催化学报

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第32卷第9期目次

2011, 32 (9): 0-0.

摘要 ( 1397 )

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吡咯亚胺配体与过渡金属的反应性及其催化烯烃聚合

苏碧云, 拓宏兵, 张群正

2011, 32 (9): 1439-1445. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10423

摘要 ( 2972 ) [Full Text(HTML)] ()

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在经典的 Brookhart 吡啶双亚胺后过渡金属烯烃聚合催化剂基础上, 用吡咯五元环代替吡啶六元环骨架可得到具有不同电子效应的新型吡咯亚胺配体. 通过吡咯环特殊的电子效应和位阻效应可设计出种类繁多的有别于吡啶亚胺配体的配合物. 综述了吡咯亚胺配体与前过渡金属 (Ti, Zr 等)、后过渡金属 (Fe, Co, Ni, Pd 等)、稀土金属 (Y, Ir, Lu, Nd 等) 以及其它金属 (Cu, U, Cr 等) 的配位方式、配合物的结构类型、反应性及其催化烯烃聚合反应性能.

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2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基促进的钒基催化剂催化苯直接氧化制苯酚

陈佳琦, 高爽, 李军, 吕迎

2011, 32 (9): 1446-1451. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60254-9

摘要 ( 3274 ) [Full Text(HTML)] ()

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以钒基化合物为催化剂, 在 TEMPO (2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基) 存在下, 能形成快速催化分子氧氧化苯制苯酚的催化体系. 在反应过程中, 由类似芬顿试剂反应过程生成的羟基自由基亲核进攻苯环, 形成羟基环己二烯自由基; 该羟基氢可在 TEMPO 存在的催化体系中消除, 同时苯环氢可立即转移至氧原子而生成苯酚. 在以 [(CH₃)₄N]₄-PMo₁₁VO₄₀ 为催化剂的体系中, 反应 1 h 苯酚收率可从不加 TEMPO 时的 1.2% 提高到 8.4%; 而以 V-AlPO5 为催化剂时, 苯酚收率可从不加 TEMPO 时的 5.0% 提高到 9.5%, 且选择性均较高.

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CO₂辅助老化制备的 Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂上 CO₂加氢制甲醇

王丹君, 陶芙蓉, 赵华华, 宋焕玲, 丑凌军

2011, 32 (9): 1452-1456. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60256-2

摘要 ( 3312 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(725KB) ( 1241 )

对传统共沉淀法进行改进, 在老化阶段通入 CO2 促进母液中前驱体物相的转变, 制备了 Cu/ZnO/Al₂O₃ 催化剂. N₂ 吸附、X 射线衍射、场发射扫描电子显微镜、程序升温还原、程序升温分解结果表明, 改进共沉淀法制备的催化剂前驱体中碱式硝酸铜更易转变为碱式碳酸铜, 从而提高了前驱体的稳定性, 并使得焙烧后的催化剂具有较大的比表面积和孔体积及较小的颗粒. 在 200~260 °C 范围内对 CO₂加氢制甲醇活性测试表明, 改进方法制备的催化剂活性明显优于传统共沉淀法制备的催化剂.

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Rare Earth Oxide-Treated Fullerene and Titania Composites with Enhanced Photocatalytic Activity for the Degradation of Methylene Blue

MENG Zada, ZHU Lei, CHOI Jong-geun, PARK Chong-yeon, OH Won-chun

2011, 32 (9): 1457-1464. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60258-6

摘要 ( 2981 ) [Full Text(HTML)] ()

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Rare earth oxide-treated fullerene and titania composites (Y-fullerene/TiO₂) were prepared by the sol-gel method. The products had interesting surface compositions. X-ray diffraction patterns of the composites showed that the Y-fullerene/TiO₂ composites contained a single and clear anatase phase. The surface properties were observed by scanning electron microscopy, which gave a characterization of the texture on the Y-fullerene/TiO₂ composites and showed a homogenous distribution of titanium particles. The energy-dispersive X-ray spectra showed the presence of C and Ti with strong Y peaks. The composite obtained was also characterized with transmission electron microscopy and UV-Vis spectroscopy. The photocatalytic results showed that the Y-fullerene/TiO₂ composites had excellent activity for the degradation of methylene blue under visible light irradiation. This was attributed to both the effects on the photocatalysis of the supported TiO₂ by charge transfer by the fullerene, and the introduction of yttrium to enhance photo-generated electron transfer.

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Synthesis, Characterization, and Catalytic Activity of Nanocrystalline La_1-xEuxFeO₃ during the Combustion of Toluene

Seyed Ali HOSSEINI, Mohammad Taghi SADEGHI-SORKHANI, Leila KAFI-AHMADI, Abdolali ALEMI, Aligholi NIAEI, Dariush SALARI

2011, 32 (9): 1465-1468. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60257-4

摘要 ( 2793 ) [Full Text(HTML)] ()

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Nanostructured LaFeO₃ and substituted La_1-xEu_xFeO₃(x = 0.1, 0.15, and 0.2) perovskites were synthesized by sol-gel auto-combustion and their activities during the combustion of toluene were evaluated. The structure and physico-chemical properties of the perovskites were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and BET surface area analyses. The compounds were crystallized as a perovskite phase with an orthorhombic structure. The mean particle size of the perovskites increased with an increase in europium loading while the specific surface area decreased. Characterization data confirmed that a total insertion of Eu into LaFeO₃occurred at x ≤ 0.15. However, Eu₂O₃ segregation occurred to some extent especially at x >0.15. The catalytic activity of the catalysts increased substantially with an increase in Eu substitution in the evaluated range.

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Pt/CeO₂-ZrO₂-La₂O₃ 柴油车尾气氧化催化剂活性及抗硫性能

钟富兰, 钟喻娇, 肖益鸿, 蔡国辉, 郑勇, 魏可镁

2011, 32 (9): 1469-1476. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60259-8

摘要 ( 3398 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用两种方法制备了三种 Pt/CeO₂-ZrO₂-La₂O₃ 柴油车尾气氧化催化剂, 并用 X 射线衍射、N2 物理吸附、程序升温还原、程序升温脱附、X 射线荧光光谱和红外光谱等方法对其进行了表征. 结果发现, 制备方法对催化剂的结构、织构、抗硫性能及催化性能的影响非常大. 对其进行硫中毒, 导致起燃温度明显升高. 将 ZrO₂和 La₂O₂ 沉积在 CeO₂表面所制得的 Pt/CeO₂-ZrO₂-La₂O₃ 催化剂表现出更高的抗硫及催化氧化性能, 这主要归功于 Pt 在富 Zr 载体表面具有更高的分散性.

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Sulfuric Acid ([3-(3-Silicapropyl)sulfanyl]propyl)ester as a Recyclable Catalyst for the Synthesis of 4,4'-(Arylmethylene)bis(1H-pyrazol-5-ols)

Shekoofeh TAYEBI, Mojtaba BAGHERNEJAD, Dariush SABERI, Khodabakhsh NIKNAM

2011, 32 (9): 1477-1483. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60260-4

摘要 ( 3048 ) [Full Text(HTML)] ()

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Sulfuric acid ([3-(3-silicapropyl)sulfanyl]propyl)ester is employed as a recyclable catalyst for the condensation reaction between aromatic aldehydes and 3-methyl-l-phenyl-5-pyrazolone. This condensation reaction was performed in ethanol under refluxing conditions giving 4,4'-alkylmethylene-bis(3-methyl-5-pyrazolones) in 74-90% yields. The heterogeneous catalyst was recycled and used in eleven runs for the reaction between benzaldehyde and 3-methyl-l-phenyl-5-pyrazolone without losing catalytic activity.

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Fe₃O₄ Nanoparticles as an Efficient and Magnetically Recoverable Catalyst for the Synthesis of 3,4-Dihydropyrimidin-2(1H)-ones under Solvent-Free Conditions

Masoud NASR-ESFAHANI, S. Jafar HOSEINI, Fatemeh MOHAMMADI

2011, 32 (9): 1484-1489. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60263-X

摘要 ( 3141 ) [Full Text(HTML)] ()

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The catalytic activity of Fe₃O₄ nanoparticles (NPs) in a one-pot three component condensation reaction consisting of an aromatic aldehyde, urea or thiourea, and a β-dicarbonyl under solvent-free conditions was investigated. This reaction affords the corresponding dihydropyrimidinones (thiones) in high to excellent yields. Compared with the classical Biginelli reactions this method consistently gives a high yield, easy magnetic separation, a short reaction time, and catalyst reusability.

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聚乙二醇-水介质中水溶性膦稳定的钌催化芳香酮的不对称加氢反应

秦瑞香, 王金波, 熊伟, 刘德蓉, 冯建, 陈华

2011, 32 (9): 1490-1495. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10434

摘要 ( 4034 ) [Full Text(HTML)] ()

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在聚乙二醇-400-水介质中, 以 (1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺的磺酸钠盐为手性修饰剂, 考察了水溶性三 (间-磺酸钠苯基) 膦稳定的 Ru 催化苯乙酮及其衍生物的不对称加氢反应. 结果表明, 该催化剂体系具有良好的催化活性和对映选择性. 在优化反应条件下, 苯乙酮转化率和对映选择性分别为 100% 和 84.9%. 经正己烷萃取后, 催化剂即可从产物中分离出来, 并可重复使用多次.

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介孔 Al₂O₃负载 PdO 催化甲烷燃烧反应性能

王月娟, 郭美娜, 鲁继青, 罗孟飞

2011, 32 (9): 1496-1501. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10506

摘要 ( 3183 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用浸渍法制备了介孔 Al2O3 (M-Al2O3) 负载 PdO 催化剂, 考察了其催化 CH4 燃烧反应性能. 结果表明, 以 M-Al2O3 为载体的 PdO 催化剂活性比普通 Al2O3 载体高得多, 这很可能与 M-Al2O3 的孔道结构对 PdO 物种的限域作用有关. 随着 PdO/M-Al2O3 催化剂焙烧温度的升高, 甲烷催化燃烧活性先增加后降低, 其中 700 oC 焙烧的催化剂活性最高, 400 oC 反应时 CH4 转化率为 91%. 此时 Pd 物种主要以 PdO 颗粒形式高度分散在载体的介孔孔道内, 而高温焙烧时, Pd 物种主要以 Pd 和 PdO 的混合晶相存在. 尽管 900 oC 焙烧制得的催化剂上 CH4 的转化率降低, 但 TOF 值最大, 这可能与该催化剂中同时存在金属 Pd 和 PdO 有关.

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等离子体与催化剂协同催化 CH₄选择性还原脱硝反应

刘彤, 于琴琴, 王卉, 蒋晓原, 郑小明

2011, 32 (9): 1502-1507. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10442

摘要 ( 2973 ) [Full Text(HTML)] ()

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研究了在低温等离子体和催化剂共同作用下, CH₄ 选择催化还原 (SCR)NO 的反应. 在所考察的金属氧化物催化剂中, γ-Al₂O₃ 表现出最高的催化活性. 当等离子体放电功率为 4.5 W, 反应温度为 300 ^oC 时, NO 转化率为 56.5%; 该条件下单纯等离子体反应和以 γ-Al₂O₃ 为催化剂时 NO 转化率分别为 28.9% 和 0, 表明等离子体与催化剂之间发生了协同催化作用. 进一步研究表明, 在低温等离子体的 SCR-NO 反应中, 催化剂活性随着介电常数的增加而下降, 而催化剂多孔结构和表面酸性可明显促进反应的进行.

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分子印迹聚合物负载纳米金催化剂的制备及其底物识别性能

祝贞科, 谭蓉, 孙文庆, 银董红

2011, 32 (9): 1508-1512. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10514

摘要 ( 3217 ) [Full Text(HTML)] ()

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以 4-硝基苯甲醇与氯金酸的络合物为模板, 利用聚合物空腔内胺基捕获 NaBH4 还原的纳米粒子, 设计和制备了一种具有底物识别性能的分子印迹聚合物负载纳米 Au 催化剂 (Au/MIP). 运用红外光谱、紫外-可见光谱和扫描电镜等方法对催化剂进行了表征. 同时以水为溶剂, 过氧化氢为氧化剂, 考察了催化剂在取代苯甲醇氧化反应中的催化性能. 结果表明, 以 Au/MIP 为催化剂时, 4-硝基苯甲醇转化率为 75.6%, 而以非印迹聚合物负载的纳米 Au (Au/NIP) 为催化剂时, 4-硝基苯甲醇转化率仅为 41.5%. 以其它取代苯甲醇为底物时, Au/MIP 与 Au/NIP 的催化活性差别不大. 这说明 Au/MIP 催化剂活性与反应底物结构有关, 脱除模板剂后它具有与 4-硝基苯甲醇相匹配的空腔结构和识别位点, 对反应底物表现出专一的识别性, 因而提高了催化剂活性.

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紫外光还原法制备铂填充硅钛复合纳米管及其光催化性能

王晟, 高艳龙, 王騊, 王栋良, 丁源维, 许学飞, 张晓龙, 江国华

2011, 32 (9): 1513-1518. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10501

摘要 ( 3756 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1168KB) ( 1141 )

以 SiO₂ 包覆的 TiO₂ 纳米管 (TiNT@@SiO₂) 为载体, 以 H₂PtCl₆为前驱体, 采用紫外光还原法制备了 Pt 纳米粒子填充的 TiNT@@SiO₂ 材料 (Pt-TiNT@@SiO₂). 并采用透射电镜、场发射扫描电镜、电子能谱和 X 射线衍射等手段对材料样品进行了表征, 考察了制备时紫外光照时间和强度以及 Pt 填充量对其形貌的影响. 结果表明, Pt 填充量为 1.5% 时, Pt-TiNT@@SiO₂样品的光催化活性最高. 同时还探讨了管内光催化机理.

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Pt 修饰的 Ni/C 催化剂电催化氧化乙醇性能

王星砾, 王辉, 雷自强, 张哲, 王荣方

2011, 32 (9): 1519-1524. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10439

摘要 ( 2893 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(550KB) ( 1270 )

采用两步还原法制备了 Pt 修饰的 Ni/C 催化剂 (Ni@Pt/C), 并应用 X 射线衍射和透射电子显微镜对催化剂进行了表征. 结果表明, 载体上催化剂粒子呈两相复合结构, 具有较好的分散性, 平均粒径为 4.4 nm. 电化学测试表明, Ni@Pt/C 催化氧化乙醇的活性电流高达 0.37 A/mg, 是商业 Pt/C 催化剂的 2.33 倍, PtNi/C 合金催化剂的 1.78 倍, 显示出良好的催化性能.

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影响 TiO₂纳米管光电催化还原 Cr(VI) 的因素探讨

汪青, 尚静, 宋寒

2011, 32 (9): 1525-1530. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10522

摘要 ( 2616 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用阳极氧化法在 Ti 基底上生长 TiO2 纳米管 (TNT) 阵列薄膜, 利用扫描电镜和 X 射线衍射对样品的形貌和结构进行了表征. 以 TNT 薄膜为光阳极、Ti 网为光阴极, 在酸性条件下进行紫外光光电催化还原 Cr(VI), 探讨了外加偏压、NaCl 浓度、柠檬酸浓度以及 Cr(VI) 初始浓度对反应性能的影响. 结果表明, 外加电压有效地促进了电子和空穴的分离, 使 Cr(VI) 的光电催化还原效率明显高于光催化; NaCl 的引入增加了体系的导电性, 可在一定程度上提高 Cr(VI) 的光电还原反应速率. 另外, 柠檬酸作为空穴捕获剂可有效地捕获光生空穴, 在一定浓度范围内, Cr(VI) 的光电还原反应速率随柠檬酸浓度的增加而增加. 在 1.5 V 偏压, 1.0 mol/L NaCl, 0.5 mmol/L 柠檬酸条件下, 初始浓度为 17.7 mg/L 的 Cr(VI) 反应 60 min 时, 其转化率达到 98.6%.

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非水溶剂溶胶-凝胶法制备的纳米卤氧化镧在甲烷氧化偶联反应中的应用

侯玉慧, 常刚, 翁维正, 夏文生, 万惠霖

2011, 32 (9): 1531-1536. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10532

摘要 ( 2834 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(456KB) ( 764 )

采用非水溶剂溶胶-凝胶法制备了具有四方晶体相结构的纳米 LaOX (X = Cl, Br). X 射线粉末衍射和扫描电子显微镜结果表明, 纳米 LaOX 样品的形貌规整、粒径均匀 (平均粒径约为 47 nm). 在甲烷氧化偶联 (OCM) 反应中, 纳米 LaOX 显示出比常规尺度 LaOX 更高的催化活性和 C2 选择性, 且纳米 LaOX 具有良好的稳定性. 此外, 常规尺度下, LaOBr 催化剂活性和 C2 选择性高于 LaOCl; 纳米尺度下, 两催化剂活性相差不大, 但 LaOBr 上 C2 选择性明显更高.

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载体焙烧温度对 Ru/MgAl₂O₄ 催化剂液相苯部分加氢性能的影响

周功兵, 刘建良, 许可, 裴燕, 乔明华, 范康年

2011, 32 (9): 1537-1544. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10508

摘要 ( 2932 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(810KB) ( 1061 )

采用水热合成法制备了镁铝尖晶石 (MgAl₂O₄) 材料, 制备了其负载的 Ru 催化剂, 研究了 MgAl₂O₄ 焙烧温度对 Ru/MgAl₂O₄ 催化剂上液相苯部分加氢催化性能的影响. 采用 X 射线粉末衍射、27Al 固体核磁共振、傅里叶变换红外光谱、H₂-程序升温还原、H₂-程序升温脱附、N₂ 物理吸附、透射电子显微镜和 X 射线光电子能谱等手段对催化剂进行了系统的表征. 结果表明, 在较低的焙烧温度 (773 K) 下即可制得很好尖晶石晶型的 MgAl₂O₄ 材料. 载体焙烧温度对催化剂结构和 Ru 粒径等有显著的影响. 1023 K 焙烧的 MgAl₂O₄负载的 Ru 催化剂上环己烯选择性及收率最高, 分别可达 52.4% 和 38.5%. 结合催化剂的表征和反应结果, 对载体焙烧温度影响催化剂活性和选择性的原因进行了讨论.

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Ru/TiO₂催化剂上甘油氢解制 1,2-丙二醇

冯建, 熊伟, 贾云, 王金波, 刘德蓉, 陈华, 李贤均

2011, 32 (9): 1545-1549. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10534

摘要 ( 3013 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(371KB) ( 1393 )

采用浸渍法制备了负载型 Ru/TiO₂ 催化剂, 利用 X 射线衍射、X 射线光电子能谱、高分辨透射电镜、N₂吸附和电感耦合等离子体原子发射光谱等方法对催化剂进行了表征, 并考察了反应温度、H₂ 压力、甘油溶液浓度、催化剂用量和碱性添加物等因素对 Ru/TiO₂ 上甘油氢解反应性能的影响. 结果表明, 在 170 ^oC 和 3 MPa 的温和反应条件下, 以 LiOH 为添加物, 甘油转化率和 1,2-丙二醇选择性分别高达 89.6% 和 86.8%.

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TS-1/H₂O₂ 体系催化二乙胺氧化竞争反应

邓秀娟, 申璐, 张硕, 刘月明

2011, 32 (9): 1550-1556. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10543

摘要 ( 3325 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(661KB) ( 1042 )

系统研究了 TS-1/H2O2 催化二乙胺 (DEA) 氧化制备二乙基羟胺 (DEHA) 的反应规律, 考察了 DEA 氧化及 DEHA 氧化反应之间的竞争关系. 结果表明, H2O2 以连续方式进料时, DEA 转化率及 H2O2 有效利用率明显提高, 而反应体系中 DEA/H2O2 的摩尔比对 DEHA 选择性的影响较大. TS-1 既可催化 DEA 的氧化, 又可催化产物 DEHA 的进一步氧化.

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有机溶剂/缓冲液双相体系中绿豆环氧化物水解酶催化环氧苯乙烯不对称水解反应

陈文静, 娄文勇, 王晓婷, 宗敏华

2011, 32 (9): 1557-1563. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10606

摘要 ( 3154 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(796KB) ( 1057 )

研究了有机溶剂/缓冲液双相体系中绿豆环氧化物水解酶高立体选择性地催化外消旋环氧苯乙烯水解生成 (R)-苯基乙二醇反应. 结果表明, 与单水相反应体系相比, 有机溶剂/缓冲液双相反应体系不仅有效地抑制环氧苯乙烯的非酶水解反应, 而且明显提高底物的浓度, 产物的收率和 ee 值更高. 在所考察的不同有机溶剂中, 正己烷不仅能较好地溶解底物, 而且对酶的毒性较小, 从而导致反应的初速率较快, 产物的收率和 ee 值较高, 是最适宜有机相. 在两相体积比 (正己烷/缓冲液) 为 1:1, 底物浓度为 20 mmol/L, 缓冲液 pH = 6.5 以及 35 oC 的最适反应条件下, 反应的初速率、产物的收率和 ee 值分别为 5.42 mmol/(L•h), 49.2% 和 94.3%.

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