催化剂制备与应用研究进展综述

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己二腈加氢制备己二胺催化剂的研究进展

２加氢催化剂
逐渐被淘汰，已二腈催化加氢法因其工艺简单、产品质量高、产成本低而倍受关注。目前，生该法几乎被国外大型企业垄断，内只有河南神马集团国和中国石化辽阳石化公司从国外成套引进该技术，对该工艺的研究在国内尚处于起步阶段。由于己二腈催化加氢过程加氢催化剂和反应器对反应影响最为突出，者对己二腈催化加氢制备作
综述与专论
ＣＡＹＥ业０３）合ＮＴＦ１５：Ｈ纤ＨＣ，２（ＹＩＳ＿ＩＵ４Ｎ维［Ｂ，１成ＴＩ２ＩＳＥＮＴＲＤＲ５
己二腈加氢制备己二胺催化剂的研究进展
王明胜，梅华
（南京工业大学化学化工学院，江苏南京２００）１０９
类是齐格勒（ｉｌｇ另
络合物。均相催化剂以分子或离子形式溶解在溶剂中进行加氢反应，具有高活性和高选择性。
２１１Ｚｅｌ型催化剂．．ｉｅｇｒ
由于己二腈存在两个腈基，催化加氢反应其
己二胺的催化剂最新研究状况进行了综述。
１己二腈催化加氢的反应机理
２１均相催化剂．
均相催化剂的活性中心比较均一，择性高，选副反应少，应动力学简单而被人们广泛关注。反用于腈类加氢反应的均相催化剂可分为两类：一
二烯法只适用于小规模的生产且生产成本偏高而

铜／氧化锆催化剂的制备及应用研究进展

０２２０８０１５３０・５１
苯乙烯装置过热器组的改进＝Ｉｒｍｅｔｆｈｅｔｘｈｎｅｓｎｍｐｏｎｅｈａｅｃａｇｒｏｏｔ－ｓｒｎｕｍｅｔ，中］张中清ｔｅｅｑｉｎ旰Ｕｙｅｐ／，王正方。勇。，王，石斌，
曲大伟。１（．通用机械研究院，合￣２０８；２中国石油大学机合肥３０８．电工程学院，东营２７６：３鲁石化公司机械厂，淄博２５０：５０１．齐５４０４山东新华医疗器械股份有限公司，淄博２５０）∥压力容器．．５００一
的热点．并着眼于３种气／液界面膜接触分离过程（吸收、膜蒸膜馏、膜结构填料替代）废气、废水等环境治理与化工分离方面的在研究，从膜接触器结构、膜材料、传质、分离效率等方面详细分析和探讨了三种膜过程的分离特点，并对其作用原理、操作参数及分离性能进行了综合比较．图６参３（文勇）表３５张关键词：膜接触器；气／液界面
（）５～５３．Ｏ４，７一Ｏ
水滑石类插层组装功能材料＝Ｆｎｔｎａｒｓｏｔｃａｄｕｃｏａｍｔｉｆｉｅａｔｉｌｅａｌｎｒｌｅａｓｍｌｇｌｅｅｏｂｅｈｄｏｉｓ旰Ｕｓｂｉｙｒｄｄｕｌｙｒｘｅｅｎａｄ，中］陆军，刘晓磊，史／文颖，王心蕊，卫敏，段雪（京化工大学化工资源有效利用国家北重点实验室，北京１０２）００９ ∥石油化工．２ｏ，３（）５９４一０８７６．３～５７一水滑石类（Ｄｓ化合物是一类典型的阴离子型层状材料．ＬＨＬＨ）Ｄｓ的构筑单元和结构的可控性和多样性，为此类材料的应用研究提供了广阔前景．以ＬＨ的层状结构和可插层性为线索，介绍了ＤｓＬＨ的结构特征和制备化学，Ｄｓ讨论了阴离子插层ＬＨｓＤ的组装原理和主一体相互作用，基于主体层板调控及主一客对客体相互作用的多种插层ＬＨｓ功能材料的制备和应用进行了综述，并对ＬＨｓＤＤ的结构创新和制备技术的研究方向进行了展望．图２４（治泉）参９李关键词：水滑石类化合物；插层组装；功能材料：主一体相互作用客

仿生催化剂设计与应用于有机氧化反应中的研究进展

仿生催化剂设计与应用于有机氧化反应中的研究进展摘要：仿生催化是指利用生物体内的酶催化原理和特性，设计合成具有类似催化性质的人工催化剂。

本文综述了仿生催化剂在有机氧化反应中的设计和应用研究进展，包括氧化还原酶类仿生催化剂、过渡金属配合物仿生催化剂以及多酚类仿生催化剂。

同时，本文还介绍了采用仿生催化剂进行有机氧化反应的机理和优势，并展望了该领域未来的发展趋势。

1.介绍有机氧化反应是一类重要的有机合成方法，广泛应用于药物合成、功能材料制备等领域。

然而，传统的氧化反应条件通常需要高温、高压和有毒剂参与，存在反应底物选择性差、副产物多等问题。

因此，开发高效、选择性的催化剂对于有机氧化反应的发展至关重要。

仿生催化剂作为一种新型催化剂设计思路，尝试模仿生物体内的酶的结构和功能，通过合理设计合成具有类似催化性质的人工催化剂，以提高有机氧化反应的效率和选择性。

2.氧化还原酶类仿生催化剂氧化还原酶是一类酶催化化学反应中的氧化还原过程，具有高效、高选择性的特点。

仿生氧化还原酶类催化剂的设计灵感来源于酶的活性中心，通过合成特定的配体和过渡金属离子，形成具有类似酶活性中心的催化剂。

例如，高选择性氧化反应催化剂可以通过设计合成局部富含氧的配体，提供给反应底物氧气原子，实现有机底物的高效氧化。

3.过渡金属配合物仿生催化剂过渡金属配合物是一类常见的仿生催化剂，在有机氧化反应中具有重要应用价值。

通过设计合成不同配体和过渡金属离子的配位催化剂，可以实现对有机底物特定位置的氧化反应。

此外，还可以通过调控过渡金属离子的氧化态和配体环境，实现催化剂的高效再生。

4.多酚类仿生催化剂多酚类化合物具有丰富的氧化还原性质，具备成为仿生催化剂的潜力。

通过合成多酚类化合物并进行表面改性，可以实现催化剂的高效固定化和再生利用，提高有机氧化反应的效率和选择性。

5.仿生催化剂在有机氧化反应中的应用仿生催化剂在有机氧化反应中已取得了一系列重要的应用。

例如，氧化还原酶类仿生催化剂被广泛应用于醇的氧化、芳香烃的氢氧化等反应；过渡金属配合物仿生催化剂在生产活性炭、环糊精等功能材料中发挥了重要的作用；多酚类仿生催化剂在生物质能源转化等领域具有重要应用潜力。

单原子cu电催化综述

单原子cu电催化综述单原子Cu电催化综述引言：电催化技术是一种将电能转化为化学能的方法，广泛应用于能源转换、环境保护和有机合成等领域。

近年来，单原子催化剂作为一种新兴的电催化剂材料，引起了广泛的关注和研究。

本综述将以单原子Cu电催化为主题，对其在电催化领域的应用和研究进展进行综述。

一、单原子Cu电催化的优势单原子Cu电催化剂具有以下几个优势：首先，单原子Cu催化剂具有高比表面积和丰富的活性位点，能够提供更好的催化活性；其次，单原子Cu催化剂具有良好的稳定性，能够长时间保持高效的催化活性；最后，单原子Cu催化剂还具有可调控性强的特点，可以通过调节制备方法和表面修饰等手段，实现对催化性能的优化。

二、单原子Cu电催化的制备方法单原子Cu电催化剂的制备方法主要包括化学还原法、模板法、原位合成法和表面修饰法等。

其中，化学还原法是制备单原子Cu催化剂的常用方法，通过选择适当的还原剂和溶剂，可以在合适的反应条件下得到单原子Cu催化剂。

模板法则是利用模板分子或材料作为载体，将Cu原子分散在载体上，然后去除载体获得单原子Cu催化剂。

原位合成法是在催化剂合成过程中，在合成体系中加入一些添加剂，通过调节添加剂浓度和反应条件等，可以得到单原子Cu 催化剂。

表面修饰法是在已有的催化剂表面进行修饰，通过改变表面的化学组成和结构，实现对催化性能的调控。

三、单原子Cu电催化的应用领域单原子Cu催化剂在电催化领域有广泛的应用。

首先，单原子Cu催化剂在电催化水分解产氢反应中表现出优异的催化性能。

研究表明，单原子Cu催化剂具有较低的能量损失和较高的稳定性，能够显著提高水分解产氢反应的效率。

其次，单原子Cu催化剂还可以应用于电催化CO2还原反应，实现CO2的高效转化。

研究表明，单原子Cu催化剂具有较高的CO2吸附能力和较低的CO2还原活化能，能够有效促进CO2的还原反应。

此外，单原子Cu催化剂还可以应用于电催化氧还原反应、电催化有机合成等领域，展现出良好的催化性能。

磷酸银光催化剂的制备及应用研究进展

磷酸银光催化剂的制备及应用研究进展汤春妮【摘要】Silver phosphate (Ag3PO4) photocatalyst receives great attention because of its high photocatalytic activity.In this paper,we summarized the achieved results and development of silver phosphate photocatalyst at home and abroad from the perspective of materials preparation and application of photocatalysis fields.This paper provided a significant guidance for the development and application of silver orthophosphate photocatalyst.%可见光催化剂磷酸银因具有极高的光催化活性而受到密切关注.本文从材料制备及其光催化领域应用的角度,梳理总结了国内外在此相研究中取得的一些成果及进展,以其对磷酸银光催化剂的开发和应用研究提供参考.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】5页(P41-45)【关键词】磷酸银;光催化剂;制备;应用【作者】汤春妮【作者单位】陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西西安 710300【正文语种】中文【中图分类】TQ032;O482.3光催化技术是一种在常温常压下借助光催化剂直接利用太阳能驱动的催化反应技术，具有反应条件温和、节能环保、反应活性高等优点，因此，受到材料、化学、环境等领域研究者的广泛关注。

光催化技术的核心是光催化材料的开发和应用。

理想的光催化材料应该具有光响应范围宽、载流子分离效率高、光催化活性高、稳定性好、回收利用便捷等特点。

磺酸型固体酸催化剂的制备与应用研究进展

第31卷第6期2009年11月南京工业大学学报 (自然科学版)J OURNAL O F NAN JI NG UN I V ERS I TY OF TEC HNOLOGY (N atural Science Ed i tion)V o.l 31N o .6N ov .2009do:i 10.3969/.j issn .1671-7627.2009.06.023磺酸型固体酸催化剂的制备与应用研究进展曾昌凤1,陈军2,张利雄2,路勇3(1.南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京210009;2.南京工业大学化学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009;3.华东师范大学绿色化学与化工过程绿色化上海市重点实验室,上海200062)收稿日期:2009-04-13基金项目:华东师范大学绿色化学与化工过程绿色化上海市重点实验室开放课题基金资助项目作者简介:曾昌凤(1966 ),女,四川彭州人,副教授,硕士,主要研究方向为化工反应与分离设备;张利雄(联系人),教授,E m ai:l m ail 4catalys i s@yahoo .co .摘要:将磺酸基团引入到固体载体表面制备磺酸型固体酸以替代传统的硫酸催化剂.对磺酸型固体酸催化剂的制备和应用研究进展进行了综述.介绍了在中孔硅分子筛(如M C M 41、SB A 15)、中孔炭分子筛(如C M K 3、C MK 5)、半炭化炭材料、炭纳米管等载体上引入磺酸基团的方法和其中一些催化剂的催化性能,探讨这些制备方法和所制得催化材料的优点和存在的问题.关键词:磺酸型固体酸;浓硫酸;催化材料;分子筛中图分类号:O 611 62 文献标志码:A 文章编号:1671-7627(2009)06-0104-07Revie w on preparati on and application of sulfonated soli d aci d catal ystsZENG Chang feng 1,CHEN Jun 2,Z HANG L i x i o ng 2,L U Yong3(1.Co lleg e o fM echanic and Dyna m ic Eng i neering ,N an ji ng U niversity of T echnology ,N anji ng 210009,Ch i na ;2.State K ey L aboratory o fM ater i a l s O r i ented Che m ica l Eng ineer i ng ,Coll ege o f Che m i stry and Chem i ca l Eng i neering ,N an ji ng U niversity of T echnology ,N anji ng 210009,Ch i na ;3.Shanghai K ey L aboratory of G reen Che m istry and Che m ical P rocesses ,D epart ment o f Che m i stry ,East Chi na N or m a lU n i versity ,Shangha i 200062,Ch i na)Abst ract :Su lfonate ac i d group ( SO 3H )w as i n troduced on the surface of solid supports to prepare sul fonated so lid acid catalysts for substituting traditional sulfuric ac i d catalys.t The research progress on the preparati o n and the applicati o n of su lfonated so li d cata l y sts w as rev ie w ed .The m ethods for i n troducingSO 3H i n to or dered m esoporous silicas (such as MC M 41and SBA 15),ordered m esopo r ous carbons (such as C MK 3and C MK 5),i n co m plete carbonized or gan ic products ,and carbon nanotubes and the catalytic properties of the resu lting cata l y stsw ere presented .The advantages and pr oble m s o f t h ese prepa rati o n m ethods w ere d iscussed .K ey w ords :sulfonated so li d ac i d ;su lfuric acid ;cata l y tic m ateria;l m o lecu lar sieve 酸催化反应是化学工业中重要的反应之一,目前工业生产中还在大量使用液体酸,如H 2SO 4、H F 等酸催化剂.但是液体酸在使用过程中容易腐蚀设备,需要特殊的中和步骤来分离酸和产物,而且无法重复利用,仅因无法回收使用,每年有超过15M t 的浓H 2SO 4被丢弃[1],对环境造成了很大的污染.这些都造成生产成本增加、环境污染等不良后果,也浪费大量的资源.鉴于绿色化学和绿色工业的原则[2],必须改进生产工艺,以减少化工生产对环境和人类健康所造成的不利影响.相对于液体酸而言,固体酸具有无毒、不易腐蚀设备、环境友好、可循环使用等优点,因而受到人们的广泛关注.近几十年来,人们一直在寻找开发能够代替液体酸的固体酸催化剂[3-4].磺酸型固体酸的开发成为一个研究的热点,其研究思路是在一些载体(如中孔硅分子筛、中孔炭分子筛、无定型炭等)上通过各种方法引入磺酸基团,使之具有与硫酸相当的酸性.本文以各种主要载体为类别,对这些方法和所制得的酸性催化剂的性能进行综述.1 中孔硅分子筛沸石分子筛,如Y、ZS M 5等是石油化工和化学工业领域中非常重要的催化材料.由于其孔径较小,对涉及大分子的催化反应性能欠佳.自1992年M o b il公司成功合成M41S系列孔径在2~50nm中孔硅分子筛以来,分子筛在催化领域的研究进入了一个新的阶段[5].但它们的表面酸性很弱,必须进行后处理或通过在骨架中引入其他元素来满足反应所需的酸性.所以M argolese等[6-10]以此为载体,在其上引入磺酸根、丙基磺酸等酸性基团,制得磺酸型分子筛.所采用的方法主要有后合成嫁接法[8,11-14]和原位共缩合合成法[7,9,15-17].采用这2种方法所制备的新型固体酸在缩聚、酯化及酰化等反应中表现出较好催化性能[7,9,15-20].1 1 后合成嫁接法后合成嫁接法主要是利用中孔硅分子筛表面的硅羟基与巯基( S H)烷氧基硅烷反应,将 SH接入中孔分子筛,后经H2O2将 S H氧化成磺酸基,从而得到负载有机磺酸的固体酸.如将3 巯基烷氧基硅烷与预先合成的M C M 41反应,使部分共价硫醇嫁接到M C M 41的 OH上,再经H2O2氧化制得H SO3 丙基 M C M 41;该固体酸在甘油和月桂酸、油酸的酯化反应中表现出较好的催化活性[8].随后D iaz等[21]发现,用甲基代替丙基,所得H SO3 甲基 M C M 41的酸性更强.此外,为了避免使用昂贵的巯基烷氧基硅烷和后续的氧化步骤,陈静等[11]采用两步后合成法,即先将纯硅M C M 41与苯甲醇反应使其表面接枝苄基,再通过苄基与氯磺酸反应将苯磺酸接枝到介孔分子筛上,制备了H SO3 苯基 MC M 41固体酸,其比表面积和孔容分别为976m2/g和0 42c m3/g,比接枝前的MC M 41稍有减少,酸量为4 2mm ol/g.袁兴东等[22]采用后合成法制备出含碘酸基的介孔分子筛SBA 15 SO3H,并与直接法获得的催化剂进行了比较,发现后者的酸中心多于前者;酯化反应结果表明,直接法合成的催化剂比后合成法具有更高的稳定性,且简便、快捷、高效[23].高国华等[24]利用后接枝法将含有磺酸基团的硅烷偶联剂引入MC M 41,得到的酸性介孔有机无机杂化材料在苯甲醛与乙二醇的缩醛反应中显示了较好的催化活性.合成嫁接法制备磺酸型中孔硅分子筛尽管操作较简单,但所能嫁接上的磺酸基团的数量受到中孔硅分子筛表面活性羟基数量的限制;同时,由于孔道大小的制约,不是所有的内表面羟基都能得以利用,从而导致有机酸性基团不能均匀地接到载体上.此外,依所选烷基的不同还可能导致中孔硅分子筛的孔道被堵塞[25].这些都是在采用该方法时需要注意的问题.1 2 原位共缩合合成法原位共缩合合成法是在合成中孔硅分子筛的溶胶凝胶过程中,将含有巯基的烷氧基硅烷作为反应物与合成中孔硅分子筛所需的硅源、表面活性剂和碱同时加入到合成液中,经水热自组装后,再用HNO3或H2O2将 SH氧化成磺酸基得到负载有机磺酸的固体酸.Li m等[26]将3 巯基烷氧基硅烷(M PTS)、正硅酸甲酯(T MOS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、Na OH、水和甲醇按摩尔比为1 2 5 0 42 0 96 272 66配制合成液,室温下搅拌12h 后于95 合成36h,再在HC l/C H3OH/H2O中回流处理以萃取出表面活性剂,得到含有机基团的MC M 41,其中S质量分数为10 88%(n(S)/ m(S i O2)=4 7mm o l/g),与原始配料中S含量(n(S)/m(S i O2)=4 8mm o l/g)相当.该材料先用20%HNO3润湿后,再在浓HNO3中搅拌24h即可将巯基氧化为磺酸基,且S含量保持不变,从而制得磺酸型MC M 41.不过MC M 41的有序度稍有降低.与此类似,M argo lese等[6]在合成SBA 15的反应物中直接加入3 巯基烷氧基硅烷,在313K下搅拌20h,再在373K下老化24h后,过滤干燥,用乙醇回流除去模板,得到含巯丙基的SBA 15.在室温下用H2O2将巯丙基氧化成丙基磺酸后,用1m o l/L 的硫酸处理试样2h,过滤烘干后得到了酸量较高的磺酸型SB A 15.其XRD峰形与SB A 15完全相同,仅峰强度有所减小.而H2O2的氧化时间对试样的峰强度有很大的影响,氧化时间越长,峰强度越105第6期曾昌凤等:磺酸型固体酸催化剂的制备与应用研究进展低,说明试样的有序度减弱.其比表面积也随着氧化时间的增加而减小.由酸碱滴定可知,试样的酸量随着氧化时间的增加而增大.所以,通过调节H2O2的氧化时间就可以制备出一系列不同比表面积、不同酸量的磺酸型SB A 15,以满足不同反应体系的需求.之后,为了得到孔径较大的磺酸型中孔硅,M ar go lese等[6]通过调节正硅酸乙酯(TEOS)的用量,制备了孔径大于6nm、比表面积为674m2/g、酸量为1 64mm o l/g的磺酸型SBA 15.该催化剂在醇类脱水生成醚的反应中显示出较高的选择性,特别是在甲醇和丁醇的脱水反应中,在温度低于400K的情况下,选择性达100%[27].随后的研究也表明,采用该方法所制备的磺酸型中孔硅分子筛中的磺酸基团的浓度大于采用后合成嫁接法制备的试样[28].同时,产物的孔径也较大,有利于大分子如脂肪酸及其酯在孔道中的扩散[29].后续的研究表明,通过选择与磺酸基团相连的有机基团的类型,可以调变所制得的磺酸基中孔硅分子筛的酸强度[30].如采用巯基上带吸电子能力更强的基团(如苯基基团)的硅烷,所制得的磺酸基中孔硅分子筛的酸强度得到显著的提高.此外,有机基团的选择还影响最终酸性催化剂的活性.M baraka 等[17]分别将丙基磺酸根和芳香基磺酸根连接到SBA-15上,之后在H2O2中氧化、干燥、水洗,最后用1m o l/L的硫酸酸化处理、水洗干燥后,得到比表面积为735和540m2/g、酸量为1 44和0 92mm o l/ g(H+)的SBA-15-SO3H和SBA-15-ph-SO3H.它们被用于棕榈酸的酯化反应,在酸醇摩尔比为1 20、反应温度为358K、催化剂用量为棕榈酸质量的10%的反应条件下,尽管SB A-15-ph-SO3H的比表面积和酸量都低于SB A-15-SO3H,但是SBA -15-ph-SO3H的催化活性要明显高于SB A-15 -SO3H,说明磺酸根连接的有机基团对最终制备的催化剂的催化活性确实有较大的影响.D iaz等[31]在研究前人成果的基础上,由原位合成法制备了H SO3 -甲基-MC M-41、H SO3-乙基 MC M 41、H SO3 甲基/乙烯基 M C M 41固体酸,用于丙三醇与月桂酸、油酸的酯化反应,并研究了烷基链长度对所得固体酸催化活性的影响.由实验结果可知,在丙三醇与月桂酸的酯化反应中,H SO3 乙基 MC M 41表现出最高的催化活性,373K下反应6h,月桂酸的转化率高达93%;而相同条件下,用H SO3 甲基/乙烯基 M C M 41催化,其转化率只有80%;相比之下,H SO3 甲基 M C M 41的催化活性最低,其转化率仅为63%.相同的情况也发生在丙三醇与油酸的酯化反应中,393K的温度下反应4h,油酸的转化率分别为90%、60%和40%.由上述结果可知,当磺酸根与MC M 41表面的距离即烷基链长度有一个最佳值,此时的磺酸型固体酸的催化活性最高.这主要是由于甲基的引入,导致固体酸的亲水性有所降低,不利于反应的进行.因此,有研究先采用原位共缩合合成法制备有机磺酸中孔硅分子筛固体酸,再采用后合成接枝法调变磺酸型中孔分子筛的表面亲/疏水性.M baraka 等[13,31]将用原位共缩合合成法制得的SBA 15 SO3H在398K下干燥后,将其与疏水的有机硅烷混合,在甲苯中回流4h,再于空气中干燥过夜和萃取器中用C H2C l2/(C2H5)2O萃取24h,干燥后得到含有有机磺酸根和有机疏水基团的SB A 15 SO3H,并用于生物柴油的制备.由于该疏水型SBA 15 SO3H 含有疏水基团,所以油脂较易与SBA 15孔道壁上的酸性基团接触,且反应后水和脂肪酸甲酯易于排除孔道,有利于酸催化反应的进行.张明伟等[32]亦采用水热法直接合成表面含丙磺酸基和不同烷基(如甲基、辛基和十六烷基)的疏水性介孔分子筛固体酸SBA 15 SO3H,其硫质量分数为3 53%~ 4 255%,酸含量为(0 84~1 08)mm o l/g,相对润湿接触角 r(SBA 15SO3H)< r(C H3 SB A 15 SO3H) < r(C8H17 SBA 15 SO3H)< r(C16H33 SBA 15 SO3H),催化剂对冰醋酸和正丁醇的酯化反应转化率可达75 5%,转化率随相对润湿角的增大而增大.2 无定型炭炭材料由于其在强酸碱环境下良好的化学稳定性一直都是催化剂研究中广泛采用的载体.2004年,H ara等[1]将萘在N2保护下半炭化,再用大量浓H2SO4于523K下磺化15h,引入磺酸根,得到具有酸性的炭材料.试样经核磁共振谱仪检测确定磺酸基团被引入到芳香碳原子上.由中和滴定测得试样的酸量为4 9mm ol/g,大约为萘酸量的5倍.由试样的热质量损失分析可知,该材料能在473K的高温下保持稳定.将其代替浓硫酸,用于乙酸乙酯的合成、2,3 二甲基 2丁烯的水合反应,其催化效果接近于浓硫酸,明显优于铌酸等传统固体酸.而在乙酸环己酯的水解反应中,其催化活性是浓硫酸的2倍.但106南京工业大学学报 (自然科学版)第31卷是在一定反应温度下或在大于323K的水中,由萘为原料制备的磺酸型炭材料的磺酸根容易脱落,导致催化剂失活.其后,研究者们以价格更为低廉的蔗糖[33]、葡萄糖[2]等为原料,在高于573K的高温下热解后,得到黑色的带有少量羟基的多环芳香炭材料,随后在浓H2SO4或发烟H2SO4中于423K磺化,用磺酸根取代羟基,得到比较坚硬的磺酸型炭材料.由试样的结构分析可知,它是由含有 OH、 COOH和 SO3H的无定型炭组成,而且不同的炭化温度和不同的硫酸浓度均对最终炭材料的酸量和催化活性有很大的影响.由元素分析和中和滴定[2]的结果综合而得,相对于其他的炭化温度,在673K下炭化再磺化而得的炭材料的酸量最大.随着炭化温度的升高,炭材料上的羟基减少,磺化引入的磺酸根也相对减少;用发烟硫酸磺化而得的炭材料的酸量要比用浓硫酸磺化的大将近一倍.由于发烟硫酸的价格以及操作上的危险性等因素,一般选择价格低廉而又相对安全的浓硫酸.这些由糖类炭化、磺化而制得的酸性炭材料几乎不溶于任何溶剂(如水、甲醇、乙醇、苯、己烷和N,N-二甲基甲酰胺等),而且仅需通过简单的机械搅拌,它们就能均匀地分散在溶液中,停止搅拌一段时间后,由于重力作用而沉积在容器底部,易于与溶液分离.这有利于催化反应结束后固体催化剂与液体反应物、产物的分离.以蔗糖为原料制备的炭材料被用于生物柴油的制备[33],其催化活性约为浓硫酸的1/2,是萘催化剂[1]的2倍.而用发烟硫酸磺化,所得磺酸型炭材料的酸密度是浓硫酸磺化的2倍,催化活性也相应地成倍增加.反应完毕过滤出催化剂后,在滤液中没有发现 SO3H,这说明以蔗糖为原料制备的磺酸型炭材料能重复使用,而且没有失活现象发生.以葡萄糖为原料制备的磺酸型炭材料被用于2,3-二甲基-2-丁烯的水合以及乙酸的酯化反应[2],并与浓H2SO4、铌酸等传统的酸性催化剂作了比较.结果表明,在2,3-二甲基-2-丁烯的水合反应中,相同的反应条件下,由浓H2SO4催化所得2,3-二甲基-2-丁醇的产率为4 4%,铌酸仅为0 4%,而磺酸型炭材料表现出较好的催化活性,产率为3%,若用发烟H2SO4磺化,所得炭材料的催化活性略优于浓H2SO4,产率达4 5%;在乙酸的酯化反应中,磺酸型炭材料依然表现出优越的催化活性,约为浓H2SO4活性的1/7,用发烟H2SO4磺化而得的炭材料的催化活性依然是用浓H2SO4磺化所得炭材料的2倍.由反应数据可知,炭化温度确实对所得炭材料的催化活性有很大的影响.当炭化温度小于723K,所得的炭材料的催化活性较好;随着炭化温度的升高,炭材料的活性降低,所以一般选择673K的炭化温度.但是上述材料均为无定形结构,且比表面积较小,仅2m2/g.较小的比表面积不利于有机分子的扩散,导致反应物分子不能与酸性位很好的接触,使反应速度变慢.为了解决上述磺酸型炭材料的缺点,人们将此方法应用于规整中孔炭分子筛.3 中孔炭分子筛中孔炭分子筛分别继承了中孔硅分子筛孔道结构和炭材料稳定性的优点,而在催化、吸附、传感器、电容器等领域受到广泛的关注[34-37].2007年,Bu dar i n等[38]以玉米淀粉为原料,在水中形成凝胶后再结晶,为了防止结构的坍塌而采用低表面张力的溶剂(一般为乙醇)交换出材料中的水,干燥后得到膨胀的中孔淀粉.最后,在中孔玉米淀粉中掺杂有机酸(如对甲苯磺酸等)后,在真空下炭化,制得具有中孔结构的磺酸型炭材料.炭化温度不同,所得的中孔炭材料的结构也不同.炭化温度由423K升至923K,所得的炭材料从无定形结构变为石墨结构,表面也由亲水性变为疏水性.该材料虽然具有较大的比表面积(180m2/g),平均孔径为6nm,但是它并非是有序的中孔结构,材料中还含有一定量的孔径在0 5nm左右的微孔,而且其制备方法较为复杂,玉米淀粉的选取也较为苛刻.所以,Bossaert 等[29]和W ang等[39]直接在中孔炭分子筛C MK-3和C MK-5上,分别采用气相沉积法和表面化学改性法,制备了孔径分布均匀、结构有序的磺酸型中孔炭分子筛H SO3-C MK-3和H SO3-C MK-5.其中,W ang等[39]在制备H SO3-C MK-5时,是直接以高温炭化而得的中孔炭分子筛C MK-5为基底,在其表面用次磷酸还原重氮盐(4-苯基-重氮磺酸盐),引入磺酸根.C MK-5磺化后,其孔径、比表面积和孔容均有所减小,分别从4 6n m、1436m2/ g和2 0c m3/g降至3 3nm、843m2/g和0 82c m3/g.由其电子显微镜图可知,磺化并没有改变C MK-5的六边形结构,仅X射线衍射峰强度较C MK 5有所减小.由酸碱滴定可知,H SO3 C MK 5的酸量为(1 93 0 08)mm o l/g(H+),远远高于磺酸型中孔分子筛的酸量.C MK 5是疏水性材料,而107第6期曾昌凤等:磺酸型固体酸催化剂的制备与应用研究进展H SO3 C MK 5由于含有亲水性的H SO3基团,变为亲水性材料,所以它可用于疏水和亲水的反应体系.该H SO3 C MK 5被用于双酚A的催化合成反应,酚到双酚A的最大转换率为28 6%,在其他的一些酸催化反应中也显示出较高的催化活性和较强的稳定性,回收重复反应5次后,没有发生明显的失活现象.传统制备中孔炭分子筛的方法一般采用高温炭化,这有助于得到较为坚硬的中孔结构,但是高温炭化使所得炭材料上缺少有机基团.而X i n g等[40]通过控制炭化温度,得到富含羟基等有机基团的中孔炭分子筛C MK-3,X射线衍射表征结果显示,炭化温度对所得中孔炭材料的结构有较大的影响:在炭化温度高于773K时,所得炭材料在小角度有明显X射线衍射峰,说明在较低的炭化温度下,所得的中孔炭分子筛也具有规整的中孔结构.炭化温度既影响了中孔炭分子筛C MK-3的结构,也影响了最终磺酸型中孔炭分子筛的酸强度.不同炭化温度下所得试样的红外光谱表征结果表明,在823K炭化的C MK-3上有大量的有机基团存在.该试样经磺化后有明显的S O振动峰,其酸量为1 2mm o l/g;而在1173K炭化的C MK-3在磺化后没有发现S O振动峰,说明1173K的高温已经使试样完全炭化,所以无法引入磺酸根.优化的制备H SO3-C MK-3磺酸型中孔炭分子筛的条件为823K炭化和气相磺化法引入磺酸根.所制备的试样经核磁共振和N2吸附等表征显示,磺化并没有改变中孔炭分子筛的结构,但磺化后的C MK-3的比表面积、孔容和孔径均有所减小.将其用于催化环己酮肟经Beckm ann重排制备己内酰胺的反应,环己酮肟的转化率达91%,己内酰胺的选择性为84%,而且仅需通过简单的活化处理,就可恢复其催化活性,且能重复反应多次.同样,磺酸型中孔炭分子筛的催化活性来源于其上的 SO3H.但是过低的炭化温度致使所得中孔炭分子筛的强度减弱,炭层较松散,而过高的炭化温度致使炭材料上的有机基团全部被热解,难以引入磺酸根,所以想要得到坚硬而且酸量高的磺酸型中孔炭分子筛,需要改变制备方法.为此,Liu 等[41]采用浸渍法先将蔗糖负载在MC M-48的表面,再经半炭化和磺化,制得酸性C-MC M-48复合催化材料,在中孔硅分子筛表面负载一层炭有利于提高其水热稳定性.4 炭纳米管炭纳米管作为一种结构新颖的材料也被广泛应用制备催化剂的研究.如有研究以H2SO4-HNO3混合溶液对炭纳米管进行化学改性,使其表面产生羧酸基团[42],得到具有酸性的催化材料.但由于炭纳米管表面的酸性基团很少,因此,通过表面改性以增加酸性基团密度的研究还需深入.对于磺酸型炭纳米管的制备,是先将炭纳米管在1m o l/g的HNO3中于333K氧化3h,再于393K下干燥得到酸化的炭纳米管.之后,将其在大量浓硫酸中,于523K下磺化18h,冷却水洗过滤后,得到了酸量为1 90mm o l/g的磺酸型炭纳米管[43].在此过程中炭纳米管没有被浓硫酸氧化.将这种新型的质子酸催化剂用于乙酸甲酯的催化,并与硫酸处理的活性炭、硝酸处理的炭纳米管作比较,结果发现,磺酸型炭纳米管的催化活性明显优于其他两种催化剂,为它们的3倍.而且在重复使用3次后,其催化活性依然保持不变,完全可以代替传统的液体酸.5 结论与展望从以上的介绍可以看出,磺酸型固体酸催化材料由于其催化性能与传统的硫酸相当,有望成为环境友好型的替代催化剂,所以,十多年来,其研究十分活跃.总的来说,通过选择适宜的载体、制备方法和磺化措施可以调节磺酸型固体酸的比表面积、酸量和表面亲/疏水性质,从而调变其催化性能.不过,还存在以下一些问题需要进一步研究1)在载体的选择方面,中孔硅分子筛由于其固有的水热稳定性方面的弱点和表面羟基数量较少的问题,作为磺酸型固体酸的制备还需在这两个方面进行改性;无定型炭和炭纳米管比表面积还有待提高;中孔炭分子筛的价格较高,需要开发新方法以降低其成本.2)在制备方法方面,制备过程中要采用昂贵的巯基烷氧基硅烷,有些制备步骤繁多,还需要进一步开发新的制备技术.3)上述制备得到的磺酸型固体酸的催化稳定性及重复性还有待提高,特别是在一些催化反应中结构容易塌陷、酸性基团容易脱落等;其中,水中的稳定性尤为重要,因为许多反应如酯化、水解等都会有水产生,而上述研究中的许多磺酸型固体酸的结构在沸水中容易塌陷,而有关催化剂失活再生的问题还少有研究.4)寻找适宜这种磺酸型催化材料反应的工作还有待加强,因为目前这些催化剂108南京工业大学学报 (自然科学版)第31卷参与的反应体系大多是如酯化和醚化等有水产生的反应.5)磺酸型固体酸还具有良好的离子交换和质子传导性能,这方面的研究还非常缺乏.这些都是使其实现工业化所需进行的研究方向.目前有研究表明,在中孔硅分子筛表面负载一层炭有利于提高其水热稳定性[41],也许将中孔硅分子筛与炭材料相结合制备磺酸型固体酸可能会成为一个研究方向.参考文献:[1] H ara M,Yos h i da T,Takagak i T,et a.l A car b on m aterial as astrong p rot on i c aci d[J].Ange w Che m In t Ed,2004,43(22):2955-2958.[2] Ok a mu raM,Takagak i A,Toda M,et a.l Aci d catal yzed reacti onson flexible pol ycycli c aro m ati c carbon i n a m orphous carbon[J].Che m M ater,2006,18(13):3039-3045.[3] Cor m a A.Inorgan ic solid aci ds and their use i n aci d catal yzed hyd rocarbon reacti ons[J].Che m Rev,1995,95(3):559-614.[4] H aller G.Ne w catal yti c concepts fro m ne w m ateri als:understandi ng catal ysis fro m a fundamen tal perspective,past,presen t,andf u t u re[J].J C at a,l2003,216(1/2):12-22.[5] K res ge C T,Leono w i czM E,Roth W J,et a.l Ord ered m es oporousm olecu l ar s i eves syn t hesized by a li qu i d cryst a l te m p l ate m echan is m[J].N at u re,1992,359:710-712.[6] M argolese D,C hristiansen S C,Chm el k a B F,et a.l D irect syn t hes es of ordered SBA 15m es oporous silica contai n i ng su lf on ic acidgroups[J].Che m M ater,2000,12(8):2448-2450.[7] Isabel D,C arlos M A,Fed ericoM,et a.l Co m b i ned al ky l and s u lf on i c aci d f uncti onali zati on ofM CM 41 t ype silica,esteri fi cati onof glycero l w i th f atty aci ds:esteri fi cati on of glycerol w it h fattyaci d s[J].J Cata,l2000,193(2):295-302.[8] M erci er L,Pi nnavaia T J.Access i n m esoporous materi als:advantages of a un i for m pore stru cture i n t he des i gn of a heavy m etalion ads orben t f or environm en t al re m ed i ation[J].Adv M ater,1997,9(6):500-503.[9] BossaertW D,D evos D E,van Rh ij n W M,et a.l M esoporou s s u lf on i c aci ds as selecti ve heterogen eous catal ysts for t he syn t hesisofm on ogl yceri des[J].J C at a,l1999,182(1):156-164. [10] van Rh ij n W M,Devos D E,S el s B F,et a.l A n e w fa m ily of mes oporous m olecu l ar si eves prepared w ith li qu i d crystal te m plat es[J].C he m Co mmun,1998(3):317-318.[11] 陈静,韩梅,孙蕊,等.卞基磺酸接枝M C M-41介孔分子筛的合成与表征[J].无机化学学报,2006,22(9):1568-1572.Chen J i ng,H an M e,i Sun Ru,i et a.l Syn t hesis and characterizati onof b enz y l s u l phonic acid f unctionalizedM C M 41[J].C h i n J InorgChe m,2006,22(9):1568-1572.[12] Dufaud V,DavisM E.Design of heterogen eou s catal ysts vi a mu ltip le acti ve site pos iti oning i n organ ic i n organ ic hybri d m ateri als[J].J Am Che m Soc,2003,125(31):9403-9413.[13] M barak a I K,Shank s B H.D es i gn of mu ltifuncti on ali zed m esoporous sili cas for es t erification of fatt y aci d[J].J C at a,l2005,229(2):365-373.[14] Para m badath S,Ch i da m bara m M,S i ngh A P.Synthes i s,ch aract eri zation and catal ytic prop erties of b enzyl sulph on i c aci d f un cti onalized Zr T M S catalysts[J].C atal Tod ay,2004,97(4):233-240.[15] Jaen icke S,C huah G K,Li n X H,et a.l O rgan ic i norgan i c hyb ri dcatal ysts for aci d and base cat alyzed reacti on s[J].M icroporM esoporM at er,2000,35:143-153.[16] D i az I,M o'h i no F,Perez Pari en t e J.et a.l S ynthesis,characteri zati on and catal ytic activit y of M CM 41 t yp e m es oporous s ilicasf uncti onalized w it h s u lf onic aci d[J].App l C atal A:Gen,2001,205(1/2):19-30.[17] M baraka IK,R adu D R,L i n V C,et a.l O rganosu lf on ic aci d functi ona li zed m es oporous sili cas for the esterifi cati on of f atty aci d[J].J Cata,l2003,219(2):329-336.[18] B runel D,B l an c A C,Gal arneau A,et a.l Ne w trends i n t he des i gn of s upported catal ysts on m es oporous silicas and their app licati ons i n fi ne che m icals[J].C atal Tod ay,2002,73(1/2):139-152.[19] Das D,Lee J F,Ch eng S.Selecti ve s ynthesis of b i sph enol A overm esoporou sM CM s ilica catal ysts functi onaliz ed w ith su lf on ic aci dgroups[J].J Cata,l2004,223(1):152-160.[20] 黄艳蕾,陈扬英,刘秀梅,等.苯基改性的中孔分子筛SBA 15的合成及其磺化[J].催化学报,2004,25(5):413-416H uang Yan l e,i Chen Yangyi ng,L i u X i u m e,i et a.l Synthesis andsulfonati on of phenyl m od ifi ed SBA 15m es oporous m ol ecu l ars i eve[J].Ch i n J C at a,l2004,25(5):413-416.[21] D i az I,Pariente E,Sastre.Syn t h es i s ofM C M 41materi als functi ona li sed w i th dial kylsilane group s and t he i r cat alytic acti vity i nthe esterifi cati on of gl ycerol w ith fatty aci ds[J].App l C atal A:Gen,2003,242(1):161-169.[22] 袁兴东,沈健,李国辉,等.表面含磺酸基的介孔分子筛催化剂SBA-15-SO3H的制备及其催化性能[J].高等学校化学学报,2002,23(12):2332-2335.Yuan X i ngdong,Shen Ji an,L iGuohu,i et a.l Preparari on of h i gh lyacti ve esterificati on catal yst SBA 15m esoporou s s ilica functi onali zed w it h s u lfon i c aci d group[J].Ch e m J Ch i n U n i v,2002,23(12):2332-2335.[23] 袁兴东,沈健,李国辉,等.表面含磺酸基的介孔分子筛SBA15 SO3H的直接合成[J].催化学报,2003,24(2):83-860.Yuan X i ngdong,Shen Jian,L i Guohu,i et a.l D i rect s yn t h es i s ofSBA 15m esoporous sili ca f unctionalized w it h s u lfon i c acid groups[J].Ch i n J C ata,l2003,24(2):83-86.[24] 高国华,周文娟,何鸣元.磺酸基功能化M C M-41有机-无机杂化材料的合成与表征[J].催化学报,2005,26(5):357-359.Gao Guohua,Zh ouW en j u an,H eM i ngyuan.Synthes i s and c h aracteri zation ofM CM 41 SO3H organ ic i norgan ic hybri ds[J].Ch i n JC at a,l2005,26(5):357-359.109第6期曾昌凤等:磺酸型固体酸催化剂的制备与应用研究进展。

贵金属催化剂的应用研究进展

贵金属催化剂的应用研究进展一、本文概述贵金属催化剂，以其独特的催化性能和广泛的应用领域，一直是化学催化领域的研究热点。

随着科学技术的不断发展，贵金属催化剂的应用研究进展日益受到人们的关注。

本文旨在全面概述贵金属催化剂的应用研究进展，包括其基本原理、应用领域、制备方法以及未来的发展趋势。

通过对相关文献的综述和整理，本文旨在为研究者提供一个全面、深入的贵金属催化剂应用研究的参考，推动该领域的发展。

本文将简要介绍贵金属催化剂的基本概念和催化原理，为后续研究提供理论基础。

本文将重点综述贵金属催化剂在各个应用领域的研究进展，如石油化工、环境保护、能源转化等。

随后，本文将探讨贵金属催化剂的制备方法，包括传统的物理法和化学法，以及新兴的纳米制备技术等。

本文将展望贵金属催化剂未来的发展趋势，包括催化剂的改性、复合催化剂的研发以及催化剂的再生利用等。

通过本文的综述，我们期望能够为贵金属催化剂的应用研究提供有益的参考，推动该领域的技术进步和创新发展。

二、贵金属催化剂的制备技术贵金属催化剂的制备技术是影响其催化性能和应用效果的关键因素。

近年来，随着纳米技术、物理化学和表面科学的快速发展，贵金属催化剂的制备方法也在不断创新和优化。

物理法是一种传统的贵金属催化剂制备方法，包括蒸发冷凝法、溅射法、离子交换法等。

这些方法能够制备出高纯度的贵金属催化剂，但其设备成本高、工艺复杂，且制备过程中容易引入杂质，影响催化剂的活性。

化学法是目前制备贵金属催化剂最常用的方法，包括浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法等。

这些方法可以通过控制反应条件，调节催化剂的组成和结构，从而优化其催化性能。

例如，浸渍法可以通过将载体浸渍在含有贵金属离子的溶液中，再通过还原剂将贵金属离子还原为金属颗粒，从而制备出负载型贵金属催化剂。

共沉淀法则可以通过将贵金属盐和载体前驱体共同沉淀，再经过热处理和还原，得到具有特定结构和组成的贵金属催化剂。

还有一些新兴的制备方法，如微波辅助法、超声辅助法、光化学法等。

负载Pt催化剂的分子筛应用研究进展

负载Pt催化剂的分子筛应用研究进展引言：负载Pt催化剂是一种有效的催化材料，在许多重要的化学反应中发挥着重要作用。

分子筛作为一种优越的负载材料，被广泛地应用于负载Pt催化剂的研究中。

本文将对负载Pt催化剂的分子筛应用研究进展进行综述，包括制备方法、物理化学性质以及在催化反应中的应用。

一、负载Pt催化剂的制备方法1. 共沉淀法：共沉淀法是一种常用的制备负载Pt催化剂的方法。

通过将铂盐和负载材料一同沉淀，经过适当的处理后得到负载Pt催化剂。

这种方法简单易行，能够获得均匀分散的Pt颗粒。

2. 浸渍法：浸渍法是另一种常用的制备负载Pt催化剂的方法。

将负载材料置于含有Pt盐的溶液中，使Pt溶液渗入负载材料孔道中，经过适当的处理后得到负载Pt催化剂。

这种方法可控性较好，能够调控Pt颗粒的尺寸和分散度。

3. 离子交换法：离子交换法利用分子筛的特殊结构，通过离子交换使负载Pt催化剂均匀负载在分子筛孔道内。

这种方法能够制备出高度分散的Pt颗粒，具有很好的催化性能。

二、负载Pt催化剂的物理化学性质1. 分散度：负载Pt催化剂的分散度对其催化性能具有重要影响。

良好的分散度能够提高Pt表面积，增强催化活性。

2. Pt颗粒尺寸：Pt颗粒尺寸也是影响催化性能的重要因素。

通常情况下，较小的Pt颗粒尺寸能够提高催化活性，因为较小的Pt颗粒具有更大的比表面积。

3. 分子筛孔径：分子筛的孔径大小对Pt颗粒的尺寸和分散度有重要影响。

通过选择合适的分子筛孔径，可以调控Pt颗粒的尺寸，并改善催化性能。

三、负载Pt催化剂在催化反应中的应用1. 甲烷燃烧：负载Pt催化剂在甲烷燃烧反应中表现出优异的催化活性和稳定性。

研究发现，经过优化制备的负载Pt催化剂能够高效地催化甲烷的完全氧化，实现清洁能源的高效利用。

2. VOCs催化氧化：负载Pt催化剂在VOCs（挥发性有机化合物）催化氧化反应中具有广泛的应用。

研究表明，负载Pt催化剂能够高效降解VOCs，减少对环境的污染。

纳米催化剂设计与应用研究进展综述

纳米催化剂设计与应用研究进展综述1. 引言纳米催化剂作为现代催化科学领域的一项重要研究内容，具有巨大的应用潜力。

通过纳米尺度上的设计和精确调控，纳米催化剂可以展现出优异的催化性能，从而推动多种化学反应的实现。

本文旨在对纳米催化剂的设计原理、合成方法和应用研究进行系统综述。

2. 纳米催化剂的设计原理纳米催化剂的设计原理主要包括催化反应的物理化学机制、合适的载体选择、催化剂活性中心的调控和特定结构效应的利用。

在催化反应的物理化学机制方面，了解反应的反应动力学和热力学特性对催化剂设计至关重要。

合适的载体选择可以提供高比表面积和优良的负载效果，增强催化剂的活性和稳定性。

此外，通过调控催化剂活性中心的尺寸、形状和组成，可以实现针对特定反应的高效催化。

特定结构效应的利用（如表面精细结构、形貌控制和晶格应变等）也是构建高性能纳米催化剂的重要手段。

3. 纳米催化剂的合成方法纳米催化剂的合成方法可以分为物理和化学方法两大类。

物理方法主要包括热分解、溶胶凝胶、溅射、和选择性催化剂还原等。

这些方法通过控制温度、压力、溶液浓度等条件来实现纳米催化剂的制备。

化学方法则涵盖溶剂热法、微乳液法、共沉淀法、共沉淀热解法、溶胶-凝胶法等。

这些方法可以通过化学反应控制纳米颗粒的尺寸、形貌和结构，更好地调控催化剂的性能。

此外，近年来还出现了一些新的合成方法，如微乳液模板法、介孔材料模板法等，这些方法可用于合成具有高比表面积和特殊结构的纳米催化剂。

4. 纳米催化剂的应用研究纳米催化剂在多个领域的应用研究中展现出了巨大的潜力。

在能源领域，纳米催化剂可用于催化剂制备、燃料电池、光催化和电解水等重要能源转化过程。

在环境领域，纳米催化剂可应用于空气污染物的去除、废水处理以及有害气体的转化等。

在化学合成领域，纳米催化剂可用于有机合成和催化转化等反应过程。

在生物医学领域，纳米催化剂在药物传递、生物传感和诊断等方面也有广泛的应用。

5. 纳米催化剂的挑战与展望尽管纳米催化剂在各个领域已经取得了显著的进展，但仍然存在一些挑战。

醇酸酯化反应催化剂研究进展

醇酸酯化反应催化剂研究进展一、本文概述醇酸酯化反应是一种重要的有机化学反应，广泛应用于化工、医药、农药、香料等领域。

催化剂在此类反应中扮演着至关重要的角色，能够有效提高反应速率，降低反应温度，减少副反应的发生，从而提高目标产物的产率和纯度。

因此，醇酸酯化反应催化剂的研究一直是化学领域的研究热点之一。

本文旨在综述近年来醇酸酯化反应催化剂的研究进展，包括催化剂的种类、性能、作用机理以及在实际应用中的效果等方面。

通过系统地梳理和分析相关文献，本文希望能够为醇酸酯化反应催化剂的研发和应用提供有益的参考和借鉴。

本文也期望能够激发更多研究者对该领域的兴趣，推动醇酸酯化反应催化剂技术的不断发展和创新。

二、醇酸酯化反应催化剂的种类与特点醇酸酯化反应作为有机合成中的重要反应类型，其催化剂的研究对于提高反应效率、降低能耗以及优化产物质量具有重要意义。

目前，醇酸酯化反应的催化剂主要包括无机酸、有机酸、金属氧化物和负载型催化剂等几大类。

无机酸类催化剂如硫酸、盐酸等，具有较高的催化活性，但存在腐蚀性强、污染环境等缺点。

有机酸类催化剂如甲酸、乙酸等，则相对温和，对设备腐蚀较小，但催化效率相对较低。

金属氧化物类催化剂如氧化铝、氧化锌等，具有较好的热稳定性和催化活性，但成本较高，且在某些情况下可能导致副反应的发生。

近年来，负载型催化剂因其结合了均相催化剂和多相催化剂的优点而受到广泛关注。

通过将活性组分负载在载体上，可以实现催化剂的高活性、高选择性以及良好的稳定性。

常见的载体包括硅胶、活性炭、氧化铝等，而活性组分则多为贵金属（如铂、钯、铑等）或非贵金属（如铜、镍、铁等）。

随着纳米技术的不断发展，纳米催化剂在醇酸酯化反应中也展现出独特的优势。

纳米催化剂具有高的比表面积和活性位点，可以显著提高催化活性和选择性。

纳米催化剂的制备方法多样，可以通过调控催化剂的形貌、结构以及组成来进一步优化其催化性能。

醇酸酯化反应催化剂的种类繁多，各具特点。

纳米催化剂的制备和最新应用研究进展

成了一系列的二氧化锆水溶胶，用浸渍法担载０再．５
溶于溶剂中）或溶胶为原料，而不是传统的粉状物为反应物，在液体中混合均匀并进行反应，生成稳定
无沉淀的溶胶体系，置一定时间形成凝胶，脱放经
水处理得产品．常溶胶一胶法用于催化材料的制凝
温、常压下催化１己烯加氢反应，成己烷，一生己烷
体系，然后将反应物溶于微乳液中，使其在水核内进行化学反应，应产物在水核中成核、生长，除反去表面活性剂，将得到的固体粗产物在一定温度下干燥、烧，焙即可得到所需产品．皎宁等［汤９１溶性以可
备是近几年才开始的．已有研究表明该法的优点是：１备的均匀度高，其多组分的制品均匀度）制尤
可达分子或原子水平；
２金属组分高度分散于载体，）使催化剂具有高
收稿日期：０８０ — ０２０ — ２２
１４微乳液法．
作者简介：张莺（９９）女，１７一，山西太原人，硕士，助教，研究方向：纳米催化剂
一
沉淀法是在液相中将化学成分不同的物质７昆
种方法，备的纳米粒子必须达到如下要求：面制表
合，再加入沉淀剂使溶液中的金属离子生成沉淀，对沉淀物进行过滤、洗涤、干燥或煅烧制得所需产品同沉淀法包括直接沉淀法、．共沉淀法、均匀沉淀法、配位沉淀法等，共同特点是操作简单、其方便．

mofs单原子催化剂综述

mofs单原子催化剂综述MOFs（金属有机框架）是一类由金属离子和有机配体组成的晶体材料，具有高度可调控性和多功能性。

近年来，MOFs作为单原子催化剂的载体材料备受关注。

本文将综述MOFs单原子催化剂的研究进展和应用前景。

我们先介绍一下MOFs的特点。

MOFs具有大比表面积、可调控的孔道结构和丰富的功能基团，这使得其在催化领域具有巨大的应用潜力。

与传统的催化剂相比，MOFs单原子催化剂具有以下优势：MOFs单原子催化剂的合成方法多种多样。

一种常用的合成方法是通过后修饰法将金属离子引入到MOFs的孔道中。

例如，可以利用有机配体上的官能团与金属离子形成配位键，将金属离子引入到MOFs中。

另外，还可以利用化学还原法将金属离子转化为单原子状态，并将其固定在MOFs的孔道内。

这些合成方法能够有效地制备出具有高度分散的单原子催化剂。

MOFs单原子催化剂在多个领域具有广泛的应用前景。

首先，在有机合成中，MOFs单原子催化剂可以用于催化有机物的氧化、还原、羰基化等反应，具有高催化活性和选择性。

其次，在环境保护领域，MOFs单原子催化剂可以用于废水处理、有害气体的催化转化等。

此外，在能源领域，MOFs单原子催化剂可以用于催化水分解、电催化和光催化等反应，具有重要的应用价值。

虽然MOFs单原子催化剂具有广阔的应用前景，但目前仍面临一些挑战。

首先，MOFs单原子催化剂的合成方法仍需要进一步改进，以提高催化剂的稳定性和活性。

其次，MOFs单原子催化剂的催化机理和反应动力学等方面的研究还相对不足，需要进一步深入探究。

此外，MOFs单原子催化剂的规模化制备和应用仍面临一定的技术难题。

MOFs单原子催化剂作为一种新型的催化剂材料，具有广泛的应用前景。

随着对MOFs单原子催化剂的研究不断深入，相信其在催化领域将发挥越来越重要的作用，为解决能源和环境问题提供了新的思路和方法。

生物炭负载金属催化剂的制备及其应用的研究进展

04054功滋讨科2021年第4期(52)卷文章编号：1001-9731(2021)04-04054-08生物炭负载金属催化剂的制备及其应用的研究进展”曾子鸿12，田晓洁12,王允圃12，张淑梅12，刘玉环12,Roger Ruan3（1.南昌大学生物质转化教育部工程研究中心，南昌330047；2.南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，南昌330047；3.University of Minnesota Center for Biorefining and Department of Bioproducts and Biosystems Engineering,USA MN55108）摘要：金属具有高活性、选择性等优点被广泛应用于催化领域。

近年来，金属催化剂的易失活、中毒等问题严重影响催化技术的发展。

由此，研究人员正在探寻比表面积高、孔隙率高、热稳定性良好以及机械稳定性优异的惰性物质作为载体。

其中生物炭因其表面官能团丰富，将其作为载体负载金属催化剂可缓解金属的团聚，可有效促进各类催化反应的进行。

本文综述了负载金属的生物炭催化剂的研究进展，简述了金属-生物炭催化剂不同炭化方式的优劣，分析了不同改性处理对催化性能的影响。

回顾了其在生物柴油、生物油提质、氢化、焦油裂解以及电化学等催化领域方向上的产业应用。

分析了在各催化反应中的可能作用机理，为推动国内负载金属生物炭催化剂研究和产业落地发展提供参考。

关键词：生物炭；金属；催化剂载体；制备；应用中图分类号：O643.3文献标识码:A DOI：10.3969/.issn.1001-9731.2021.04.0090引言随着现代社会的发展，化石能源日渐枯竭，越来越多的研究人员开始关注可再生能源的开发，其中生物质能源是最重要的可再生能源之一。

据国家能源局印发的《生物质能发展“十三五”规划》1数据显示，目前全国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤，目标至2020年，生物质能年利用量约5800万吨标准煤。

纳米TiO2光催化剂的制备与应用研究进展

摘要：本文综述了国内外对纳米ＴｉＯ液相制备方法的研究进展，阐述了液相沉淀法、溶胶一凝胶法、醇盐水解法、水热法等液相制备法，并讨论了纳米ＴｉＯ在气体净化、表面自清洁、污水处理、杀菌等方面的应用。
关键词：纳米ＴｉＯ；制备；应用中图分类号：ＴＱ４２６．６文献标识码：Ａ文章编号：１００９－４７２５（２００７）８—００１２—０４
不大。而液相法具有合成温度低、设备简单、易操作、成本低等优点，是目前实验室和工业上广泛应用的纳米ＴｉＯ：粉体制备方法。本文对液相制备法进行如下阐述。１．１液相沉淀法
液相沉淀法是ＴｉＣＩ或Ｔｉ（ＳＯ）：等无机钛盐与氨水、（ＮＨ）：ＣＯ，或ＮａＯＨ等碱类物质反应生成无定形Ｔｉ（ＯＨ）沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥，在６００ｏＣ煅烧得锐钛矿型纳米ＴｉＯ：，８００ｏＣ以上煅烧得金红石型纳米ＴｉＯ：。目前工业上生产超细纳米ＴｉＯ：粉体的液相中和法就属于此方法。通过改变原料液浓度、水解温度、反应时间等工艺条件，可以实现对产物晶型、粒度大小等特性的控制。张汝冰－２以偏钛酸为原料，用均匀沉淀法制得平均粒径为８．５ｎｍ的纳米ＴｉＯ：微晶，并能在７００ｏＣ保持锐钛矿型结构。将其用于染料溶液的光催化分解，发现其光催化活性较高。大量引人的ｓｏ，一或ｃｌ一等无机离子，需经过反复洗涤才能除去，所以液相沉淀法合成纳米ＴｉＯ：粉体存在工艺流程长、废液多、产物损失较大、粉体纯度不高的缺点，只适用于对ＴｉＯ：纯

铜锰氧化物催化剂制备方法研究进展

铜锰氧化物催化剂制备方法研究进展郭薇;张华【摘要】The transition metals are an important type of the catalysts, which have been widely applied in the catalysis field. Their catalytic performance is more excellent after the transition metals are oxidized. It is foreseeable that the transition metal oxides will become the important development direction of the catalysts. The research progress in copper manganese metal oxide catalysts in recent years were reviewed. The catalyst preparation methods, such as dipping method, hydrothermal synthesis, coprecipitation method, solidstate reaction and sol-gel method were discussed and the characteristics of the various methods were reviewed and summarized. Their development prospects were also outlined.%过渡金属是一类重要的催化剂,在催化领域已得到广泛应用,将过渡金属氧化后,其催化性能更加优良,可以预见过渡金属氧化物将是催化剂发展的重要方向.综述了近年来国内外铜锰金属氧化物催化剂的研究进展,讨论了铜锰金属氧化物催化剂的各种制备方法,如浸渍法、水热合成法、共沉淀法、固相法和溶胶-凝胶法等,对各种制备方法的特点进行总结和归纳,并展望铜锰氧化物催化剂的发展前景.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2012(020)012【总页数】6页(P15-20)【关键词】催化剂工程;过渡金属;铜锰氧化物催化剂【作者】郭薇;张华【作者单位】天津工业大学改性与功能纤维天津市重点实验室,天津300387;天津工业大学改性与功能纤维天津市重点实验室,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TQ426.6;O643.3贵金属催化剂具有氧化活性高、不易中毒和氧化温度低等特点，在催化领域应用广泛，但因贵金属资源缺乏和价格昂贵，一直在寻找新的高效催化剂取代贵金属催化剂［1-2］。

单原子催化剂总结和展望 -回复

单原子催化剂总结和展望-回复单原子催化剂是指催化反应过程中，催化剂表面只存在单个原子的催化剂材料。

与传统的纳米颗粒催化剂相比，单原子催化剂具有独特的优势，如高催化活性、优化的反应选择性和高稳定性等。

近年来，单原子催化剂领域取得了很多重要的研究进展，尤其是在能源转化、环境保护和有机合成等方面的应用。

本文将对单原子催化剂的原理、制备方法和应用进行综述，并对未来的研究方向进行展望。

首先，我们来探讨单原子催化剂的原理。

单原子催化剂的活性位点只有一个原子，因此能够提供高度局部化的活性中心。

这些活性中心可以提供充足的反应条件，从而增强催化反应的速率和选择性。

此外，单原子催化剂的反应物分子可以同时与活性位点进行作用，从而实现更高的反应效率。

单原子催化剂还具有高度均匀的催化剂分散度，这意味着每个催化剂原子都能得到最大化的利用，提高了催化反应的效率和稳定性。

在单原子催化剂的制备方面，研究者们已经开发出了多种方法。

最常用的方法之一是原子沉积法，即将金属原子沉积到载体表面，形成单原子催化剂。

这种方法能够实现高度均匀的催化剂分散度，但对催化剂的选择范围有一定的限制。

另一种方法是原位氧化还原法，在反应过程中利用气相或溶液中的氧气氧化和还原催化剂来形成单原子催化剂。

这种方法具有较高的可控性，但制备过程相对复杂。

此外，还有其他一些制备方法，如模板法、电化学法和热解法等。

单原子催化剂在能源转化领域具有广泛的应用。

以电化学能源转化为例，单原子催化剂可以提供高活性的电催化剂，如用于水分解反应的催化剂、用于氧还原反应的催化剂和用于二氧化碳还原反应的催化剂等。

这些反应与可再生能源和无污染能源的开发密切相关。

单原子催化剂在环境保护领域也有重要的应用，如用于废水处理和大气污染物净化等。

此外，单原子催化剂在有机合成领域的应用也越来越广泛，如合成高附加值化合物和药物等。

尽管单原子催化剂在各个领域都显示出巨大的潜力，但仍存在一些挑战和问题需要解决。

镍基催化剂综述

镍基催化剂综述下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!镍基催化剂近年来在有机合成领域中扮演着越来越重要的角色。

渣油加氢催化剂研发及应用综述

渣油加氢催化剂研发及应用综述发布时间：2021-10-21T09:01:53.584Z 来源：《科学与技术》2021年7月19期作者：吴新辉[导读] 介绍了近年来国内外渣油加氢催化剂的研究进展，吴新辉中石化催化剂有限公司长岭分公司，414000摘要：介绍了近年来国内外渣油加氢催化剂的研究进展，根据反应床类型不同分别阐述了固定床、浆态床和沸腾床所使用催化剂的研究现状和工业应用并作出结论，最后展望不同反应床层催化剂的发展前景和所面临的技术难题。

关键词：渣油；加氢；催化剂；浆态床；固定床近年来，世界成品油的需求持续走高，原油重质化现象逐渐凸显，在未来的炼油生产过程中重质原油的加工比例将越来越大。

与此同时全球油品需求结构也在发生变化，锅炉及船用重燃料油的消费量在逐年减少，而化工用轻质油及优质车用燃料油的需求在逐年增加，因此将更多的重质渣油加工成优质轻质油品已成为世界炼油技术发展的主要方向[1]。

1固定床渣油加氢催化剂采用固定床工艺进行渣油加氢很难指通过一种或一类催化剂完成整个过程，应包括由保护剂、脱金属剂、脱硫剂和脱氮剂组成的催化剂体系。

国外固定床渣油加氢催化剂供应商主要有美国 ART 公司的 ICR 系列催化剂、美国 Albemarle 公司的KG/KFR 系列催化剂、美国 Criterion 公司的 RM/RN 系列催化剂、丹麦 Tops?e 公司的 TK 系列催化剂、法国IFP 公司的 HMC/HT/HF 系列催化剂等。

国内主要是中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院的FZC 系列催化剂和石油化工科学院的RHT 系列催化剂。

本文主要介绍国内固定床渣油加氢催化剂。

1.1新一代 FZC 渣油加氢催化剂抚顺石油化工研究院 1986 年起开始渣油加氢技术的研发，1999 年 S-RHT 渣油加氢成套技术首次国产化。

经过 30 年技术的不断积累和进步，开发出 FZC 系列催化剂及其配套的工艺技术，并在国内外 10 余套渣油加氢处理装置成功应用 40 多个周期。

化学工程本科毕业论文模板催化剂研究与应用

化学工程本科毕业论文模板催化剂研究与应用催化剂研究与应用摘要：催化剂在化学工程领域起着至关重要的作用，对于提高反应速率和选择性具有重要影响。

本文通过对催化剂的研究和应用进行综述，旨在探讨催化剂的基本原理、制备方法及其在化学工程中的应用。

首先介绍了催化剂的定义和分类，然后详细阐述了催化剂的制备方法，包括物理法和化学法。

接着探讨了催化剂的表征方法，如X射线衍射、扫描电子显微镜等。

最后重点分析了催化剂在化学工程中的应用，包括催化裂化、催化加氢等。

通过对催化剂的深入研究与应用，可以有效提高化学工程的生产效率和质量。

关键词：催化剂、反应速率、选择性、制备方法、表征方法、化学工程、生产效率、质量1. 前言催化剂是一种能够改变反应速率和选择性的物质，被广泛应用于化学工程领域，具有极高的经济和环境效益。

随着工业化的不断发展，对催化剂的研究和应用需求也越来越迫切。

本文旨在通过对催化剂的研究和应用进行综述，为化学工程领域的研究人员和工程师提供参考和借鉴。

2. 催化剂的定义与分类2.1 催化剂的定义催化剂是指可以降低化学反应活化能，促进反应发生的物质。

催化剂在反应中并不消耗，可多次参与反应，因此对于提高反应速率和选择性具有重要意义。

2.2 催化剂的分类根据催化反应的机理和催化剂的性质，催化剂可分为以下几类：气相催化剂、液相催化剂、固相催化剂以及酶催化剂等。

3. 催化剂的制备方法3.1 物理法制备催化剂物理法制备催化剂主要通过改变催化剂的物理性质来达到提高反应速率和选择性的目的，包括焙烧法、共沉淀法、浸渍法等。

3.2 化学法制备催化剂化学法制备催化剂主要通过溶液中的化学反应来合成催化剂，包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。

化学法制备催化剂具有制备工艺简单、催化活性高等优点，并且可以控制催化剂的形貌和尺寸。

4. 催化剂的表征方法4.1 X射线衍射X射线衍射是一种常用的催化剂表征方法，通过测量催化剂晶体的衍射图谱，可以确定催化剂的晶体结构和晶格参数。

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催化剂制备与应用研究进展综述
催化剂是一种用于催化反应的物质，它可以通过降低化学反应的活化能来加速反应速率。

催化剂在化学生产及环境保护等领域中具有重要应用。

随着科学技术的不断发展，催化剂的制备与应用研究也得到了长足的进步。

一、制备技术进展
1. 传统制备技术
传统的催化剂制备技术主要是物理混合、共沉淀、浸渍法等。

在这些技术中，共沉淀法是最常用的一种。

传统制备技术具有操作简单、设备需求低、成本低等优点。

但由于其制备过程中物质互相掺杂，致使具有较大的二次晶粒，使得催化剂的催化活性和选择性上升较慢。

2. 现代高新技术
现代催化剂制备技术包括沉积-沉淀法、溶胶-凝胶法、金属有机框架法、离子液体法等。

其中，溶胶-凝胶法被认为是其中的佼佼者。

它使用无机、有机有机金属盐为原料，在水或有机溶剂中，一步或多步反应制备一定大小的凝胶粒子，经高温干燥后形成催化剂。

二、新材料催化剂的制备
新材料催化剂是以有机或无机材料为原料，在催化剂制备过程中进行处理，生成具有一定结构的催化剂。

新型的催化剂材料可以精确地控制催化剂的结构、形态和尺寸，能更好地调节催化剂的催化活性和选择性，从而提高催化效率。

三、催化剂应用研究进展
目前，催化剂的应用范围已经非常广泛，主要应用于石油加工、化学品生产、大气污染治理、环境保护、食品加工等领域。

同时，催化剂材料也在医药、生物化学、能源储存等领域中得到广泛应用。

1. 环境保护领域
催化剂在环保领域中具有广泛应用，如催化氧化技术、光催化技术等。

催化氧化技术是目前广泛应用的一种技术，可以有效净化水体、空气等环境中的有机污染物和有毒物。

另外，光催化技术由于具有高效、无污染等优势，也被广泛应用于环保领域中。

2. 能源领域
现代工业和生活中对能源的需求越来越多，而催化剂在能源领域中也得到了广泛应用。

例如，氧化钙在煤转化制氢中具有良好的稳定性和长寿命；铂基催化剂在燃料电池中也有广泛应用。

3. 医药领域
药物的合成需要催化剂的帮助，目前，许多有机催化剂被应用于药物合成中，并取得了显著的效果。

此外，还有一些对人体无害的生物催化剂，在食品加工、农药生产等领域中被广泛应用。

四、结语
催化剂是化学反应及相关领域中的一个非常重要的领域，它具有重要的科学及现实意义。

随着制备技术、新材料的出现和应用领域的扩大，催化剂的应用和研究也会不断得到更新和改善。

未来，催化剂技术将在节能减排、清洁化学及新能源等领域中发挥越来越重要的作用。