负载型分子筛催化剂
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2015年12月第23卷第12期 工业催化INDUSTRIALCATALYSIS Dec.2015Vol.23 No.12综述与展望收稿日期:2015-06-03;修回日期:2015-11-26 基金项目:国家自然科学基金(21374103)资助项目作者简介:阮万民,1988年生,男,在读硕士研究生,研究方向为高分子材料。
通讯联系人:王建黎,1971年生,男,博士,教授,博士研究生导师,研究方向为催化、分离与能源高分子材料、气体及水净化膜分离技术、生物质产品工程。
负载型TEMPO催化剂研究进展阮万民,王建黎(浙江工业大学化学工程学院,浙江杭州310014)摘 要:在均相催化体系中,小分子TEMPO是醇选择性氧化为相应醛和酮最重要的有机催化剂之一,但因价格昂贵且回收工艺复杂等因素限制了均相TEMPO催化剂的大规模应用。
负载型TEMPO催化剂因在两相体系中易与产物分离实现回收再利用而备受关注。
TEMPO催化剂的固载化处理有效实现TEMPO的回收再利用,经多次重复使用仍保持较高的催化活性,且催化剂载体的特性赋予其比均相催化更高的催化活性。
根据载体不同,分别介绍固体颗粒负载型TEMPO催化剂(包括无机颗粒和有机非溶性聚合物颗粒)和可溶性聚合物负载型TEMPO催化剂应用于醇氧化的研究进展,并评价两类负载型TEMPO催化剂的优缺点,对负载型TEMPO催化剂的发展前景进行展望。
关键词:催化化学;醇氧化;负载型TEMPO催化剂doi:10.3969/j.issn.1008 1143.2015.12.001中图分类号:O643.36;TQ426.6 文献标识码:A 文章编号:1008 1143(2015)12 0961 05ProgressinsupportedTEMPOcatalystsRuanWanmin,WangJianli(CollegeofChemicalEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,Zhejiang,China)Abstract:Inhomogeneouscatalysis,TEMPO basedcatalystsystemisoneofthemostimportantorganiccatalystsforselectiveoxidationofalcoholstotheircorrespondingaldehydesandketones.However,thewideapplicationofTEMPOcatalystsinoxidationofalcoholsisrestrictedduetoitsdifficultrecoveryofexpensiveTEMPO.SupportedTEMPOcatalystshavegainedincreasingattentionbecauseofeasyseparationofproductandcatalyst.TheimmobilizationofTEMPOcatalyststosolidparticlesnotonlyrealizedtherecoveryofTEMPOcatalystseffectivelybutalsomaintainedthehigheractivityafterrepeateduse.TheimmobilizationTEMPOcatalystspossessedhighercatalyticactivitythanhomogeneouscatalysts,whichattributetothecharacteristicofthecatalystcarriers.Basedondifferentcatalystcarriers,theadvanceinsolidparticlesupportedTEMPOcatalysts,includinginorganicparticlesandinsolublepolymerssupports,andsolublepolymersupportedTEMPOcatalystsforalcoholsoxidationwereintroduced.TheadvantagesandshortcomingsofdifferentsupportedTEMPOcatalystswereevaluatedandtheprospectsoftheirdevelopmentwereoutlined.Keywords:catalyticchemistry;alcoholoxidation;supportedTEMPOcatalystdoi:10.3969/j.issn.1008 1143.2015.12.001CLCnumber:O643.36;TQ426.6 Documentcode:A ArticleID:1008 1143(2015)12 0961 05 醇氧化生成相应的醛和酮是有机合成中一种重要的官能团转换反应[1]。
DOI: 10.19906/ki.JFCT.2023009负载型多级孔分子筛催化热解木质素制取单环芳烃王绍庆1,2,韩 瑜1,3,易维明1,3,李志合1,3,*,万 震1,3 ,焦 妍1,3(1. 山东理工大学 农业工程与食品科学学院, 山东 淄博 255000;2. 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广东 广州 510640;3. 山东省清洁能源工程技术研究中心, 山东 淄博 255000)摘 要:单环芳烃(Mono-aromatic hydrocarbons, MAHs )是有机化工重要的基础原料,木质素经催化热解可实现绿色MAHs 的制取。
然而木质素热解气组分复杂,易导致催化剂快速积炭失活,不利于单环芳烃的富集。
采用Ni 和Ga 金属改性的多级孔分子筛(HZSM-5@Al-SBA-15)为催化剂,用于催化提质木质素热解气定向制取MAHs ,并在固定床反应器上探究催化热解产物分布规律及催化剂积炭行为。
结果表明,多级孔分子筛具有发达的孔道结构,可有效提升木质素热解气催化提质过程中的传质扩散性能,且金属元素和介孔层的引入调变了催化剂酸性分布。
相比于HZSM-5催化热解,HS (78.63%)、Ga/HS (77.15%)和Ni-Ga/HS (72.44%)多级孔分子筛均提升了MAHs 的相对含量,降低了多环芳烃的生成量,气体产物中CO 2的含量增加,表明催化剂促进了脱羧反应的进行。
此外,负载型多级孔分子筛催化剂对应的积炭量明显降低,分别为Ni/HS (7.79%)、Ga/HS (6.37%)和Ni-Ga/HS (6.63%),表明金属组分的引入提升了催化剂的抗积炭性能。
因此,基于金属修饰/孔道优化的负载型多级孔分子筛可催化提质木质素热解气定向制取高品质芳烃。
本研究可为木质素废弃物高值利用提供基础参考。
关键词:木质素;多级孔分子筛;催化热解;单环芳烃;积炭中图分类号: TK6 文献标识码: ACatalytic pyrolysis of lignin for production of mono-aromatic hydrocarbons oversupported hierarchical zeoliteWANG Shao-qing 1,2,HAN Yu 1,3,YI Wei-ming 1,3,LI Zhi-he 1,3,*,WAN Zhen 1,3,JIAO Yan1,3(1. School of Agricultural Engineering and Food Science , Shandong University of Technology , Zibo 255000, China ;2. Guangdong Provincial Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development , Guangzhou 510640,China ;3. Shandong Research Center of Engineering and Technology for Clean Energy , Shandong University of Technology , Zibo255000, China )Abstract: Mono-aromatic hydrocarbons (MAHs) are important basic raw materials for organic chemicals industry.Catalytic pyrolysis of lignin can produce MAHs. However, the complicated components of pyrolysis vapours can result in rapid coke deactivation of the catalyst and the lower yields of mono-aromatic hydrocarbons. The lignin pyrolysis vapours were upgraded to MAHs by Ni or Ga modified hierarchical zeolite (HZSM-5@Al-SBA-15). The distribution of catalytic pyrolysis products and the coke deposition behavior of catalysts were investigated in a fixed bed reactor. Results showed that the hierarchical zeolites had the developed pore structure, which could effectively improve the mass transfer and diffusion performance of lignin pyrolysis vapours. Moreover, the introduction of metal elements and mesoporous shell modulated the acidity distribution of the catalysts. Compared with the pure HZSM-5, the relative content of MAHs (78.63%), Ga/HS (77.15%) and Ni-Ga/HS (72.44%) were increased, and the content of poly-aromatic hydrocarbons was effectively inhibited. The content of CO 2 in the gas products increased,indicating that the catalyst could promote the decarboxylation reaction. In addition, the content of coke deposition with supported hierarchical zeolite catalysts was significantly reduced, which were Ni/HS (7.79%), Ga/HS (6.37%)and Ni-Ga/HS (6.63%), respectively. This indicated that the introduction of metal components improved the anti-coke performance of the catalysts. Therefore, the supported hierarchical zeolite based on metal modification and pore optimization could upgrade the lignin pyrolysis vapours into high quality aromatic hydrocarbons. This study provides a basic reference for the high value utilization of lignin waste.Key words: lignin ;hierarchical zeolite ;catalytic pyrolysis ;mono-aromatic hydrocarbon ;cokeReceived :2022-10-26;Revised :2022-12-02*Corresponding author. Tel :,E-mail :The project was supported by Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2021QE132), National Natural Science Foundation of China (52176192, 52130610) and the Guangdong Provincial Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development (E239kf0701).山东省自然科学基金(ZR2021QE132),国家自然科学基金(52176192,52130610)和广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室(E239kf0701)资助第 51 卷 第 8 期 燃 料 化 学 学 报 (中 英 文)Vol. 51 No. 82023 年 8 月Journal of Fuel Chemistry and TechnologyAug. 2023木质纤维素生物炼制的快速发展实现了绿色燃料、化学品的高效制取,然而生物炼制产生的大量富含木质素的废渣尚未得到合理的利用[1,2]。
分子筛型催化剂摘要:一、分子筛型催化剂的概述二、分子筛型催化剂的分类与特点三、分子筛型催化剂的应用领域四、分子筛型催化剂的研究与发展趋势五、我国在分子筛型催化剂领域的进展正文:分子筛型催化剂是一种具有多孔结构的催化剂,其内部孔道具有特定的分子筛选功能,可以实现对不同分子的大小、形状和性质进行筛选和转化。
由于其独特的性能,分子筛型催化剂在化学、石油、环保等领域具有广泛的应用。
一、分子筛型催化剂的概述分子筛型催化剂是由分子筛载体和活性组分组成的复合催化剂。
分子筛载体具有较高的比表面积和孔容,能提供大量的活性位点,从而提高催化剂的活性和选择性。
活性组分可以是金属、金属氧化物或有机化合物等,根据不同的反应需求进行选择。
二、分子筛型催化剂的分类与特点根据分子筛的骨架结构和活性组分的不同,分子筛型催化剂可分为以下几类:1.硅铝酸盐分子筛:具有良好的酸性、碱性和中性环境,广泛应用于石油化工、环保等领域。
2.金属有机骨架分子筛(MOFs):具有高比表面积、可调结构和化学功能团,具有很高的活性和选择性。
3.磷酸盐分子筛:具有良好的酸性、碱性和中性环境,可用于催化剂和吸附剂等。
4.分子筛膜:具有较高的分离效率和稳定性,可用于气体分离、水处理等领域。
三、分子筛型催化剂的应用领域1.石油化工:用于催化裂化、重整、加氢等过程。
2.环保:用于气体净化、废水处理等。
3.化学工业:用于合成氨、醇类合成、氧化还原等过程。
4.能源领域:用于燃料电池、电解水制氢等。
四、分子筛型催化剂的研究与发展趋势1.分子筛的设计与合成:通过计算机模拟等技术,预测和设计具有特定功能的分子筛。
2.活性组分的引入:研究不同活性组分对分子筛催化性能的影响,提高催化剂的活性和选择性。
3.分子筛催化剂的制备工艺:优化制备工艺,提高催化剂的稳定性和寿命。
4.分子筛催化剂的应用研究:探索分子筛催化剂在新能源、环境保护等领域的应用。
五、我国在分子筛型催化剂领域的进展我国在分子筛型催化剂领域取得了显著的成果,不仅在理论和实践方面取得了突破,而且已在石油化工、环保等领域得到广泛应用。
2024年负载型催化剂市场发展现状1. 引言负载型催化剂是一种被广泛应用于化工、石油、能源和环境等行业的重要材料。
它的特点是具有较大的比表面积和较好的催化活性,能够提高反应速率和选择性。
本文将介绍负载型催化剂市场的发展现状。
2. 负载型催化剂的种类根据载体材料的不同,负载型催化剂主要分为金属载体和非金属载体两大类。
金属载体常见的有活性炭、氧化铝和硅胶等,非金属载体则包括分子筛、钛合金和碳纳米管等。
3. 负载型催化剂的应用领域负载型催化剂在许多领域都有广泛的应用。
例如,在化工工业中,负载型催化剂常被用于有机合成、催化裂化和氢化反应等。
在能源领域,负载型催化剂则可用于燃料电池和电解水制氢等。
此外,负载型催化剂还在环境保护方面具有重要作用,例如用于废气处理和垃圾焚烧等。
4. 负载型催化剂市场的发展趋势目前,全球对负载型催化剂的需求不断增长。
较高催化活性和选择性的负载型催化剂对于提高工业生产效率和节能减排具有重要意义。
因此,负载型催化剂市场的发展潜力巨大。
一方面,新型材料的出现推动了负载型催化剂市场的发展。
例如,纳米技术的应用使得负载型催化剂的粒径更小,比表面积更大,从而提高了催化活性和选择性。
另一方面,研发人员不断寻求新的载体材料,以提高负载型催化剂的稳定性和寿命。
此外,环境保护的要求也促进了负载型催化剂市场的发展。
世界各国对于废气处理和垃圾焚烧等环境问题的重视,推动了负载型催化剂的需求增长。
开发高效的负载型催化剂,能够更有效地处理和利用废物,减少对环境的污染。
5. 未来发展展望随着技术的不断进步和需求的不断增长,负载型催化剂市场有望迎来更广阔的发展前景。
未来,预计负载型催化剂的研发方向将主要集中在提高催化活性和选择性、增加载体材料的多样性、提高催化剂的稳定性和寿命等方面。
同时,环保要求的增加也将推动负载型催化剂市场的拓展。
6. 结论负载型催化剂市场作为一个重要的材料市场,发展前景广阔。
新材料的研发和环境保护需求的增加,将推动负载型催化剂市场更好地满足工业生产需求和环境保护要求。
负载Pt分子筛催化剂研究进展及应用前景负载Pt分子筛催化剂(下文简称Pt/分子筛催化剂)是一种新型的催化材料,在催化领域具有广泛的研究和应用前景。
本文将对负载Pt分子筛催化剂的研究进展及其应用前景进行综述。
首先,我们来了解一下Pt/分子筛催化剂的基本概念和特点。
Pt/分子筛催化剂是通过将贵金属铂(Pt)负载到分子筛材料上制备而成的。
分子筛是一种由硅酸盐、氧化铝等材料组成的多孔结构固体,具有高比表面积和孔隙度,能够提供丰富的活性位点和高的催化活性。
而负载铂的作用是增强催化剂的稳定性和选择性,改善催化反应的效果。
近年来,研究人员对Pt/分子筛催化剂进行了广泛的研究。
首先,研究人员对负载Pt的方法进行了改进和优化,以提高催化剂的负载量和利用率。
例如,采用化学还原法、溶胶-凝胶法等制备方法,在合成过程中控制反应条件,可以实现高效的负载Pt分子筛催化剂的制备。
其次,研究人员对Pt/分子筛催化剂的结构和性能进行了深入研究。
通过X射线衍射、透射电子显微镜等表征手段,可以揭示催化剂的晶体结构、粒径分布和形貌特征。
同时,利用X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱等技术手段,可以研究催化剂的表面化学状态和活性位点分布情况。
这些研究有助于深入理解Pt/分子筛催化剂的催化机理,并为进一步优化催化剂的设计和制备提供了基础。
此外,研究人员还探索了Pt/分子筛催化剂在多种重要催化反应中的应用。
比如,在甲醇脱氢制备氢气的催化反应中,Pt/分子筛催化剂表现出优异的催化活性和稳定性,可用于氢能源的生产。
在质子交换膜燃料电池中,Pt/分子筛催化剂作为催化层的关键组成部分,可以提高电池的效率和寿命。
此外,Pt/分子筛催化剂还可以应用于汽车尾气处理、有机合成等领域,具有广阔的应用前景。
尽管Pt/分子筛催化剂在研究和应用方面取得了显著的进展,但仍面临一些挑战和问题。
首先,铂是一种昂贵的贵金属,限制了催化剂的大规模应用。
因此,寻找替代负载金属或开发新型合成方法是今后的研究方向之一。
ZSM-5分子筛负载金属氧化物催化剂催化燃烧含丙烯腈废气的性能徐德康;王胜;丁亚;张磊;汪明哲;王树东【摘要】采用等体积浸渍法将过渡金属Cu负载到ZSM-5分子筛上,并与其他金属(Fe、Co、Ag、Pd、Ce)共浸渍得到负载型催化剂,将其用于全组分丙烯腈废气的催化脱除过程.催化活性评价结果表明,丙烯腈在Cu/ZSM-5催化剂上320℃可以实现完全转化;掺杂质量分数2%Ce后,丙烯腈的完全转化温度降低到300℃,高选择生成N2的温度窗口也变宽,催化剂稳定性高.通过X射线衍射、氮气吸附-脱附、氢气-程序升温还原、氨气-程序升温脱附和X射线光电子能谱等对催化剂的物化性能进行表征,结果表明,催化剂催化氧化丙烯腈尾气的性能依赖于Cu2+的还原能力、催化剂表面弱酸与中强酸含量以及表面Cu2+丰度.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】6页(P39-44)【关键词】催化化学;ZSM-5分子筛;丙烯腈;催化燃烧;铜;铈;稳定性【作者】徐德康;王胜;丁亚;张磊;汪明哲;王树东【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】O643.36;X701丙烯腈作为一种重要的化工原料,主要通过丙烯氨氧化法制得。
反应完成后,经回收精制等流程得到产物丙烯腈、乙腈、氢氰酸等,过程中会产生含丙烯腈的剧毒废气。
分子筛型催化剂摘要:一、分子筛型催化剂的定义与特点1.定义2.特点二、分子筛型催化剂的分类1.按照骨架结构分类2.按照孔径大小分类三、分子筛型催化剂的应用领域1.石油化工2.环保产业3.生物医药四、分子筛型催化剂的发展趋势与前景1.研究进展2.市场前景3.发展挑战与机遇正文:分子筛型催化剂是一种具有高活性、高选择性的催化剂,其核心成分为分子筛。
分子筛是一种具有规则孔道结构的晶体材料,其孔道大小可精确控制,因此具有很高的催化活性和选择性。
分子筛型催化剂广泛应用于石油化工、环保产业、生物医药等领域,具有重要的经济价值和科研价值。
按照骨架结构,分子筛型催化剂可分为几种类型,如A型、X型、Y型等。
其中,A型分子筛具有最高的活性和选择性,广泛应用于石油化工领域。
X 型分子筛具有较大的孔径,适用于较大分子的催化反应。
Y型分子筛具有较高的热稳定性,可应用于高温催化反应。
按照孔径大小,分子筛型催化剂可分为微孔型、中孔型和大孔型。
微孔型分子筛主要用于小分子催化反应,如甲醇制氢、烃类裂解等。
中孔型分子筛主要用于大分子催化反应,如苯胺合成、环己酮氧化等。
大孔型分子筛则可用于吸附、分离等过程。
在石油化工领域,分子筛型催化剂被广泛应用于裂化、重整、加氢、异构化等反应过程,以提高产物的收率和纯度。
在环保产业中,分子筛型催化剂可应用于废气净化、废水处理等过程,有助于减少污染物排放和提高资源利用率。
在生物医药领域,分子筛型催化剂可用于药物合成、生物催化等过程,提高生产效率和产品质量。
随着科技的进步,分子筛型催化剂的研究取得了一系列突破,为我国相关产业的发展提供了强大的技术支持。
然而,分子筛型催化剂的研究仍面临一定的挑战,如催化剂的合成工艺、活性位点的揭示、催化机理的研究等。
MCM-41分子筛基负载型催化剂的制备及其在催化加氢和硝化反应中的应用MCM-41分子筛基负载型催化剂的制备及其在催化加氢和硝化反应中的应用引言:催化剂是化学反应中至关重要的组成部分,在许多化学工业领域中广泛应用。
随着研究的深入,科学家们不断探索新型催化剂的制备方法和应用。
其中,MCM-41分子筛基负载型催化剂以其独特的结构和优异的催化性能备受关注。
本文将就MCM-41分子筛基负载型催化剂的制备及其在催化加氢和硝化反应中的应用进行综述。
一、MCM-41分子筛基负载型催化剂的制备方法MCM-41分子筛是一种介孔材料,具有六角形排列的孔道结构,具有较高的比表面积和孔隙容积。
制备MCM-41分子筛的方法主要有直接模板法、间接模板法和逆相法等。
其中,直接模板法由于操作简单、条件温和,被广泛应用。
直接模板法制备MCM-41分子筛的一般步骤如下:1. 将硅源(如正硅酸乙酯)溶解在适量的无水有机溶剂中,并在搅拌的同时加入适量的表面活性剂(如十六烷基三甲基溴化铵)。
2. 将混合溶液搅拌一段时间,使其充分混合,并继续搅拌以促进分子筛的形成。
3. 将混合溶液置于高温烘箱中,使其在恒定的温度下热处理一段时间。
4. 经过热处理后,将样品取出,用无水有机溶剂洗涤,去除表面活性剂残留物。
5. 最后,通过干燥和煅烧,得到MCM-41分子筛。
二、MCM-41分子筛基负载型催化剂在催化加氢反应中的应用催化加氢反应是一种将氢气加入有机物中的化学反应,常用于烃类的氢添加和环状化合物的氢解。
MCM-41分子筛基负载型催化剂由于其特殊的孔道结构和高度控制的比表面积,被广泛应用于催化加氢反应中。
MCM-41分子筛基负载型催化剂在催化加氢反应中的应用主要体现在以下几个方面:1. 催化剂的负载:MCM-41分子筛可以作为载体,将金属催化剂(如铂、钯等)负载在其孔道结构中,提高催化剂的分散度和稳定性。
2. 选择性调控:通过调节MCM-41分子筛的孔道直径和孔道表面的酸碱性,可以实现对催化反应的选择性调控,提高目标产物的选择性。