2024年, 第32卷, 第9期　刊出日期：2024-09-15

  

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综述与展望
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  聚合物加氢催化剂的研究进展

  陶行磊, 许晋国, 刘振宇, 蒋文军

  工业催化. 2024, 32(9): 1-7. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.001

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  随着聚合工艺的不断进步,含有不饱和双键的聚合物高分子种类越来越丰富,对其进行加氢改性也随之愈发重要。综述了聚合物加氢催化剂的研究进展,包括齐格勒-纳塔催化剂(Z-N催化剂)、茂金属催化剂、贵金属络合物催化剂以及非均相催化剂,并总结催化剂的催化机理和影响催化剂活性的因素,对其发展方向进行展望。

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  基于高通量形式下的储氢MOFs材料筛选模拟研究进展

  吕瑞琪, 徐向亚, 李蔚, 刘东兵

  工业催化. 2024, 32(9): 8-15. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.002

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  氢能的储运对于氢能发展有着重大意义,近年来储氢金属有机骨架材料(MOFs)的研究显著增长。围绕储氢MOFs材料的模拟与理论计算、储氢材料数据库、储氢MOFs材料高通量结构筛选与机器学习理论设计等方面展开论述和总结,并整理和阐述计算模拟方法在储氢MOFs材料方面的研究思路与进展,为促进储氢MOFs材料的快速应用提供理论依据。

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  高温烟气脱硝催化剂的研究进展

  方思勇, 张雷

  工业催化. 2024, 32(9): 16-25. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.003

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  氨气选择性催化还原(SCR)技术是一种广泛应用于工业排放氮氧化物(NO_x)脱硝的方法。大型燃气轮机、船舶和柴油车等排放的烟气温度往往高于450 ℃,这要求催化剂在高温环境下兼具良好的催化活性、选择性以及稳定性,故开发高温SCR催化剂是脱硝领域中极具挑战的问题。综述在高温催化脱硝条件下分子筛催化剂(Cu基分子筛和Fe基分子筛)和金属氧化物催化剂的研究现状,分析了高温SCR催化剂的催化性能和理化特征,并提出影响高温SCR催化剂催化性能的关键因素。总结当前高温SCR脱硝技术存在的挑战,同时对未来的发展方向进行展望。

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  低共熔溶剂的性质与应用研究进展

  白佳乐, 燕童凡, 谷嘉诚, 张琰图, 李雪礼

  工业催化. 2024, 32(9): 26-32. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.004

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  随着绿色化学的兴起,绿色低污染、无污染溶剂备受关注。低共熔溶剂被认为是一种类离子液体的新型绿色溶剂,具有低饱和蒸汽压、低熔点、无毒环保、可降解及价格低等优势。综述了低共熔溶剂的组成和种类、制备方法、理化性质(如熔点、粘度、表面张力等),以及在萃取分离、生物化工、电化学等领域的应用,并总结了目前低共熔溶剂应用存在的问题,对未来研究方向进行展望。

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  烯烃氢甲酰化反应单原子催化剂性能调控策略进展

  李明杰, 梁爱民, 任行涛

  工业催化. 2024, 32(9): 33-39. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.005

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  烯烃氢甲酰化反应是在均相或非均相催化剂的作用下实现烯烃的高值化利用。非均相催化剂具有易于分离、回收的优势,但设计同时具有高活性、高区域选择性、高稳定性面临挑战。因此开发高效的氢甲酰化多相催化剂具有重要的理论和实践意义。单原子催化剂(SAC)作为均相与非均相催化的桥梁,融合了均相催化剂活性中心原子微观环境可调的特性和固相催化剂的技术优势,可通过调控中心原子的微观环境提高氢甲酰化反应效率。以载体、含膦配体改性和异质原子辅助3个方面为着眼点,综述了单原子催化剂微观结构对烯烃氢甲酰化反应的活性、区域选择性和稳定性的调控策略,最后总结目前SAC工业化应用面临的机遇与挑战,并对其发展方向进行展望。

催化剂制备与研究
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  不同牺牲剂下光催化产氢的CdS形貌效应

  苏晨, 罗亮锋

  工业催化. 2024, 32(9): 40-44. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.006

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  半导体催化剂的形貌是光催化分解水产氢效率的重要影响因素之一。但大多数研究中在探讨催化剂形貌效应的时候,往往忽视了反应体系中牺牲剂的影响。以具有良好可见光活性的CdS为研究对象,制备纳米颗粒、纳米棒和纳米片3种形貌的样品,并分别在以硫化钠/亚硫酸钠混合物、乳酸以及三乙醇胺作为牺牲剂的反应体系中对比3种不同形貌CdS的产氢效率。实验结果显示,以硫化钠/亚硫酸钠混合物为牺牲剂时,CdS纳米片的产氢效率为23.86 mmol·(g·h)^-1,远高于另外两种形貌的样品。当牺牲剂为乳酸或三乙醇胺时,CdS纳米棒的产氢效率最高。

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  四乙基氯化铵对SAPO-34分子筛制备及其甲醇制烯烃性能的影响

  刘志强, 程士敏, 魏晓娜, 李丽, 王闯

  工业催化. 2024, 32(9): 45-49. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.007

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  以三乙胺和吗啉为主模板剂,四乙基氯化铵(TEAC)为辅助模板剂,采用水热法合成SAPO-34分子筛,通过XRD、SEM、NH₃-TPD、XRF以及N₂吸附-脱附等方法对分子筛进行表征。结果表明,TEAC用量对分子筛粒径和酸性性质有明显影响,当n(TEAC)∶n(Al₂O₃)=0.6时,产物为纯相 SAPO-34分子筛;当n(TEAC)∶n(Al₂O₃)增加到0.8时,SAPO-34分子筛粒径减小至约1.2 μm,进一步增加TEAC用量分子筛粒径基本不变,此时分子筛的中强酸酸量最多。在甲醇制烯烃反应中,分子筛催化剂寿命长达180 min,乙烯和丙烯选择性达85.41%。

石油化工与催化
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  大型蜡油加氢裂化装置提高重石脑油选择性的实践总结

  徐宗坤, 罗吉庆, 吴波, 李永旺, 崇鹏, 姜伟男, 宋朝霞

  工业催化. 2024, 32(9): 50-55. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.008

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  浙江石油化工有限公司2#4.0 Mt·a^-1蜡油加氢裂化装置的加工原料为常减压装置的直馏轻蜡油,主要产品包括轻石脑油、重石脑油、航空煤油、柴油和加氢尾油,其中重石脑油是生产对二甲苯(PX)的主要原料。为了增产重石脑油,此装置结合实际生产特点,深挖装置生产潜能,反应转化率从设计的75%提升至89.8%,重石脑油收率从23.99%提升至33.14%。重石脑油收率的大幅提升,保证了连续重整装置原料供给,进而保证了芳烃联合装置PX的高产、优产。同时高附加值船用燃料油、柴油产品收率变化较小,公司产品结构得到明显改善。

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  Rh/CPOL-BP1&PPh₃的制备及其在烯烃氢甲酰化反应中的应用

  张硕, 苗子迪, 王本雷, 刘航宇, 李进, 李晨

  工业催化. 2024, 32(9): 56-62. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.009

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  以乙酰丙酮二羰基铑为金属前驱体,新型双膦共聚物CPOL-BP1&PPh₃为载体制备Rh/CPOL-BP1&PPh₃催化剂。采用TEM、BET、XPS、FT-IR等方法表征。结果表明,该催化剂具有较大的比表面积及丰富的微孔-介孔结构,Rh原子以(20~40) nm的间距分布在载体上。最佳反应条件为反应压力1.0 MPa,反应温度100 ℃,乙烯流量1 L·h^-1,乙烯转化率可达95%;在400 h的长周期实验中丙醛收率基本保持不变,催化剂稳定性良好。

精细化工与催化
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  钯炭催化剂合成孕烯醇酮醋酸酯的性能研究

  翟康, 张磊, 王昭文, 张鹏, 李岳锋

  工业催化. 2024, 32(9): 63-67. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.010

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  孕烯醇酮醋酸酯是合成孕激素类黄体酮药物重要的中间体。其合成工艺是以无水乙醇为溶剂,在5%Pd/C催化剂和H₂的作用下,双烯醇酮醋酸酯结构中16位上的碳碳双键(C=C)发生加氢反应,生成孕烯醇酮醋酸酯。实验结果表明,合成孕烯醇酮醋酸酯的最佳条件是:催化剂的用量为0.4 g,反应温度为45 ℃,反应时间为120 min,反应器转速大于500 r·min^-1;载体经3%硝酸预处理,5%过硫酸铵改性,再经2.5%氯化镁改性,制得的催化剂反应性能最好。

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  Pt/C催化合成精异丙甲草胺中间体胺醚性能

  郑金欣, 程杰, 范嘉烜, 万克柔, 晁哲, 高明明, 林涛, 张炳亮, 李国斌, 马晓云

  工业催化. 2024, 32(9): 68-70. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.011

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  以2-甲基-6-乙基苯胺和甲氧基丙酮为原料,采用等体积浸渍法制备1%Pt/C催化剂,在固定床反应器连续合成精异丙甲草胺中间体胺醚,研究酮胺物质的量比、反应温度、压力、空速对反应的影响。结果表明,酮胺物质的量比为4、反应温度为130 ℃、压力为1 MPa、空速为0.3 h^-1、氢气流量为100 mL·min^-1的反应条件下,胺醚收率和选择性均较高。

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  威尔金森催化剂快速合成咖啡呋喃及其反应机理

  胡叶敏, 罗浩, 朱太勇, 刘凯

  工业催化. 2024, 32(9): 71-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.012

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  咖啡呋喃的人工合成路线复杂、收率低。以3-噻吩甲醇为原料,得到关键中间体2-乙酰基-3-噻吩甲醇,并以此为底物,可快速合成咖啡呋喃。考察合成关键底物的原料与醋酸酐物质的量比对收率的影响,并推导验证反应机理。结果表明,关键步骤噻吩环的2位乙酰化反应中,最佳原料比为n(原料)∶n(醋酸酐)=1.2;威尔金森催化剂在加氢条件下能催化2-乙酰基-3-噻吩甲醇分子内环合反应,简便快速地合成咖啡呋喃;威尔金森催化剂催化邻羟甲基羰基化合物分子内环合反应可能经历分子内半缩酮脱水和催化加氢还原。

催化剂测试与表征
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  荧光法测定铝溶胶中铝含量、氯含量分析方法探讨

  蔡军平, 华燕莉, 康华

  工业催化. 2024, 32(9): 77-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2024.09.013

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  对能量色散荧光光谱法测定铝溶胶中铝含量、氯含量进行研究。正确选择测试条件,考察温度对测定铝溶胶中元素的影响,并对准确性、重复性进行了验证。结果表明,该分析方法样品制备简单、分析速度快、操作简便、准确性较高、重复性较好,能满足铝溶胶中铝含量、氯含量的测定。