2021年, 第29卷, 第3期　刊出日期：2021-03-15

  

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综述与展望
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  丙烷脱氢制丙烯催化剂研究进展

  杨莹, 宋杨, 范晓强, 赵震, 孔莲, 肖霞, 解则安

  工业催化. 2021, 29(3): 1-10. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.001

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  丙烷作为天然气和页岩气等的重要成分,其高效催化转化不仅具有重要的理论研究意义,而且具有广阔的应用前景。丙烷直接脱氢制丙烯已成为增产丙烯的有效手段。对丙烷脱氢反应的铂基催化剂、铬基催化剂、碳基催化剂以及钒基催化剂进行综述,重点介绍载体及助剂对铂基及铬基催化剂活性和稳定性的影响,并提出目前丙烷脱氢反应催化剂研究的关键问题,对其发展前景进行展望。
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  多相催化剂以非自由基路线活化过二硫酸盐的研究进展

  罗才武, 陈晴晴, 张德, 汪弘, 魏月华

  工业催化. 2021, 29(3): 11-15. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.002

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  多相催化剂以非自由基路线活化过二硫酸盐降解水中有机污染物,已成为近年来的研究热点。归纳非自由基路线活化过二硫酸盐的方式,重点介绍金属基催化剂和碳基催化剂活化过二硫酸盐的研究现状,评述其优缺点,为开发高效多相催化剂提供参考。
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  铁基沸石类催化剂催化苯酚羟基化制备苯二酚的研究

  赵新红, 杨志刚, 苏娜, 张晓晓

  工业催化. 2021, 29(3): 16-30. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.003

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  铁基沸石分子筛催化苯酚直接羟基化制备苯二酚反应,具有原料低廉、反应条件温和、合成路线简单和过程绿色环保等优势,近些年来逐渐成为研究的热点。主要分析苯酚羟基化反应中诱导期、催化活性、选择性和稳定性等与铁基沸石催化剂结构性质之间的关系。比较苯酚羟基化反应的各种机理。探讨反应温度、反应时间、溶剂、催化剂用量、过氧化氢与苯酚物质的量比和pH值等工艺条件对苯酚羟基化反应的影响。并且对该反应的应用前景和研究趋势进行了展望。
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  Rochow-Müller反应制备甲基氯硅烷单体工艺的研究进展

  邝澎, 李晶

  工业催化. 2021, 29(3): 31-40. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.004

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  Rochow-Müller反应是一种直接合成甲基氯硅烷的方法。由于其原料易得,产物收率高,工艺较易实现,成为有机硅工业单体生产的主流工艺。到目前为止,铜基催化剂仍为Rochow-Müller反应的核心催化剂,催化性能的改善对该工艺的提升具有重大意义。在探索高效催化剂和理解其机理方面已取得相关进展,但由于副产物多,复杂性高,对该反应真实反应路径的追踪仍然较为困难。对Rochow-Müller反应的热力学过程、铜基催化剂及助催化剂的应用、反应机制及动力学过程和工艺条件的影响进行综述讨论。希望这项工作能够准确地反应Rochow-Müller反应催化工艺的最新进展,并可以促进有机硅工业的可持续性发展。
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  活性炭负载的贵金属催化剂失活原因及活化技术的研究进展

  李小虎, 陈丹, 曾立辉, 李岳锋, 万克柔

  工业催化. 2021, 29(3): 41-45. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.005

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  活性炭负载的贵金属催化剂,如Pd/C、Ru/C、Pt/C、Au/C和Rh/C等,广泛应用于医药化工、颜料、染料化工、香料及合成氨和PVC生产等方面,不仅具有活性高和选择性好的特点,而且由于活性炭本身的化学惰性,催化剂可以连续多次使用,使用后的催化剂具有活化再生及回收再利用等特点,在环保要求日益严格的今天,具有广阔的前景。在实际使用过程中,活性炭负载的贵金属催化剂仍然需要改进和优化,特别是催化剂失活影响催化剂使用寿命,直接与催化剂使用者的生产成本息息相关,因此,研究催化剂失活和活化技术尤为重要。主要对现有的催化剂失活原因及活化技术进行分类总结,结合自身工作经验,对该类催化的活化技术进行展望。
催化剂制备与研究
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  V₂O₅/HZSM-5催化剂制备及其催化苯羟化合成苯酚性能

  李贵贤, 李春强, 董鹏, 李辉, 汪萍, 席楠

  工业催化. 2021, 29(3): 46-54. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.006

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  采用离子交换法制备一系列不同钒含量的HZSM-5负载钒催化剂x%V₂O₅/HZSM-5,采用XRD、FT-IR、SEM、TEM、EDS、Mapping、N₂物理吸脱附和XPS等对催化剂物化性能进行表征。结果表明,在最优条件下,以V元素的质量分数为基准,5%V₂O₅/HZSM-5催化剂在苯羟基化制苯酚反应中凸显最佳催化性能,苯转化率为43.4%,苯酚选择性超过98%,同时也表现出良好的催化稳定性。基于表征和实验结果,对催化剂的构效关系进行分析,为实现工业化提供了技术和理论支持。
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  沉淀剂对Cu-Zn-Al-Mg甲醇合成催化剂性能的影响

  张可羡, 蔡洪城, 张勇, 惠武卫, 周菊发, 孙晨, 郑天平, 贺安平, 黄晨, 赵安民

  工业催化. 2021, 29(3): 55-60. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.007

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  采用二步共沉淀法,选取不同沉淀剂Na₂CO₃、K₂CO₃和NaHCO₃制备Cu-Zn-Al-Mg合成甲醇催化剂,考察不同沉淀剂对催化剂性能的影响。采用N₂低温吸附、XRD、H₂-TPR和TG-DTG等对样品进行分析,结果表明,K₂CO₃为沉淀剂时,催化剂前驱体中锌铝水滑石物相多且结晶好, Na₂CO₃为沉淀剂时,催化剂前驱体中有更多的Zn²⁺发生取代生成(Cu,Zn)₂(OH)₂CO₃物相,有利于CuO分散, NaHCO₃为沉淀剂时,催化剂比表面积小,平均孔径及CuO晶粒尺寸大。
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  溶胶法微粒自组装可控合成菱形银颗粒

  林强, 李金兵, 代武军, 汤之强, 李巍

  工业催化. 2021, 29(3): 61-64. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.008

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  采用溶胶法,在室温条件下较为粘稠的含银琼脂溶胶中合成具有菱形结构的银颗粒。结果表明,在黏度相近的PVA及琼脂糖溶胶中,也能产生形貌相似的菱形银颗粒结构。对菱形银颗粒形貌和结构的演化过程进行研究,表明该菱形结构是由溶胶溶液中初始生成的纳米银微粒单元自组装聚集生成。该方法简单易行,对可控合成特定形貌的晶体结构具有重要借鉴意义。
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  陶瓷纤维催化剂载体的制备及其性能

  吴汉阳, 徐鹏

  工业催化. 2021, 29(3): 65-68. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.009

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  利用陶瓷纤维毡为原料,通过适当的成型工艺将纤维毡制备成陶瓷纤维催化剂载体。探讨浸润助剂(十二烷基硫酸钠,SDS)用量、纤维毡的干燥工艺及黏结剂浓度对陶瓷纤维催化剂载体的成型和性能的影响。确定最优的成型工艺,以质量分数0.2%的SDS作浸润助剂,150 ℃干燥2 min,质量分数30%的硅溶胶作黏结剂,浸渍粘结后烘干,即制得陶瓷纤维催化剂载体。
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  焙烧高岭土催化剂对催化甲醇制二甲醚性能的影响

  王鼎, 刘丽娜

  工业催化. 2021, 29(3): 69-72. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.010

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  为了考察高岭土焙烧前后性能的变化,将高岭土分别在200 ℃、400 ℃、600 ℃、和800 ℃进行焙烧,得到焙烧高岭土催化剂样品,并对催化剂进行TG-DTA、XRD和SEM等的分析及活性测试。结果表明,高岭土经过高温焙烧后转变为偏高岭土,高岭土的特征峰消失,同时孔道明显增多,甲醇转化率、二甲醚选择性和收率均提高。
石油化工与催化
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  航煤液相加氢产品腐蚀性因素分析及对策

  李得禄, 张建创, 王辉, 崔学敏, 张庆旭, 冶雅婷, 孟宗鹏, 张皓禹

  工业催化. 2021, 29(3): 73-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.011

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  航煤产品铜片腐蚀主要与某些活性硫化物和有机酸相关,这些活性硫化物主要包括元素硫、硫化氢、硫氢化铵、硫醇、硫的氧化物、磺酸和酸性磺酸酯等。另外,航煤产品中存在其他杂质,如碱性物质、氯化物等也能对铜片产生腐蚀。加氢精制后航煤原料中有机酸、硫醇和碱性物等基本脱除,但由于航煤原料中含有微量氮,加氢后能与硫、氯生成硫氢化铵和氯化铵。因此,影响航煤加氢铜片腐蚀主要杂质为硫化氢、硫氢化铵和氯化铵等,另外,航煤原料中环烷酸加氢后生成水,水的存在加速铜片腐蚀。
精细化工与催化
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  强酸树脂催化合成乙醛酸甲酯

  龚海燕, 孙凤侠, 刘俊涛

  工业催化. 2021, 29(3): 77-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.03.012

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  以乙醛酸和甲醇为原料,采用强酸性离子交换树脂为催化剂合成乙醛酸甲酯。考察反应时间、反应温度、醇酸物质的量比和催化剂用量等对反应性能的影响。结果表明,在反应温度55 ℃、醇酸物质的量比6:1~8:1、催化剂用量为乙醛酸质量5%和反应时间1.5 h条件下,乙醛酸甲酯收率最高达74.8%。催化剂重复使用7次,反应结果基本一致,催化剂稳定性良好。