多相催化剂

摘要： 氚标记是研究药物药代动力学和药效学特性、放射自显影术、受体结合和受体占位的重要工具。氚气是制备标记分子的首选氚源,因为它具有高的同位素纯度。从氚气中引入氚标记通常是通过多相过渡金属催化的芳基(假)卤化物氚化来实现的。然而,多相催化剂(如负载在碳上的钯)通过一种反应机制起反应,这种机制还会导致药物中其他显著官能团的减少。

摘要： CO2的高效转化利用对缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要的战略意义。借助绿色氢气将CO2转化为化工生产的重要原料,不仅助力相关行业实现碳达峰,还将有力助推碳中和目标的实现,因此开发高活性和高稳定性催化剂具有重要意义。本文概述了通过CO2直接加氢合成乙醇的重大进展。开展了关于CO2加氢制乙醇的多相催化剂的研究,如催化剂的活性组分、载体及反应条件等方面进行研究以实现开发具有高活性、高选择性的催化剂。

摘要： 巴斯夫(BASF)公司开发了一种新型星形氧化铝催化剂,扩大了现有乙醇制乙烯(E2E)氧化铝催化剂种类,可使E2E选择性和转化率分别达到99.5%。多相催化剂通常为片剂或圆柱形,星形催化剂的独特形状使反应的有效表面积最大化。与片剂或常规形状催化剂相比,星形催化剂的床层填充密度更低,则成本进一步降低。此外,由于星形更有利于形成合适的反应温度和压降,使得星形催化剂寿命更长。

摘要： 近日,中国科学院大连化学物理研究所通过可见光照实现了对锌铁双氧化物类芬顿催化剂反应机理的有效调控,为多相催化剂在类芬顿反应中反应路径从自由基到非自由基的转变提供了新策略。通过在环境气氛下煅烧Zn1-xFe_(x)-Fe普鲁士蓝类似物,制备了一系列Zn-Fe双氧化物;通过穆斯堡尔谱并结合其他各种常规表征,揭示了样品ZFO-1和ZFO-4由纳米复合的ZnFe_(2)O_(4)和ZnO组成,而ZFO-2和ZFO-3由ZnFe_(2)O_(4)和Fe 2O 3组成。

摘要： 基于非石油路线制备的乙炔小分子,其羰基化反应可制备大量高附值化学品,在CO排放的环境治理以及化学品应用方面有着十分重要的意义.本文主要概述了乙炔羰基化反应的催化剂由均相到多相的研究进展,总结了乙炔单/双羰基化催化剂种类及添加剂对反应活性的影响.基于反应机理分析提出调控结构敏感性因素(尺寸效应及形貌效应)制备高效催化剂的设计思路,并进一步综述了多相催化剂微纳结构的可控制备方法及其结构与催化活性之间的构效关系,以期对未来设计高效乙炔羰基化反应的多相催化体系提供指导意义.

摘要： 生物质是天然的可再生能源和资源,具有来源广泛、储量丰富、价格低廉的优点以及可转化为高附加值化学品的多功能性,因此作为传统化石能源替代材料受到广泛关注和研究.将生物质通过催化转化为平台化合物再进一步利用是生物质利用的重要途径,其中催化加氢是常用的反应之一.由于绝大多数生物质平台化合物分子中都含氧元素,其加氢过程中会不可避免的产生水,同时水作为绿色环保,价廉易得的溶剂,可以溶解绝大多数生物质平台化合物,因此选择水做溶剂具有重要意义.负载型纳米金属催化剂(如Au、Rh、Pt、Pd、Ru、Cu和Co等)在生物质水相加氢反应中具有广泛的应用,但其在水相反应条件下(通常为高温、高压、强酸性等苛刻条件)容易在反应过程中发生纳米金属粒子的团聚、流失以及载体的坍塌、结构转变等引起失活.因此,发展可以在水相体系中稳定的金属多相催化剂对生物质资源化利用非常必要.本文首先综述了溶剂水对反应的影响以及负载型金属催化剂在水相体系中的失活类型与机理,内容包括:(1)溶剂水对催化剂及催化加氢反应的积极作用,包含提高转化率和影响产物选择性;(2)溶剂水引起催化剂失活的原因,如引起金属纳米粒子发生团聚、氧化、流失以及载体发生溶解、坍塌、结构转变等.从负载型金属催化剂的失活机理入手,分别从提高金属纳米粒子的稳定性和载体的稳定性两个方向综述了提高负载型金属催化剂稳定性的普适性策略,内容包括:(1)通过界面限域策略增强金属-载体相互作用的方式提高金属纳米粒子在载体上的稳定性,包括有机基团配位、杂原子配位、镶嵌法等;(2)通过空间限域策略将金属纳米颗粒封装的方式提高金属纳米粒子的稳定性,包括利用一维的空心管状材料、二维的超薄材料以及三位的空心球(笼)材料等;(3)通过提高载体(主要为氧化物载体)的稳定性以提高催化剂整体稳定性,包括对载体进行修饰、包覆、杂化等方式.本工作所综述的提高生物质水相加氢金属催化剂稳定性的策略为高稳定性催化剂的设计指出了方向.

摘要： 芬顿反应(Fenton reaction)利用H2O2与Fe2+的催化反应可快速生成高活性的·OH自由基用于有机物的降解等过程,因其无副产物的二次污染被广泛应用于环境保护和污水处理领域.但传统的均相芬顿反应中,低价金属再生效率较低,导致整体的反应效率受到限制.同时,传统均相芬顿反应因为酸性的反应条件以及铁离子的引入,从环保角度来看也不是一个理想的反应体系.近年来,水滑石(layered double hydroxides,LDHs)作为一种特殊的层状结构材料,在芬顿反应中表现出优异的催化性能,引起了人们的广泛关注.LDHs的催化活性位点通常为固定于固体表面的金属离子,可避免反应中金属离子的浸出,降低反应体系对pH的要求.同时由于水滑石层板中多元金属的可调控性,可设计制备具有多种过渡金属的协同氧化还原循环的水滑石材料,促进低价金属再生的循环反应,提高芬顿反应效率.本文主要介绍了近年来水滑石类材料作为芬顿反应催化剂的研究成果和进展,并对该领域目前面临的挑战和发展前景进行了展望.

摘要： 作为主要温室气体,二氧化碳(CO2)导致了全球变暖与海洋酸化,同时CO2也是重要的C1资源.在温和条件下,利用催化剂将CO2高效、高选择性地转化为具有高附加值的化学品,对缓解CO2给气候变化带来的负面影响和减少对化石能源的依赖具有重要意义.作为一类新兴的多孔晶态材料,金属-有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)同时具备多相催化剂的可分离回收再利用以及均相催化剂的高选择性和高活性等性质,是优良的多相催化剂.本文主要聚焦功能化MOFs催化剂的结构特性及其在催化转化CO2方面的应用,着重介绍该领域近期的研究进展,并对今后该领域的研究趋势及应用前景进行了展望.

摘要： 烷基化的芳香胺是医药、农药和配体合成中重要的中间体。在众多合成烷基化芳香胺的方法中,烯烃与芳香胺的氢芳化反应是一种高效且原子利用率为100%的合成方法。然而,在烯烃与芳香胺的反应过程中,至少会生成6个产物,精确调节该反应的化学和区域选择性,从而可控合成单一氢芳化产物具有非常大的挑战性。此外,均相催化剂难以回收和再利用的问题也亟需解决。因此,针对烯烃和芳香族胺氢芳化反应,开发高效、高选择性的多相催化剂具有重要意义。

摘要： 提供了由丙酮合成二丙酮醇的方法。一种示例性方法包括在低于100°C下使丙酮与多相催化剂接触以提供二丙酮醇。所述多相催化剂可包括分子筛。还提供了由丙酮合成甲氧基氧化物的方法。

摘要： 水作为催化反应的溶剂相对传统的有机溶剂具有绿色环保、经济、安全等优点。但是经常遇到有机反应底物与水溶液不互溶的问题。在用金属配合物或有机小分子作为催化剂的反应体系中，催化剂会溶解在水或反应底物中，通过剧烈搅拌可以很大程度缓解不互溶问题。但是在使用固体催化剂的反应体系中，不互溶问题表现得很突出。本文阐释了高活性的二氧化硅负载的多相催化剂，并就其用于醛的氢转移反应进行浅谈。

摘要： 生物柴油的产量正在因其对环境有利而迅猛增加。但是相对于石化柴油燃料,生物柴油的生产成本比较高。多相固体催化剂引入生物柴油的生产中将会降低它的价格,从经济方面考虑,也会使生物柴油更加有竞争力。因此,寻找合适的催化剂的研究工作正在大力展开。本文回顾了有关酸性碱性多相催化剂在生物柴油生产上应用的科学和专利文献。

摘要： CO2环加成反应合成环状碳酸酯是一种有效的CO2利用反应.本文制备了一种新型的多相固体催化剂(RSab).该催化剂将氯球和硅球固载化的离子液体、助剂A和助剂B充分混合,压制成型,最后低温焙烧制成.在固定床反应器上评价其催化性能.以环氧丙烷为原料,催化合成碳酸丙烯酯.考察了温度、压力、空速、反应物的比例对反应的影响.结果表明,该催化剂具有极高的催化活性.当反应温度为130°C、压力为2MPa、空速为1h-1、CO2和环氧丙烷进料摩尔比为2∶1时,环氧丙烷的转化率可达88％以上,碳酸丙烯酯的选择性在98％左右.

摘要： 异山梨醇是一种新型聚酯单体,可以通过山梨醇的多相催化分子内脱水合成.本文制备了一系列不同磷酸含量的钽酸催化剂,并首次应用于催化山梨醇脱水制备异山梨醇的反应中.结果表明,磷酸修饰后钽酸的催化脱水活性得到显著的提高:异山梨醇的选择性从3.8％提高到48.3％,同时山梨醇的转化率约为1 00％.通过NH3-TPD,FT-IR,Raman和XRD表征手段发现,经磷酸修饰后,钽酸形成了两种具有不同表面酸性的新晶相,TaH (PO4)2中的P-OH为修饰后催化剂中主要的活性中心.

摘要： BiFeO3磁性纳米材料是重要的工业催化剂,最近我们发现这种多相催化剂在无光照条件下可催化活化H2O2,降解罗丹明B,但当该催化剂用以降解化学稳定性高染料时,效果却不是很理想。为进一步提高BiFeO3活化H2O2的能力,本文利用EDTA对其进行表面修饰,在可见光照射的条件下处理难降解的有机染料。

摘要： 用不同的贵金属、载体制备多相负载型催化剂,以糠酸、醇、氢气为原料,采用连续操作的固定床微型反应器,进行糠酸一步加氢酯化反应.考察了贵金属的种类、担载量、载体的种类、反应温度、压力、氢气和液体(糠酸的醇溶液)流量、催化剂稳定性等因素对反应的影响.结果表明,金属钯的性价比最好,其最佳质量担载量为0.8％,γ-三氧化二铝为适宜载体.在0.8％Pd/γ-Al2O3催化剂上,1.0 MPa、 150°C、氢气空速2000 h-1、糠酸的醇溶液的空速4.0 h-1(氢油比50)的条件下,糠酸转化率、四氢糠酸酯选择性分别可达100％,99.0％.催化剂连续运转300h后活性未见明显下降.提出了一个环境友好、成本低廉、可连续操作的糠酸多相催化一步加氢酯化过程.

摘要： 前手性酮的不对称加氢是获得光学活性手性仲醇的重要途径之一。传统的(1S,2S)-DPEN-Ru(Ⅱ)Cl2(PPh3)2配合物在均相不对称催化体系中在温和反应条件下获得了良好的催化效果。然而，在均相介质中，(1S,2S)-DPEN-Ru(Ⅱ)Cl2(PPh3)2难于分离和重复使用，不利于产物的净化，同时，重金属Ru离子及配体的流失即不经济，也造成了环境污染，与绿色化学的要求相悖。本文以无定型硅胶为载体，在硅胶表面共价键联了(1S,2S)-DPEN-Ru(Ⅱ)Cl2(PPh3)2，制备了可重复使用的多相催化剂，并将此催化剂应用在苯乙酮的不对称加氢反应中。

摘要： 多相催化剂制备过程涉及微粒的聚集行为，对其进行研究有助于催化剂设计进而提高催化反应性能。本文采用MATLAB软件对微粒聚集行为构建DLA模型并进行模拟，结果显示：随着凝聚粒子总数的增加，催化剂的形貌图越来越大，分形维数也越来越大;凝结核形状不同时，催化剂的形貌不同，但分形维数几乎不变;凝结核的个数不同，催化剂微粒散落于多个区域聚集。

摘要： 为减少发现新的多相催化剂的时间和降低消耗，加速二甲醚合成工业化进程，提出一种基于支持向量机和相空间重构建立多相催化剂的成分模型和催化反应机理模型的新方法。支持向量回归作为一种新的机器学习算法，被用于多相催化动态模型的开发，SVM模型以催化剂的组分和制备条件作为输入数据，催化剂的性能指标(催化剂的选择性和转化率)作为输出数据。模型的输入空间使用相空间重构理论将一维时间序列映射到多维空间，提高了支持向量回归机的预测精度。支持向量机-相空间重构是一种多相催化建模的新策略，主要优势是在催化反应机理未知或难以获取的情况下，建模完全由历史进程的少量样本空间完成，避免了传统催化剂研发过程中“试错实验”的盲目性和偶然性。实验验证表明，本文提出的方法丰富了实验数据，预测的催化剂性能与实验获得的数据有很好的一致性，是一种有效的多相催化建模工具。

摘要： 石油危机以及利用化石能源所带来的环境和气候变化问题，使得世界能源战略的重点开始转向可再生能源的研究和开发。2005年，Dumesic研究小组以生物质衍生物一葡萄糖为原料，成功制得了C7-C15的烷烃。糠醛主要由麦秆、玉米芯、花生壳等农副产品制取。糠醛与丙酮的缩合产物糠叉丙酮通过加氢脱水也可制得C8烷烃，进一步与糠醛缩合的产物经加氢脱水还可制得Cj3烷烃。羟醛缩合反应在工业上大多采用均相的碱性催化剂，反应过程中会产生大量的工业废水，污染环境。如果用多相催化剂替代均相催化剂，将能很好解决这一问题。 本文对用层状双金属氢氧化物催化糠醛丙酮缩合制糠叉丙酮的反应进行了研究。

摘要： 本发明公开了一种多相催化氧化催化剂、制备方法和用于处理含酚废水的方法，所述催化剂包括如下组成：载体为纳米铁改性半焦，活性组分为负载的有机酸络合金属铜和/或稀土金属铈。本发明制备的催化剂具有催化效率高、金属流失量小、稳定性好等特点，有利于将含酚废水中各类酚转化为小分子酸，提升废水生化性，同时去除废水中氨氮，降低废水处理成本。

摘要： 本发明公开了一种含醛废水多相催化氧化处理方法，该方法包括：将含醛废水与多相催化氧化催化剂接触进行反应，该催化剂包括如下组成，载体为改性碳纳米管，负载有机酸络合金属锰及稀土金属铈。该方法所采用的催化剂具有催化效率高、金属流失量小、稳定性好等特点，有利于将含醛废水中各类醛转化为小分子酸，提升废水生化性，降低废水处成本。

摘要： 本发明涉及多相催化气态碳氧化物的加氢反应的方法，该反应例如为甲烷化反应，其在反应器(1)中使用二氧化碳和氢气以及至少一种能够在给定温度范围T内催化所述反应的固体催化化合物，该方法包括在加热剂的存在下使所述气态反应物与所述催化化合物接触，以及将加热剂加热至所述温度范围T内的温度。该方法的特征在于加热剂包括呈微米粉末和/或线材形式的铁磁材料，所述铁磁材料通过场感应器例如反应器(1)外部的线圈(2)的磁感应被加热。根据一个实施方案，用于实施所述方法的催化剂载体包括呈微米直径的线材形式的铁磁材料，金属催化剂颗粒沉积在铁磁材料的表面上。

摘要： 本发明公开了一种多相催化加氢中即时消除金属催化剂一氧化碳中毒的方法，步骤如下：在气或液流动态环境下使用金属催化剂催化多相加氢反应时，通过往反应体系中引入少量氧化性气体即可消除或防止金属催化剂的一氧化碳中毒。本发明所提供的方法是通过往反应气氛中掺入微量的氧气或氧化性气体后，催化剂表面吸附的一氧化碳能够优先被氧化生成二氧化碳并快速脱附，释放出被毒化的活性位点，从而恢复其催化加氢能力。将本发明所提供的方法应用于不饱和醛或酮选择加氢反应、酯类催化选择加氢反应和木质素含氧化合物氢解反应中，不仅改善了催化活性和选择性，还能提高催化剂的稳定性和寿命。此外，本发明所提供的方法还具有操作简单且重复性好的优点。

摘要： 一种多相催化剂实施均相催化臭氧氧化降解水中有机污染物的方法，以金属离子键合碳材料为催化剂，用催化臭氧氧化降解水中有机污染物过程中小分子酸副产物的生成和降解所导致的溶液pH的变化，引发Men+在碳材料表面可逆的脱附‑吸附过程，进而实现Men+‑C多相催化剂均相催化臭氧氧化降解水中污染物的过程。该过程催化活性高，反应过程中以溶解在水中的金属离子形式均相催化臭氧氧化降解污染物；该催化剂易于回收再利用和再生，反应结束后，溶液中的金属离子重新吸附到碳材料表面，以多相催化剂形式回收；该过程无需添加任何辅助化学试剂，金属离子在碳材料表面可逆的脱附‑吸附过程由污染物降解过程中小分子酸副产物的生成和降解引发。

摘要： 本发明公开了一种小分子酸辅助多相催化剂实施均相催化臭氧氧化的方法，属于水处理技术领域，以Mn2+‑OCNT为催化剂，通过小分子酸的辅助，使得在催化臭氧氧化处理具有pH缓冲能力废水的过程中，溶液pH发生自发的降低和升高，引发金属离子Mn2+在碳材料表面的可逆的脱附‑吸附过程，实现Mn2+‑OCNT多相催化剂均相催化臭氧氧化过程。该过程催化活性高，反应过程中以溶解在水中的Mn2+形式均相催化臭氧氧化降解污染物，而Mn2+在OCNT表面可逆的脱附‑吸附过程由小分子酸的加入和降解引发；该催化剂易于回收再利用和再生，反应结束后，溶液中的Mn2+重新吸附到OCNT材料表面，以多相催化剂形式回收；该过程适用于污染物浓度低以及实际废水等具有pH缓冲能力的废水的高效处理。

摘要： 本发明提供一种石墨相氮化碳负载低自旋单原子Fe的多相催化剂、制备方法及催化方法。所述石墨相氮化碳载体的碳氮元素比为C/N＝0.4～0.7，所述Fe与所述石墨相氮化碳载体表面的四个N原子形成Fe‑N四配位结构，Fe‑N的键长为单原子Fe的负载量为3wt％～10wt％，首次将其用于催化乙醇和苯并咪唑反应制备2‑(1‑羟基乙基)‑苯并咪唑。所述多相催化剂由均匀分散的单原子Fe与石墨相氮化碳载体组成，通过控制制备过程条件，得到占比不同的低自旋状态，从而影响催化反应收率。

摘要： 本发明公开了一种基于多相催化剂催化处理工业废水的方法，包括以下步骤：将金属盐溶于无水乙醇中制得溶液，向溶液中缓慢滴加钛酸四丁酯，常温下持续搅拌至形成湿凝胶，待搅拌难以继续时，停止搅拌，将得到的湿凝胶进行干燥处理，干燥后再进行研磨过筛，之后进行焙烧处理，最后将焙烧后的固体进行研磨过筛，得到多相催化剂；将待处理工业废水加入到高压反应釜内，然后加入上述制得的多相催化剂，向高压反应釜内通入氧气，加热搅拌处理，处理后的废水达到高效降解效果，为进一步深度处理提供支持。本发明采用溶胶凝胶法制得的多相催化剂不仅分散性好，且催化活性高，能很好的去除工业废水中的有机污染物。

摘要： 本发明公开了一种多孔离子聚合物多相催化剂及其催化合成N‑甲酰胺的方法，提供了多孔离子聚合物催化剂作为多相催化剂，催化二氧化碳、有机胺和含氢硅烷环氧化物进行N‑甲酰化反应制备N‑甲酰胺化合物的方法。本发明制备方法绿色环保、简单高效、原料成本低廉；催化剂具有优异的孔道结构、良好的物理化学稳定性、强二氧化碳富集能力和高度分散的离子液体活性中心；本发明工艺过程简单高效、条件十分温和、操作安全；催化反应过程无需添加任何有机溶剂和助剂，环境友好；可直接采用低浓度二氧化碳为原料，减少了获取高纯二氧化碳的成本与能耗；产品分离纯化过程简单，催化剂易回收且具有良好的稳定性，能实现多次循环使用。

摘要： 本发明公开了一种用于C5石油树脂催化加氢反应的多相催化剂及其应用，所述多相催化剂包括具有二维层状结构的MXene材料及负载于MXene材料上的活性组分Pd金属粒子和助剂Pt金属粒子，所述活性组分Pd的负载量为1～15%，Pd和Pt的质量比为1:5~10:1。与一般的活性炭、氧化铝负载贵金属催化剂相比，本发明的多相催化剂应用于C5石油树脂加氢反应时，本发明MXene属于二维材料有助于活性位的暴露，有利于电子的转移聚集，使贵金属富电荷，从而提高多相催化剂的催化活性；而且Pd和Pt组合以后有一定的抗硫中毒能力。