粉煤灰负载型催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用

【目的】制备NaOH/NaNO3/粉煤灰,并以其为非均相催化剂进行生物柴油酯交换反应,同时对影响固体碱催化剂催化活性的因素进行分析。【方法】采用4因素4水平正交试验,探讨NaOH含量、NaNO3含量、催化剂煅烧温度及时间对固体碱催化剂活性的影响,以获得固体碱催化剂的最佳制备条件;并用扫描电镜、红外光谱分析及X射线衍射对催化剂结构进行表征。【结果】固体碱催化剂的最佳制备条件为:NaOH含量200mg/g,NaNO3含量200mg/g,催化剂煅烧温度270℃,煅烧时间4h;催化剂可回收循环使用;结构表征结果显示,该催化剂具有碱性活性中心。【结论】将通过此条件制得的催化剂用于酯交换反应,在最佳反应条件下,棉籽油的转化率可达98.75%。     

玉米秸秆固体酸催化剂及催化合成生物柴油的工艺研究

【目的】用玉米秸秆制备固体酸催化剂,为生物柴油的制备研发新型高效环保的催化剂。【方法】以玉米秸秆为原料制备固体酸催化剂,通过催化棉籽油和甲醇的酯交换反应,考察不同碳化、磺化条件对催化剂活性的影响,并且评价该催化剂的稳定性;此外,以棉籽油和甲醇的酯交换反应作为制备生物柴油的模型反应,并以制备的固体酸催化剂作为该反应的催化剂,考察不同反应条件对棉籽油转化率的影响,探索该固体酸催化合成生物柴油的最佳条件。【结果】在碳化温度350～400℃、碳化时间10h、磺化温度140～180℃、磺化时间10h的条件下,可制备出高活性的固体酸催化剂。该催化剂重复使用5次以后,催化棉籽油和甲醇的酯交换反应时,棉籽油的转化率仍可达89.5%。在催化剂用量100g/kg、醇油物质的量比5:1、反应温度60℃、反应时间8h的条件下,该固体酸催化剂催化棉籽油和甲醇的酯交换反应时,棉籽油的转化率可达93.2%。【结论】以玉米秸秆为原料,经过碳化-磺化后,可制得活性高、稳定性优、可重复利用的碳基固体酸催化剂。     

生物油基酚类衍生物在双金属催化剂上加氢脱氧制富烃燃料的研究

采用浸渍法制备了不同修饰载体的双金属催化剂,利用XRD、N2物理吸附、TGA和SEM技术对其进行表征分析,并研究了双金属催化剂对生物油基酚类衍生物加氢脱氧性能的影响。结果表明,修饰后的载体催化剂Ni Cu/HZSM-5-La2O3的比表面积为271.03 m2/g、孔径为5.86 nm,属于介孔,稳定性得到提高;其中催化剂Ni Cu/HZSM-5-La2O3对愈创木酚具有较好的加氢脱氧效果,转化率、烃类含量和得率分别为96.29%、70.69%和40.93%。提质液中主要以环烃和芳香烃为主。     

生物甘油制备农药中间体丙烯醛的研究

[目的]考察生物甘油制备农药中间体丙烯醛的工艺条件。[方法]采用等体积浸渍法制备了具有Keggin结构的杂多酸H3PW12O40／A12O3催化剂,并用IR、XRD、BET等方法对催化剂进行了表征。同时利用常压连续流动的固定床反应器考察该催化剂对甘油制备丙烯醛的工艺条件,研究了催化剂的种类、杂多酸的负载量、反应温度等条件对反应的影响。[结果]利用具有Keggin结构的H3PW12O40／A12O3做催化剂,在连续流动的固定床反应装置中,得到甘油制备丙烯醛的较佳奈件是：当反应温度为330℃,H3PW12O40的负载量为4JD％时,甘油的转化率为100％,丙烯醛的摩尔选择性达到83．7％。[结论]采用A12O3负载的磷钨杂多酸作为催化剂制备丙烯醛可避免对设备的腐蚀．减少对环境的污染,大大提高甘油的转化率和丙烯醛的摩尔选择性。     

磷钨酸催化法制备红麻秆芯炭微球的研究

【目的】寻求环境友好的固体酸催化剂,以在温和的水热炭化条件下实现农林副产物的高附加值转化。【方法】以红麻秆芯为原料,考察了磷钨酸用量、水解条件、炭化温度和炭化时间对红麻秆芯水热炭化效果的影响,对水热炭的得率、表面官能团、元素组成及形貌特征进行表征,并对磷钨酸催化剂的回收再利用特性进行研究。【结果】将添加质量分数10%磷钨酸水溶液的红麻秆芯原料在900 W超声波细胞破碎机中预处理15 min后,经由180℃水解4h制得的水解液在相同温度下进一步水热炭化6h,制备获得的水热炭微球形貌较规整且得率最高。经乙醚萃取分离的磷钨酸,在重复循环使用4次后仍保持较高的催化活性。【结论】磷钨酸可以在低温下直接用于木质纤维原料的催化水热炭化制备形貌单一的炭微球,且可以进行4次的循环回收再利用。     

高比表面积炭基固体酸催化剂的制备及应用

【目的】制备清洁环保且高效的高比表面积炭基固体酸催化剂。【方法】以椰壳基、木粉基、煤基3种活性炭为原料,通过重氮盐还原法制备催化剂,比较3种催化剂的理化性质及性能,以选择最佳的活性炭催化剂。探讨乙醇与油酸物质的量比、反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对油酸酯化率的影响,确定油酸酯化反应的最佳条件。【结果】以煤基活性炭制备的催化剂磺酸密度最大(0.64mmol/g),其催化效果也最好,在反应6h后,油酸的酯化率可达69.7%。油酸酯化反应的最佳条件为:乙醇与油酸物质的量比10∶1,反应温度80℃,反应时间12h,催化剂用量为油酸质量的6%,在此条件下,油酸的酯化率可达87.3%。煤基磺化活性炭催化剂在油酸酯化反应中可以稳定地重复使用3次。【结论】以煤基活性炭为原料,用重氮盐还原法可制得高效廉价且清洁环保的炭基固体酸催化剂。     

CrCl3催化果糖制备5-羟甲基糠醛的研究

以CrCl3.6H2O为催化剂,考察溶剂种类、反应温度、反应时间、催化剂用量等条件对果糖制备5-羟甲基糠醛(HMF)产率的影响。结果表明,二甲基亚砜(DMSO)是果糖制备HMF的优良溶剂;以DMSO为溶剂,当反应温度为180℃、反应时间140 min、CrCl3.6H2O催化剂用量为果糖质量5%时,果糖制备HMF的产率可达49.2%。     

CrCl3催化果糖制备5-羟甲基糠醛的研究

以CrCl3·6H2O为催化剂,考察溶剂种类、反应温度、反应时间、催化剂用量等条件对果糖制备5-羟甲基糠醛（HMF）产率的影响。结果表明,二甲基亚砜（DMSO）是果糖制备HMF的优良溶剂;以DMSO为溶剂,当反应温度为180℃、反应时间140min、CrCl3·6H2O催化剂用量为果糖质量5％时,果糖制备HMF的产率可达49．2％。     

热解温度对烟秆生物炭性状及其吸附Cd2+特性的影响

【目的】我国烟草生产中产生的大量烟秆是一个亟待解决的问题，通过热解炭化技术处理制备成生物炭，并表征其理化特性，探求其吸附重金属Cd²⁺特性，从而为烟秆资源化利用需求途径提供数据支撑。【方法】以烟秆作为制备生物炭的原料，分别以300、400、500、600、700℃5个温度热解，通过多种表征技术手段、室内批量吸附试验和吸附动力学试验，研究热解温度、结构特性对Cd²⁺吸附的影响。【结果】不同温度热解烟秆生物炭的性状及对Cd²⁺吸附特征存在明显差异，热解温度从300℃提高到700℃时，pH从9.05增加到11.54;H、O、N含量及H/C、O/C及(O+N)/C的原子比例随热解温度的提高而降低，显现出高温热解的生物炭芳香结构更加复杂而稳定；低温烟秆生物炭的比表面积较大，但高温下表面孔隙结构更为发达。准二级动力学方程和颗粒内扩散方程能很好拟合不同温度烟秆生物炭对Cd²⁺的吸附过程，表明吸附是异质性化学吸附；高温热解烟秆对Cd²⁺吸附能力强，其表面丰富的孔隙结构可增强对Cd^2+...     

造纸法再造烟叶着色剂的制备工艺研究

【目的】为改善造纸法再造烟叶的外观质量,使用烟梗提取液制备造纸法再造烟叶着色剂。【方法】通过单因素试验和正交试验研究了葡萄糖添加量、反应物pH、催化剂用量、反应温度和反应时间对造纸法再造烟叶着色剂色率(EBC)的影响。【结果】(1)反应温度和反应时间分别为120℃和50 min时,得到的造纸法再造烟叶着色剂的色率具有明显优势;(2)正交试验发现:反应温度为120℃、反应时间为50 min时,影响造纸法再造烟叶着色剂色率的因素顺序为催化剂用量反应物pH葡萄糖添加量;反应温度为120℃,反应时间为50 min,催化剂用量为6.0%,反应物pH=5.5,葡萄糖添加量为40%,可制备出色率为35 974 EBC的优质造纸法再造烟叶着色剂。【结论】使用烟梗提取液制备的着色剂既可以有效改善造纸法再造烟叶的外观质量,又可提高其感官品质。     

功能化二氧化硅固载七钼酸盐催化葡萄糖差向异构反应

采用硅烷偶联剂改性硅载体锚链Mo7O2-4的方法制备了8种固载型催化剂,以D-葡萄糖水相差向异构化制备D-甘露糖反应,评价了催化剂的催化性能,并通过ICP和UV-vis对催化剂的稳定性进行了表征。结果表明,正辛基及十二烷基硅烷修饰的SiO2催化剂（C4、C8）具有较高的催化活性和稳定性,在反应温度80℃、初始pH 4~5的条件下反应6 h,D-甘露糖质量收率分别为28.0%和27.2%。     

β-（2-呋喃）丙酸乙酯合成方法的研究

报道了以糠醛为原料在温和条件下经两步合成出 β- (2 -呋喃 )丙酸乙酯的方法。通过正交试验找出了糠醛和乙酸乙酯经缩合反应生成 β- (2 -呋喃 )丙烯酸乙酯的最佳反应温度 (- 15～ - 10℃ )、糠醛滴加时间 (2 .5h)和乙醇用量 (1.0 m L)。同时通过改用 Raney Ni作催化剂使 β- (2 -呋喃 )丙烯酸乙酯能在室温常压下催化氢化成β- (2 -呋喃 )丙酸乙酯 ,产率为 95 %。     

甘蔗渣生物炭对水体铬吸附反应研究

【目的】探究甘蔗渣生物炭对铬(Cr)的最佳吸附条件和吸附机理。【方法】在N_2保护和350、450、550℃3种温度条件下制备甘蔗渣生物炭,通过扫描电镜(SEM)比较炭化前后甘蔗渣外观的变化,通过批量处理试验研究制备温度、用量、Cr初始质量浓度、吸附时间等因素对甘蔗渣生物炭吸附Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的影响。【结果】甘蔗渣生物炭孔隙度随制备温度的升高而增大。制备温度越低,对Cr(Ⅵ)去除效率越高,当Cr(Ⅵ)质量浓度和炭用量分别为50 mg/L和15 g/L时,反应7 d后,350℃制备的生物炭对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为5.703 mg/g,去除率可达92.39%;制备温度越高,对Cr(Ⅲ)去除效率越高,当Cr(Ⅲ)质量浓度和炭用量分别为75 mg/L和10 g/L时,反应7 d后,550℃制备的生物炭对Cr(Ⅲ)的最大吸附量为9.158mg/g,去除率达97.06%。甘蔗渣生物炭对Cr吸附等温线可用Langmuir模型拟合,Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)吸附动力学曲线分别符合拟一级和拟二级反应动力学模型。【结论】不同温度下制备的甘蔗渣生物炭对不同价态Cr的吸附具有选择性,其中350℃制备的生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附效率最高,而550℃制备的生物炭对Cr(Ⅲ)的吸附效率最高。     

生物质制备航空燃油级烷烃的研究进展

为降低航空燃油制备及使用过程中的碳排放,从1999—2017年已发表的56篇文献,总结生物质制备航空燃油的多条关键路径及特点,重点分析碳水化合物液相化学催化转化制航油的方法。结果表明,通过制备不同种类的平台化合物,控制缩合条件,利用碳水化合物可以制得具有较好物化性能的航油级烷烃。同时提出了一条利用木质素转化的有效路径——采用氧化预处理技术,预先活化木质素中的关键化学键,使之后续能在温和条件下高效可控降解,而后加氢脱氧得到含有合适碳数的芳烃或环烷烃。展望未来,该领域需开发温和高效的生物质预处理方法,合成高水热稳定性、廉价催化剂,降低氢气用量和反应温度,同时考虑生物质原料的整体一锅化转化,为规模化生产创造条件。     

生物柴油的固体超强酸Fe2O3/SO42-催化制备

用沉淀-浸渍法制备固体超强酸催化剂Fe2O3/SO42-,并以餐饮业废弃油脂为原料将该催化剂用于生物柴油的合成.考察了催化剂制备条件对生物柴油产率的影响.结果表明,制备固体超强酸Fe2O3/SO42-的H2SO4浓度为0.75 mol/L、于500 ℃下煅烧5h;用该催化剂制备生物柴油,在反应温度为70℃,醇油摩尔比为25∶1,催化剂用量为油重的2％,反应时间为10h的最佳工艺条件下,生物柴油产率可达95.4％.催化剂使用1、2、3、4、5次的平均产率达94.3％.     

硫化氢对Pd/c催化剂在环戊二烯加氢反应中性能的影响

本文用固定床反应器考察了Pd/C催化剂硫化前后,在环戊二烯加氢反应中的性能。结果表明环穴二烯的转化率从86.4％上升到98.2％,环戊烯的选择性从86.9％上升到98.8％,确定了最佳硫化条件。应用微型脉冲反应器研究了硫化过程和特性。     

硫化氢对Pd/C催化剂在环戊二烯加氢反应中性能的影响

本文用固定床反应器考察了Pd/C催化剂硫化前后 ,在环戊二烯加氢反应中的性能。结果表明环戊二烯的转化率从 86 4%上升到 98 2 % ,环戊烯的选择性从 86 9%上升到 98 8%。确定了最佳硫化条件。应用微型脉冲反应器研究了硫化过程和特性     

KF／Al2O3催化合成2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇

目的 采用KF/Al2O3催化剂催化合成2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇,并确定最佳反应条件.方法 制备KF/Al2O3催化剂,用该催化剂对硝基甲烷与甲醛的羟基化反应进行催化合成,再经过溴化反应制得产物,最后由红外光谱及熔点测定对产物进行确定表征.结果经测定,产物2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的红外特征峰为3240 cm-1、3190 cm-1、1810 cm-1、1920 cm-1、960 cm-1、840 cm-1,熔点为126.7 ℃.当溴化反应条件固定为反应温度10 ℃,反应时间0.5 h时,KF/Al2O3催化剂对硝基甲烷与甲醛的羟基化反应的最佳反应条件为反应温度25 ℃,反应时间2 h,反应物硝基甲烷、甲醛与催化剂使用量物质量的比为2∶5∶2.在最佳反应条件下,该催化合成反应收率可达78.1%.结论 KF/Al2O3催化剂实现了对2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的催化合成,且反应具有收率高,操作方法简单,反应时间短,反应条件容易控制,反应对环境友好的特点.     

Ni／海泡石催化苯选择加氢为环己烯研究

研制和采用Ｎｉ／海泡石为催化剂，使苯气固相选择加氢为环己烯，分析了此过程的热力学和动力学特性，考察了液苯空速、氢本比、反应和修饰剂对过程的影响规律，确定了苯部分加氢制环己烯的优化条件，修饰剂对选择性中氢有重要影响，以水为修饰剂时，取得卖座经率８０％和环己烯选择性３７．９％的结果。     

负载FeOOH刺梨渣生物质炭对水中氟的吸附效果

【目的】明确负载FeOOH刺梨渣生物质炭对水中氟的吸附效果。【方法】以刺梨渣为原材料，采用醇助水热法制备了新型生物质炭FeOOH-BC。以水溶液中氟离子为目标污染物进行静态吸附实验，考察溶液pH、吸附剂投加量、吸附时间和初始浓度对氟离子吸附效果的影响。【结果】当吸附反应条件pH=6、T=25℃、氟离子初始浓度50 mg/L、吸附剂投加量0.05 g时，震荡吸附24 h,FeOOH-BC对氟离子去除率达95.27%。【结论】FeOOH的引入可以极大地提高生物质炭对氟离子的吸附性能，其可能以多层吸附与化学吸附为主。