2010年, 第18卷, 第12期　刊出日期：2010-12-15

  

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综述与展望
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  电化学增强催化的研究进展
  

  李其明¹; 李芳²
  

  工业催化. 2010, 18(12): 1. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.001

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  综述了能够对固体催化剂活性可逆增强的电化学方法即催化活性的非法拉第电化学修饰。分别介绍了催化活性的非法拉第电化学修饰效应的概念、一般分析方法、催化活性的非法拉第电化学修饰效应的双电层作用机理以及基于不同固体离子电解质的电化学增强催化反应系统的结构、性能和研究现状。讨论了电化学增强催化的应用前景及当前存在的问题，期望对这种新型催化剂活性调控的方法加深认识和开展相关应用研究。
  

催化剂制备与工艺
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  硅胶固载Ru(Ⅱ)Cl₂(PPh₃)₃催化苯乙酮不对称加氢

  刘建红^1,2,3;范彬彬¹;郭永²;李瑞丰¹;陈华³

  工业催化. 2010, 18(12): 6. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.002

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  通过共价键联的方法将RuCl₂(PPh₃)₃配合物固载于手性二胺修饰的硅胶表面，制备了多相不对称加氢催化剂。采用等离子体发射光谱(ICP)、红外光谱(FTIR)和紫外光谱(UV-Vis)等手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明，RuCl₂(PPh₃)₃配合物固载于硅胶表面保持了原有的结构性能。在苯乙酮不对称加氢反应中，不同手性二胺对催化反应具有明显的影响，(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺的手性诱导能力强于其他二胺，优化条件下，苯乙酮转化率达100%，(R)-苯乙醇的对映体过量值达50%，固体催化剂具有良好的稳定性和重复使用性。
  

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  碱土金属改性对PdO/γ-Al₂O₃催化甲烷燃烧起燃活性的影响
  

  陆殿乔;马磊;张群峰;卢春山;江大好;李小年
  

  工业催化. 2010, 18(12): 13. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.003

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  考察了不同碱土金属（Mg、Ca、Ba）改性对PdO/γ-Al₂O₃催化剂甲烷催化燃烧性能的影响。结果表明,碱土金属改性后,PdO/γ-Al₂O₃催化剂的甲烷催化燃烧起燃活性均有不同程度的提高,活性顺序为Ca＞Mg＞Ba。采用X射线衍射、H₂程序升温还原和CH₄程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。碱土金属改性后，其与Al₂O₃载体间的相互作用有助于促进PdO微粒团聚,形成晶相PdO,晶相PdO物种对甲烷的活化氧化能力更强, 是影响催化剂起燃活性的主要活性位。
  
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  催化湿式氧化中负载型催化剂制备

  张蕾; 马宏瑞; 张茜; 郗引引
  

  工业催化. 2010, 18(12): 19. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.004

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  采用浸渍法制备了负载型催化剂CuO/γ-Al₂O₃和Fe₂O₃/γ-Al₂O₃，以甲基橙为代表化合物，考察了制备因素对催化活性的影响，结果表明，CuO/γ-Al₂O₃的活性高于Fe₂O₃/γ-Al₂O₃，催化湿式氧化甲基橙2 h,脱色率接近100%。正交试验和稳定性研究表明，焙烧温度对催化活性影响较大，350 ℃焙烧，催化剂活性组分Cu溶出较少，且重复使用情况较好。采用SEM和XRD等手段对CuO/γ-Al₂O₃进行表征，发现其活性组分分散度良好。
  

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  Co/Cu/γ-Al₂O₃催化剂制备及其性能

  毛洪涛¹;王剑波¹;王晶晶¹;黄炎¹;卢园²

  工业催化. 2010, 18(12): 24. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.005

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  以钴盐为主催化剂，以铜盐为助催化剂，采用等体积浸渍法，以γ-Al₂O₃为载体，制备了Co/Cu/γ-Al₂O₃催化剂，以对甲酚为原料对催化活性进行测试,并采用XRD、FT-IR、XPS和BET表征方法对催化剂的晶体结构、表面电子状态和比表面积进行表征，研究各种因素对催化活性的影响。结果表明，Co₃O₄为催化剂的活性组分，催化剂中活性组分未与载体发生强烈的相互作用，且其比表面积最大，有利于活性组分的分散。Co/Cu/γ-Al₂O₃催化剂最佳制备条件为：Co与Cu物质的量比为5∶1，浸渍液质量浓度为6%，焙烧温度400 ℃,对羟基苯甲醛收率为41.5%。
  

目录
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  新型镶嵌式催化剂挤条成型装置的研制
  

  肖立

  工业催化. 2010, 18(12): 29. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.006

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  介绍一种新型镶嵌式组合结构催化剂挤条成型装置。新型镶嵌式催化剂挤条成型装置的模架为不锈钢材料，镶嵌模块采用工程塑料，模块更换方便，催化剂挤出顺畅，能满足石化行业催化剂挤条生产中耐温、耐压、耐腐蚀以及规模化生产的要求。与不锈钢整体结构挤条模板相比，新型镶嵌式催化剂成型装置不仅成本降低较大，而且制作周期缩短。
  

催化剂制备与工艺
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  高孔率泡沫状MnO₂催化材料的制备及其催化性能
  

  于志明;胡家秀;牛云松
  

  工业催化. 2010, 18(12): 32. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.007

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  以泡沫海绵为基体材料，采用电镀的方法制备了高孔率泡沫状MnO₂催化材料，测定其孔隙率和比表面积，利用X射线光电子能谱和扫描电镜对MnO_x膜层的组成和形貌进行分析，并通过臭氧催化分解试验评价其催化性能。结果表明,泡沫状MnO₂催化材料具有超大的比表面积，约为29.6 m²·m^-3，孔隙率达95%以上，6片高孔率泡沫状MnO₂催化片对臭氧的催化率第9天后仍高达97.75%，具有良好的催化性能。
  

石油化工与催化
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  FCC汽油烷基化脱硫研究
  

  唐晓东¹;郭巧霞²;陈亮²;冯雪峰³;毛尽艳³;金文中³
  

  工业催化. 2010, 18(12): 36. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.008

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  分别采用大孔磺酸树脂NKC-9及FCC汽油烷基化催化剂SW-Ⅰ对FCC汽油进行静态及动态烷基化脱硫研究。结果表明，SW-Ⅰ烷基化脱硫操作条件更为缓和，其催化活性及寿命均优于NKC-9树脂。在反应温度60 ℃、反应时间60 min和剂油质量比1∶100的条件下，SW-Ⅰ烷基化脱硫汽油硫含量降至181.7 μg·g^-1，脱硫率63.49%，收率85.30%。SW-Ⅰ对不同硫含量的FCC汽油均具有一定的脱硫效果，脱硫适应性较强。通过对汽油烷基化反应前后硫化物的分布分析发现，烷基化反应使FCC汽油中的大部分噻吩类化合物反应生成沸点更高的产物，通过蒸馏分离将其除去，达到脱硫目的。
  

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  碱土金属镁对乙炔前加氢催化剂性能的影响

  车春霞;颉伟;谭都平;梁琨;梁玉龙;林宏;常晓昕;梁顺琴;景喜林;赵育榕;黄德华
  

  工业催化. 2010, 18(12): 42. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.009

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  以α-Al₂O₃为载体，Pd为主活性组分，Ag为助活性组分，经过碱土金属Mg改性，制备了乙炔加氢催化剂。与国外对比催化剂微反对比评价结果表明，Mg改性的乙炔前加氢催化剂初期活性略差，但随着反应时间延长，Mg改性的乙炔前加氢催化剂活性高于国外对比催化剂,其选择性均高于国外对比催化剂。原位红外分析表明，催化剂经过碱土金属Mg改性后，酸性低于国外对比催化剂，减少了齐聚等副反应的发生，提高了催化剂的抗结焦性能。
  

有机化工与催化
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  BF₃催化环己烯齐聚的研究
  

  刘萍萍;丁洪生;许林林;刘庆利
  

  工业催化. 2010, 18(12): 45. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.010

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  使用BF₃为催化剂对环己烯的聚合反应进行研究，考察了温度、压力、反应时间、引发剂及其用量等工艺条件对齐聚产物收率的影响。结果表明，环己烯齐聚的最佳工艺条件为：温度60 ℃，压力0.6 MPa，反应时间5 h，引发剂为正丁醇，引发剂用量为反应物质量的0.75%，该条件下产品收率为98%。
  

能源化工与催化
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  纳米固体超强酸SO₄^2-/Fe₂O₃催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮
  

  李家贵;韦庆敏;陈渊;朱万仁;黄樱娟
  

  工业催化. 2010, 18(12): 48. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.011

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  以纳米固体超强酸SO₄^2-/Fe₂O₃为催化剂，催化环己酮和1，2-丙二醇的缩合反应，合成了环己酮1，2-丙二醇缩酮。研究焙烧温度、反应时间、酮醇物质的量比、带水剂用量和催化剂用量等对反应的影响。较适宜的反应条件为：环己酮200 mmol，酮醇物质的量比为1∶1.1，催化剂用量为200 mg（占反应物总质量的2.9%），甲苯30 mL，温度(120～130) ℃，反应2.5 h，环己酮1，2-丙二醇缩酮收率达97.4%，纯度＞98％。
  

精细化工与催化
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  二氧化双环戊二烯的合成
  

  徐强;杜咏梅;李春迎;吕剑
  

  工业催化. 2010, 18(12): 52. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.012

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  以过氧化氢为氧源，磷钨酸及甲基三辛基叔丁胺为催化剂，在水相/有机相两相体系中进行双环戊二烯的环氧化反应，考察了催化剂、溶剂、反应温度和物料配比对反应转化率及收率的影响。结果表明，在反应温度50 ℃、催化剂磷钨酸用量0.6 g、相转移催化剂甲基三辛基氯化铵用量0.7 g、n(过氧化氢)∶n(双环戊二烯)=2.0的条件下,20 mL的CHCl₃ 中反应8 h,双环戊二烯转化率接近100％，收率达94.3％。
  

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  5a-雄甾-2-烯-17-酮的合成
  

  左前进¹;吴来喜¹;申利群^2*
  

  工业催化. 2010, 18(12): 55. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.013

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  以表雄酮为原料，经苯磺酰氯磺酰化，在二甲基甲酰胺溶剂中用4-二甲氨基吡啶作为催化剂消除苯磺酸, 合成了5a-雄甾-2-烯-17-酮, 考察反应温度、反应时间、溶剂和催化剂用量等因素对反应的影响。结果表明, 表雄酮苯磺酸酯的合成最佳反应时间为30 h，脱苯磺酸合成5a-雄甾-2-烯-17-酮的最佳反应条件为：反应温度70 ℃，反应时间60 min,溶剂用量7.5 mL，催化剂4-二甲氨基吡啶用量0.3 g。在此条件下，5a-雄甾-2-烯-17-酮总收率达92.0%。
  

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  对氨基苯磺酸铝催化苯乙酮、芳香醛和芳香胺的“一锅法”Mannich反应
  

  宋志国¹;梁艳²;侯敏³;王敏²

  工业催化. 2010, 18(12): 58. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.014

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  室温条件下，对氨基苯磺酸铝可有效催化苯乙酮、芳香醛和芳香胺的Mannich反应，三组分“一锅法”合成了系列β-氨基酮衍生物。考察了反应条件对收率的影响及对氨基苯磺酸铝对不同底物Mannich反应的催化效果，推测了反应机理。产物结构经IR、1H NMR和质谱进行表征。合成不同的β-氨基酮衍生物的较佳反应条件为:苯乙酮、芳香醛和芳香胺物质的量比为1.1∶1∶1，对氨基苯磺酸铝用量为苯甲醛物质的量的3%，乙醇用量5 mL。该方法操作简单，条件温和，收率高，催化剂可重复使用，对环境友好。
  

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  活性炭负载磷钨酸催化合成硬脂酸乙酯

  马荣萱;李西安
  

  工业催化. 2010, 18(12): 63. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.015

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  研究以活性炭负载磷钨酸为催化剂合成硬脂酸乙酯，考察了催化剂种类和用量、酸醇物质的量比、反应时间和带水剂对酯化反应的影响。结果表明，在酸醇物质的量比为1∶8、催化剂用量1.2 g，为反应物总质量的5.22%(磷钨酸质量分数为1.95%)、带水剂为环己烷、反应温度（80～85） ℃和反应时间4 h的条件下，酯化率可达85.57%。
  

化肥工业与催化
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  LiLaNiO_x/γ-Al₂O₃ 催化剂上甲烷加压部分氧化制合成气

  鲁辉¹ ;张岩²

  工业催化. 2010, 18(12): 66. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.016

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  考察LiLaNiO_x/γ-Al₂O₃ 催化剂对甲烷加压［（0.2～1.0） MPa］部分氧化制合成气反应的催化性能。结果表明，LiLaNiO_x/γ-Al₂O₃ 催化剂具有优良的甲烷部分氧化催化性能，在850 ℃和1.0 MPa条件下，甲烷转化率和CO选择性分别达76.2%和82.5%。在100 h连续实验中，反应活性及选择性保持不变，显示出较高的催化稳定性。采用XRD、XPS和TG-DTA方法对反应前后催化剂的晶体结构、表面性能以及抗积炭性能进行表征，结果表明，LiLaNiO_x/γ-Al₂O₃ 催化剂具有较高的结构稳定性和抗积炭性能。
  

环境保护与催化
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  γ-Al₂O₃负载的NixCo_1-xCo₂O₄催化剂N₂O催化分解性能

  李翠清;李敏;王虹;宋永吉;邢艳蕊;冀德坤

  工业催化. 2010, 18(12): 70. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2010.12.017

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  以K₂CO₃为沉淀剂，γ-A_l2O₃为载体，采用共沉淀法制备了负载质量分数为30%和具有Co₃O₄尖晶石结构的NixCo_1-xCo₂O₄复合金属氧化物催化剂（x分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0），确定了最适宜的x值。考察了焙烧温度对催化剂的影响，对制备的样品进行了XRD、BET、SEM和H₂-TPR等表征，在微反装置上对催化剂进行N₂O催化分解活性评价。结果表明，适宜的x值为0.5，焙烧温度为800 ℃。N₂O和O₂浓度是影响催化剂的N₂O催化分解转化率的主要因素，低浓度有利于提高N₂O催化分解转化率。掺杂还原性气体（如CO和NO）加速了N₂O催化分解反应，有利于提高催化剂的N₂O催化分解转化率。在模拟工业装置反应尾气［φ(N₂O)=12%、φ(O₂)=16.8%和其他混合气体］条件下，催化剂N₂O完全催化分解温度为612 ℃，满足实际工业生产装置运行要求（小于750 ℃）。