bck

收藏本站

氮掺杂碳—过渡金属异质结构催化剂催化硝基苯加氢研究

【摘要】:目前工业上主要是以硝基苯为原料经过催化加氢制备对氨基苯酚。在这个工艺过程中,硝基苯首先被加氢还原成中间产物苯基羟胺,苯基羟胺继而在强酸(通常是硫酸)条件下发生Bamberger重排得到对氨基苯酚;但同时苯基羟胺也会在催化剂表面被继续加氢而得到副产物苯胺。该过程所用到的催化剂通常是负载的贵金属加氢催化剂(铂,钯或铑等),虽然具有较高的催化活性,然而在反应条件下,贵金属存在被毒化及活性组分流失的可能。考虑到贵金属的资源稀缺性及其高昂的价格,因此设计一种能在强酸性条件下工作的非贵金属催化剂结构成为我们的研究目标。氮掺杂的炭材料(氮掺杂碳)作为一种廉价易得的半导体材料,具有独特的电子性质和良好的化学稳定性,而且通过表面掺入其他杂原子(磷、硫或硼等)或有机基团改性等方法还可以调节其电子或能带结构,使其在多个催化领域具有可挖掘的潜在应用价值。研究表明氮掺杂碳可以作为一种非金属催化剂催化氧还原反应;同时得益于其高比表面积,可调节的孔结构,氮掺杂碳也是一类优异的催化剂载体材料,负载金属或金属氧化物用于多种催化反应;而且对于负载型的催化剂而言,不同组分间的相互作用或协同效应可能会使催化剂表现出更高的催化活性。基于金属镍和碳化钼优异的给电子能力以及氮掺杂碳的半导体性质,我们设计了一种新颖的反向的金属镍或碳化钼负载氮掺杂碳的异质结构,这种结构中,金属镍或碳化钼上的部分电子可以传递到氮掺杂碳上并对其电子性质或能带结构进行调节,使其具备吸附氢和活化氢的能力;同时氮掺杂碳也能使金属镍或碳化钼免受外界环境的影响。运用粉末X射线衍射(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),X射线光电子能谱(XPS)和氢氘交换(H/D Exchange)等技术对催化剂的结构和组成进行表征,同时还研究了其在强酸性条件下催化硝基苯加氢制备对氨基苯酚的性能,论文的主要内容概括如下:1.首先以甘脲和对苯二甲醛为原料制备一种含氮的有机多孔聚合物,然后以这种材料为载体负载镍的前驱体,经过高温处理,得到了氮掺杂碳包覆镍的新材料,应用多种表征手段对其结构和组成进行分析,并测试其在酸性条件下催化硝基苯加氢制备对氨基苯酚的性能。结果表明,负载的镍物种在高温处理含氮有机聚合物过程中被还原成金属态,含氮聚合物热解为氮掺杂碳包覆在金属镍的周围,形成氮掺杂碳-金属镍异质结构。由于这种结构,金属镍中的部分电子可以传递给氮掺杂碳,调节了氮掺杂碳的电子性质和能带结构,使其能够吸附并活化氢;同时由于氮掺杂碳的保护作用,催化剂在15 wt.%的硫酸中表现出很好的稳定性。其次,论文中还探讨了不同反应条件下这种材料催化硝基苯加氢制对氨基苯酚的性能。实验结果表明,在最佳反应条件下催化剂具有较好的活性和优异的对氨基苯酚选择性。2.以二氧化硅为载体负载氧化镍,然后以四氯化碳和乙二胺为原料沉积氮掺杂碳前驱体,经过高温炭化得到氮掺杂碳负载在金属镍上的催化材料,利用多种表征手段对其结构和组成进行分析,然后以氯磺酸为磺化试剂在氮掺杂碳表面引入磺酸基团,使得氮掺杂碳既能作为新的活性中心活化氢又可以提供Bamberger重排所必须的酸环境,从而可以避免使用大量硫酸溶液。将这种改性后的催化剂用于水溶液中催化硝基苯加氢制对氨基苯酚,结果表明改性后的催化剂也表现出一定的活性和选择性,说明这种集成式催化剂的构筑是可行的。3.碳化钼具有类似贵金属的催化性质,表现出很强的给电子能力,在多种催化加氢反应中表现出优异的性能,因此用碳化钼取代金属镍形成氮掺杂碳-碳化钼纳米异质结构催化剂,这种催化剂也有可能表现出一定的催化加氢活性。以五氯化钼,尿素和葡萄糖为原料,利用固相反应一步制备数层氮掺杂碳包覆的碳化钼材料,通过多种表征手段对其结构和组成进行分析,并测试其在酸性条件下催化硝基苯加氢制备对氨基苯酚的性能。结果表明,这种材料同样具有较高的活性和选择性,而且在酸中的稳定性也很好。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 樊秀菊;靳广洲;孙桂大;高俊斌;;碳化钼催化剂加氢脱氮性能研究[J];燃料化学学报;2008年01期
2 连晶红;郭常青;谭弘毅;张亮;王志达;史言;卢卓信;闫常峰;;二甲醚重整制氢新型催化剂的制备及活性研究[J];燃烧科学与技术;2020年01期
3 梁婷;所艳华;马守涛;汪颖军;;碳化钼催化剂的制备及应用研究进展[J];化学与粘合;2017年04期
4 叶红梅;;电感耦合等离子体发射光谱法测定钌炭催化剂中的钌[J];能源化工;2019年05期
5 新型;;山西煤化所燃料电池催化剂设计研究取得进展[J];化工新型材料;2019年11期
6 张湉;句梦娇;高海龙;张嘉俊;胡瑞珏;苏海全;;介孔催化剂用于合成气制低碳醇的研究进展[J];当代化工研究;2020年03期
7 本刊编辑部;;一种制备稀土顺丁橡胶的催化剂的制备方法[J];橡胶科技;2020年03期
8 付长亮;王利平;王少鹏;王宇飞;张峻炜;;钇掺杂钌催化剂的制备及其催化对硝基甲苯加氢制对甲基环己胺[J];精细石油化工;2020年02期
9 李纲;;新型孔雀石型1,4-丁炔二醇催化剂的开发[J];辽宁化工;2020年04期
10 孟凡亮;喻小伟;杜延伟;王元雷;王继松;冯前伟;杨用龙;;蜂窝式催化剂与平板式催化剂的运行现状分析[J];清洗世界;2020年04期
11 王燚飚;;低变催化剂运行末期对装置的影响[J];化工设计通讯;2020年03期
12 代武军;;乙烷驯化对银催化剂的性能影响研究[J];广东化工;2020年08期
13 訾雪;;规整催化剂数值模拟的研究进展[J];化工技术与开发;2020年04期
14 王鉴;吴霞;张健伟;;两种铬系催化剂的制备及催化乙烯聚合性能研究[J];精细化工中间体;2020年02期
15 王玉龙;;全密度聚乙烯干粉催化剂的控制及优化[J];中国仪器仪表;2020年06期
16 吴彩霞;潘君益;杨立强;;车用催化剂的研究进展及产业现状[J];浙江冶金;2020年Z1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张斌;葛会宾;谷晓敏;梁浩杰;覃勇;;原子层沉积设计金属-氧化物多界面串联催化剂[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第十五分会:表界面结构调控与催化[C];2016年
2 ;助剂对催化剂活性影响的探究[A];中国职协2015年度优秀科研成果获奖论文集(中册)[C];2015年
3 徐辉;王光应;刘江峰;江厚兵;李林朝;;蜂窝式低温脱硝催化剂的煅烧温度对催化性能的影响[A];2016燃煤电厂超低排放形势下SCR脱硝系统运行管理及氨逃逸监测、空预器堵塞与低温省煤器改造技术交流研讨会论文集[C];2016年
4 徐辉;王光应;刘江峰;江厚兵;李林朝;;蜂窝式低温脱硝催化剂的煅烧温度对催化性能的影响[A];2016清洁高效燃煤发电技术交流研讨会论文集[C];2016年
5 刘荣;叶飞;管昊;贡湘君;;立方相纳米氧化锆基催化剂脱硝机理研究[A];第十八届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2014年
6 谈文芳;刘志坚;殷喜平;;发展催化剂不催生环境污染[A];第十六届全国分子筛大会论文集[C];2011年
7 潘兆德;王宏悦;蔡亮;胡文培;刘坤;;高活性耐硫变换催化剂的研制[A];第六届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2009年
8 那丽华;曹丽辉;张春雨;蔡洪光;张学全;;新型钒系催化剂催化乙烯—丙烯共聚合研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
9 李和兴;李辉;霍宇凝;朱建;;催化剂微观结构调控及构效关系研究[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年
10 陈诵英;杨迎超;;结构催化剂的发展和应用[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王涛;氮掺杂碳—过渡金属异质结构催化剂催化硝基苯加氢研究[D];南京大学;2016年
2 黄健;费托合成高性能钴基催化剂的研究[D];华东理工大学;2017年
3 周子健;锰基低温催化剂氧化烟气中单质汞的机理研究[D];华中科技大学;2017年
4 王轶;单组分负载化苯氧亚胺催化剂的原位制备和乙烯聚合研究[D];浙江大学;2016年
5 周双;铜基和锌基二甲醚水蒸气重整制氢催化剂[D];天津大学;2016年
6 戴宇;锰基催化剂上含氯挥发性有机化合物的催化燃烧[D];华东理工大学;2012年
7 李俊峰;氧化铈基催化剂的制备及催化氧化性能的研究[D];华东理工大学;2012年
8 张舒乐;V_2O_5-WO_3/TiO_2及其F掺杂催化剂的制备、脱硝特性与应用研究[D];南京理工大学;2013年
9 郭志军;燃料电池用碳气凝胶载铂基催化剂的制备与表征[D];北京交通大学;2011年
10 田鹏飞;钯基催化剂用于过氧化氢直接合成的活性位探究[D];华东理工大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武森涛;双功能贵金属铂基催化剂的研制与硝基苯加氢重排制对氨基苯酚的研究[D];四川大学;2004年
2 王开志;多孔氮掺杂碳基催化剂的制备及其应用研究[D];兰州大学;2020年
3 刘静;氮掺杂碳封装铂基催化剂及其氧还原反应性能[D];武汉理工大学;2019年
4 孙雨;用于湿式氧化的新型碳材料催化剂的制备和性能研究[D];华北电力大学;2014年
5 李侨;碳化钼催化剂的制备、表征与加氢脱氮性能的研究[D];西安石油大学;2020年
6 韩铮;原位热解制备氮掺杂碳负载的钼基催化剂及其加氢脱氧反应研究[D];中国科学技术大学;2016年
7 李艺;加氢催化对硝基苯酚催化剂的设计和制备[D];天津工业大学;2017年
8 伍含月;铁系催化剂的结构调控及电化学性能研究[D];重庆大学;2019年
9 支林轩;乙炔氢氯化低汞催化剂的稳定性评估方法及制备工艺研究[D];浙江工业大学;2015年
10 张艳鹏;新型J(?)rgensen-Hayashi催化剂及其聚乙二醇固载催化剂的制备与催化性能研究[D];浙江工业大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王海滨 通讯员 沈佳;[N];科技日报;2018年
2 记者 阮越才;[N];绍兴日报;2020年
3 刘伟;[N];中国科学报;2013年
4 本报记者 刘芳芳;[N];中国石化报;2019年
5 本报记者 王巧然 通讯员 徐岩;[N];中国石油报;2019年
6 本报记者 陈茴茴;[N];音乐周报;2020年
7 施灵芝 陈平轩;[N];中国石化报;2019年
8 赵熙熙;[N];中国科学报;2017年
9 健康时报记者 董颖钰 实习记者 孔天骄;[N];健康时报;2019年
10 记者 江耘 实习生 洪恒飞 通讯员 柯溢能;[N];科技日报;2019年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|