍金属组分制成负载型催化剂后,对乙苯加氢饱和与加氢裂化表现出较高的催化活性.
    中温固体氧化物燃料电池NiO/YSZ阳极的还原过程
    刘斌;张云;涂宝峰;柳林;董永来;程谟杰
    2008, 29 (10):  979-986. 
    摘要 ( 2299 )   [Full Text(HTML)] () PDF(613KB) ( 1107 )  
    以氢气程序升温还原(H2-TPR)为手段,研究了中温固体氧化物燃料电池烧结NiO/YSZ阳极的还原过程,并通过对电池开路电位和阻抗的原位监测考察了电池中阳极的还原过程. H2-TPR结果表明,阳极烧结温度升高,阳极中的NiO变得难以还原,但当温度提高到1500℃时, NiO还原峰的峰温降低. 阳极NiO含量越高, NiO越容易被还原. 这是由于烧结过程中NiO颗粒长大和NiO/YSZ界面分离共同作用的结果. 电池原位还原过程中开路电位的变化表明,具有高NiO含量的阳极还原较慢. 这主要是由于高NiO含量的阳极具有较大的收缩率和大的NiO粒子,导致还原初期产生的大量H2O不能被及时排出,从而抑制了还原过程. 电池还原过程中交流阻抗谱的变化表明, 50% NiO/YSZ阳极具有最稳定的还原过程. 30%和70% NiO/YSZ电池都有一个极化电阻逐渐增大的过程,前者的极化电阻在还原600 min后逐渐稳定,而后者并不能稳定.
    SiO2-TiO2中空型界面光催化剂的制备及性能
    许章炼;王晟;王騊;王维;陈文兴
    2008, 29 (10):  987-991. 
    摘要 ( 2187 )   [Full Text(HTML)] () PDF(343KB) ( 1001 )  
    采用十八烷基三乙氧基硅烷对TiO2和核壳中空型纳米粒子SiO2-TiO2进行了壳表面疏水烷基化修饰,制备出新型界面光催化剂,并用IR和XRD进行表征. 在紫外光照射下,考察了两种界面光催化剂的光稳定性,并以弱酸性黄G溶液的界面光降解为模型反应,考察了催化剂的光催化活性. 结果表明,长链烷基成功接枝在了两种纳米粒子表面,且改性前后晶型无变化. 与TiO2界面光催化剂相比, SiO2-TiO2界面光催化剂不仅具有优异的界面光稳定性,同时在无搅拌状态下对弱酸性黄G溶液也有良好的光催化活性.
    (+)-α-苯乙胺磷钨杂多化合物的合成、表征和催化不对称环氧化性能
    王丽丽;武启华;王向宇
    2008, 29 (10):  992-996. 
    摘要 ( 2160 )   [Full Text(HTML)] () PDF(258KB) ( 1423 )  
    以Keggin型12-磷钨酸和(+)-α-苯乙胺为原料,通过水热法合成了具有Keggin结构的(+)-α-苯乙胺磷钨酸盐(C8H12-N)3PW12O40. 通过红外光谱、核磁共振波谱、紫外光谱、元素分析和热重分析等技术对合成产物进行了结构、组成和热稳定性的表征和考察,证实了合成产物为(+)-α-苯乙胺磷钨酸盐. 以顺丙烯磷酸-α-苯乙胺盐环氧化合成(1R,2S)-环氧丙基磷酸-α-苯乙胺盐为探针反应,考察了(C8H12N)3PW12O40催化不对称环氧化性能. 结果表明,在催化剂用量为2.00%和反应温度为50 ℃时,产物环氧丙基磷酸苯乙胺盐的收率为64%, (1R, 2S)-环氧丙基磷酸苯乙胺盐的对映选择性ee值为10.8%.
    内酯酶产生菌的筛选及其催化拆分手性内酯的性能
    张仙;潘江;许建和
    2008, 29 (10):  997-1002. 
    摘要 ( 2348 )   [Full Text(HTML)] () PDF(321KB) ( 1271 )  
    以γ-丁内酯系列化合物作为唯一碳源,通过富集培养从土壤中分离得到180株产内酯酶的菌株. 经反复筛选,从中挑选出两株内酯水解活性和选择性均较高的菌株. 经鉴定,这两株真菌皆为镰孢霉菌属,分别命名为Fusarium moniliforme ECU2001和Fusarium proliferatum ECU2002. 对这两株菌的产酶特性进行了研究,发现ECU2001的内酯酶属于胞内酶,而ECU2002的内酯酶同时存在于胞内和胞外. 选择戊二醛交联的方法对这两株菌进行了细胞固定化,结果表明, ECU2002固定化细胞的活力、选择性和稳定性都优于ECU2001. ECU2002固定化细胞反应的适宜温度和pH分别为50 ℃和7.0~7.5. 考察了ECU2002固定化细胞的底物专一性,发现底物为α-羟基-γ-丁内酯时,固定化细胞的活性最高,其催化速率是γ-丁内酯的54.3倍. 利用ECU2002固定化细胞催化α-羟基-γ-丁内酯的对映选择性水解,固定化细胞重复使用10批后活力仍保持为初始活力的92.8%, 水解产物经内酯化后得到(R)-α-羟基-γ-丁内酯的光学纯度为92.8%~96.1% ee.
    负载型纳米ZrO2-Al2O3复合载体中ZrO2的负载量对Ni基催化剂性能的影响
    李凝
    2008, 29 (10):  1003-1008. 
    摘要 ( 2053 )   [Full Text(HTML)] () PDF(365KB) ( 823 )  
    采用真空浸渍法在负载型纳米ZrO2-Al2O3复合载体上负载NiO, 并用X射线衍射考察了NiO在复合载体上的分散阈值. 结果表明,该分散阈值与ZrO2-Al2O3复合载体中ZrO2的负载量有关,当ZrO2的负载量为0.60 g/g时, NiO的分散阈值达到最高值0.315 g/g. 热重-微分热重和程序升温脱附结果表明, NiO在不同ZrO2负载量的复合载体表面形成不同的相互作用和分布状态,复合载体中ZrO2的负载量影响催化剂表面活性中心的种类和对CO2的吸附. 同时考察了不同ZrO2负载量的复合载体Ni基催化剂在CO2重整CH4反应中的活性和稳定性.
    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
    2008, 29 (10):  1009-1014. 
    摘要 ( 2270 )   [Full Text(HTML)] () PDF(426KB) ( 1199 )  
    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%.
    H-MCM-22和H-MCM-36分子筛对苯与异丙醇烷基化反应的催化性能
    张祚望;张钰;王振旅;邢海军;贾明君;吴通好;张文祥
    2008, 29 (10):  1015-1020. 
    摘要 ( 2432 )   [Full Text(HTML)] () PDF(316KB) ( 974 )  
    由同一前驱体合成了H-MCM-22和H-MCM-36分子筛. 采用X射线衍射、N2吸附、程序升温脱附和红外光谱等方法,结合不同的表面后处理手段,研究了分子筛的结构和表面酸性. 结果表明, H-MCM-22的B酸中心主要分布在内表面, H-MCM-36的B酸中心主要分布在外表面. H-MCM-36的总B酸量小于H-MCM-22, 但其外表面B酸量相对较大. 在苯与异丙醇的烷基化反应中,两个分子筛都表现出较为优异的催化性能. 与H-MCM-22相比, H-MCM-36具有更高的反应活性和稳定性,对主产物异丙苯具有更好的选择性. 结合各种表征结果表明,两个分子筛的外表面B酸中心是苯与异丙醇烷基化反应的主要活性中心.
    磁性纳米氮化铝颗粒固定化β-葡萄糖苷酶的性质
    潘利华;罗建平;王贵娟;徐学玲;宛雯
    2008, 29 (10):  1021-1026. 
    摘要 ( 2541 )   [Full Text(HTML)] () PDF(415KB) ( 979 )  
    以戊二醛为交联剂,研究了磁性纳米氮化铝颗粒固定化β-葡萄糖苷酶的条件及固定化酶的结构特征,并考察了固定化酶的某些酶学性质. 结果表明,在4.5 ml磁性纳米氮化铝颗粒悬液(100 mg/ml)中加入0.5 ml戊二醛溶液(2%)超声波分散后,加入5 mlβ-葡萄糖苷酶溶液(50 mg/ml), 于20 ℃, pH 5.0和100 r/min条件下固载3.5 h, 酶蛋白和酶活回收率分别为82.6%和78.4%. 固定化β-葡萄糖苷酶的结构松散,不改变酶的结构特征. 与游离酶相比,固定化酶对对硝基苯基-β-D-葡萄糖苷水解反应的最佳反应温度有所降低,最佳反应pH值有所升高,而米氏常数Km值有所增大,且具有良好的贮存稳定性和操作稳定性,表明磁性纳米氮化铝颗粒适合作为β-葡萄糖苷酶的固定化载体.
    醇在载钯碳化钨/碳纳米管催化剂上的氧化
    胡西多;曾志锋;胡风平;王敬国;沈培康
    2008, 29 (10):  1027-1031. 
    摘要 ( 2546 )   [Full Text(HTML)] () PDF(353KB) ( 1002 )  
    用交替微波法制备了碳化钨与多壁碳纳米管复合材料(WC/MWCNT), 以该材料为载体制备了Pd基催化剂(Pd-WC/MWCNT), 并将催化剂用于醇的催化氧化反应. 结果表明, Pd-WC/MWCNT催化剂对乙醇的催化氧化活性是Pd/C催化剂的5倍. 交换电流密度测量和反应活化能计算表明, Pd-WC/MWCNT催化剂对乙醇催化氧化的交换电流密度比Pd/C大两个数量级,反应活化能低一倍以上. Pd-WC/MWCNT催化剂催化氧化乙醇性能的大幅度提高是碳化钨与Pd颗粒的协同效应和碳纳米管的结构效应共同作用的结果.
    还原性气氛对丙烷选择氧化催化剂Mo-V-Te-Nb-O结构及活性的影响
    邓忠华;王红心;楚文玲;杨维慎
    2008, 29 (10):  1032-1036. 
    摘要 ( 2183 )   [Full Text(HTML)] () PDF(419KB) ( 964 )  
    系统地研究了还原剂(氯化铵)添加到丙烷选择氧化合成丙烯酸催化剂Mo-V-Te-Nb-O混合氧化物中对催化剂性能的影响. 实验结果表明,在制备过程中还原剂的存在明显地影响了所得催化剂晶格氧的活动性,而晶格氧的活动性对Mo-V-Te-Nb-O混合氧化物的催化活性有重要的影响. 进一步的研究表明,添加还原剂引起了催化剂形貌和相组成的变化,这些对于丙烯酸的形成有着重要作用. 具有较多M1相含量的催化剂在低温(<653 K)时表现出了高丙烯酸选择性,而具有较多M2相含量的催化剂则在高温(>653 K)时更有利于丙烯酸的生成.
    全固态平面型ITO/Fe3+-TiO2/ITO光电催化器件的制备和催化性能
    尚静;薛莲;李佳;赵凤伟
    2008, 29 (10):  1037-1042. 
    摘要 ( 2338 )   [Full Text(HTML)] () PDF(353KB) ( 952 )  
    在具有条形电极的ITO (氧化铟锡)玻璃上负载Fe3+-TiO2薄膜,得到全固态平面型ITO/Fe3+-TiO2/ITO光电催化器件. 利用Keithley 2400数字源电流表对器件施以一定的偏压,以气相甲醛的降解为模型反应,对器件分别进行了空气和氮气条件下的光电催化性能测试. 结果表明,甲醛的存在能够增强体系的光电流,并且在氮气下器件的光电流明显大于在空气下的光电流,说明甲醛参与了电子的迁移过程. ITO/Fe3+-TiO2/ITO器件表现出比ITO/TiO2/ITO器件更高的光催化活性,且前者的光电流值小于后者,说明掺杂Fe3+所引起的电子迁移率的降低远大于所引起的激子分离几率的提高. ITO/Fe3+-TiO2/ITO器件在外加偏压下活性提高,但提高的幅度没有ITO/TiO2/ITO器件明显.
    负载型CeO2-ZrO2固溶体的性能及其在甲烷燃烧Pd催化剂中的应用
    王晓红;卢冠忠*;郭耘;乔东升;张志刚;郭杨龙;李春忠
    2008, 29 (10):  1043-1050. 
    摘要 ( 2593 )   [Full Text(HTML)] () PDF(611KB) ( 930 )  
    以硅改性的氧化铝为载体,用反相微乳液法合成了负载型的CeO2-ZrO2固溶体(Ce-Zr-O/Si-Al2O3), 用低温氮吸附、X射线衍射、程序升温还原、拉曼光谱和X射线光电子能谱等方法对Ce-Zr-O/Si-Al2O3的织构性能、热稳定性和储放氧性能等进行了表征. 结果表明,负载后的CeO2-ZrO2晶相与负载前相比没有变化,但热稳定性和在低温下的放氧能力及总储氧量明显提高. 作为甲烷燃烧Pd催化剂的载体, Ce-Zr-O/Si-Al2O3的性能明显优于CeO2-ZrO2, Si-Al2O3和机械混合物CeO2-ZrO2+Si-Al2O3. 使用0.2%Pd/10%Ce-Zr-O/Si-Al2O3为催化剂时,甲烷90%转化率时的温度仅为345 ℃, 比负载在其它载体上的Pd催化剂低175 ℃.
    综述
    从介孔分子筛原粉研制高效吸附二氧化碳的有机胺-介孔复合材料
    岳明波;朱建华
    2008, 29 (10):  1051-1057. 
    摘要 ( 2192 )   [Full Text(HTML)] () PDF(450KB) ( 1682 )  
    固态有机胺二氧化碳吸附剂具有高选择性、低腐蚀性、易再生等特点,有着减少二氧化碳排放的潜在应用前景. 但是,如何在大量引入氨基的同时,保持氨基在载体上具有高分散度是制备固态胺吸附剂的难题. 本文综述了近年来固体胺二氧化碳吸附剂的研究进展,重点介绍开拓利用介孔分子筛原粉的分级结构,将有机胺涂布到介孔分子筛孔道中的丝状胶束以及胶束和硅壁之间的间隙中,可以显著地提高二氧化碳的吸附量.
    等离子体处理制备对甲烷重整Ni基催化剂抗积炭性能的改进
    张月萍;祝新利;潘云翔;刘昌俊
    2008, 29 (10):  1058-1066. 
    摘要 ( 2247 )   [Full Text(HTML)] () PDF(729KB) ( 1008 )  
    对于甲烷重整反应, Ni基催化剂具有与贵金属催化剂相当的活性,但其易于积炭失活. 本文总结了辉光放电等离子体处理制备CO2甲烷重整Ni催化剂以提高催化剂抗积炭性能的研究进展. 比较表明,辉光放电等离子体处理制备的Ni催化剂, Ni颗粒较小,分散性更好,密集平面增加,且Ni活性组分与载体相互作用加强. 这些变化导致Ni催化剂抗积炭性能改善.