固体酸SO42-/Al-MCM-41催化木糖制糠醛的研究

采用硫酸对Al-MCM-41固体酸进行改性,制备木糖脱水制糠醛催化剂SO42-/Al-MCM-41.借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、氮气等温吸附-脱附分析等表征技术对催化剂进行表征.结果表明,硫酸改性成功地在分子筛Al-MCM-41表面引入了SO42-,提高了分子筛的酸性,并且...     

Ag_2O/再生纤维素球形气凝胶的性能表征

为了探讨再生纤维素气凝胶对碘蒸气的吸附去除能力,用天然竹纤维制备再生纤维素球形气凝胶(RCSA),然后通过银氨络离子在纤维素表面的吸附和反应,得到Ag2O/再生纤维素球形复合气凝胶(Ag2O/RCSA),以127I作为放射性131I的同位素研究了复合气凝胶对碘的吸附。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和BET比表面积等检测手段对制备的Ag2O/RCSA样品的形貌、晶型、孔隙结构和碘吸附性能进行了表征。研究结果表明:纳米Ag2O粒子的引入使RCSA颜色由白色变为棕色,RCSA原始的三维网结构没有发生变化;纳米Ag2O粒子均匀分布在纤维素骨架中,并与纤维素紧密结合;Ag2O/RCSA与RCSA一样都表现为Ⅳ型吸附/脱附等温线,BET比表面积、BJH孔体积比RCSA明显减小,平均孔径大小变化不大;Ag2O/RCSA对碘蒸气的吸附是气凝胶孔隙的物理吸附和Ag2O转变为Ag I的化学吸附共同作用,总吸附量为87.8 mg/g。     

NaY分子筛负载金属Salen催化剂催化α-蒎烯环氧化

采用普通热溶剂法和微波加热法将SalenMnCl成功负载于NaY分子筛的超笼中,通过FT-IR、XRD、TG和比表面分析方法对催化剂进行了表征。以此负载型催化剂催化低浓度过氧乙酸氧化α-蒎烯制备α-环氧蒎烷,比较了2种方法制备的催化剂性能,然后用响应曲面法探索最佳反应条件,并在该条件下研究负载型催化剂循环使用情况。结果表明,2种方法制备的分子筛负载型SalenMnCl催化剂均可催化α-蒎烯环氧化反应,且催化效果微波法优于普通热溶剂法。微波法制备的SalenMnCl/Y-MW催化剂催化反应的最优条件为:过氧乙酸与α-蒎烯物质的量之比值为1.43,反应温度为10℃,反应时间为3.75 h,在此条件下产物产率达91.60%。同时,该负载型催化剂重复使用5次,产物产率仍达76%以上,其具有较好的稳定性,可循环利用。     

条件下中孔分子筛催化松香聚合反应的研究

采用水热合成法制得BO33-/ZrO2/Mo-MCM-41中孔分子筛。用XRD、N2吸附脱附、FT-IR及氨气程序升温脱附(NH3-TPD)等技术对其结构及酸强度进行了表征。结果显示,该中孔分子筛具有典型的中孔结构、良好的长程有序性和结晶度;BO33-和ZrO2的引入既增加了Mo-MCM-41中孔分子筛酸中心数量,又提高了其酸强度。在超临界CO2条件下,将此酸性中孔分子筛用于催化松香聚合反应。BO33-/ZrO2/Mo-MCM-41中孔分子筛显示出较高的催化活性,制得软化点为106℃的聚合松香,达到国家行业标准ZBB72008-1989规定的115号聚合松香产品质量标准。对BO33-/ZrO2/Mo-MCM-41的寿命进行了考察,并研究了催化剂失活的原因。     

芳烃类氢载体催化转化制氢的研究 CHEN Wenxuan

以分子筛为载体,采用不同辅助方法浸渍法制备镍基负载型分子筛催化剂,并在固定床反应器中研究了镍基分子筛催化剂对生物质焦油芳烃类氢载体——甲苯的催化热解制氢性能,考察了不同分子筛、辅助方法及工艺条件的影响,对催化剂的使用寿命进行了研究;并采用XRD、SEM、BET等方法对催化剂进行表征分析。研究结果表明：以HZSM-5(硅铝比25)分子筛为载体,采用超声波辅助浸渍法,且当超声波处理时间为20 min,超声波功率为80 W,Ni负载量(以分子筛质量计)为8%时制备出的Ni/HZSM-5分子筛催化剂的催化活性最强,在700℃下催化甲苯40 min的氢气产率可以达到76.6 mL/g,甲烷产率为27.6 mL/g,总气体产率为108.9 mL/g,甲苯转化率为76.8%,积炭量为238.2 mg/g,催化剂比表面积为241.8 m²/g,总孔容为0.19 cm³/g,平均孔径为3.16 nm; Ni的负载不会对HZSM-5的晶体结构造成明显影响,但Ni组分的加入起到了很好的催化效果,Ni/HZSM-5催化剂稳定性得到了提升,使用寿命得到了延长,对甲苯的...     

以糠醇为碳源液相浸渍法制备有序中孔炭分子筛

以纯硅MCM-48为模板、对甲苯磺酸为催化剂、糠醇为碳源成功制备了高度有序的中孔炭分子筛.结果表明,采用真空浸渍法能较好的将酸性催化剂对甲苯磺酸引入MCM-48孔道内.所用糠醇的体积用量为MCM-48孔体积的2.5倍为宜.产物用XRD、TEM、N2吸附等进行了表征,表明所制得的中孔炭具有规整的三维孔道结构,平均孔径 3.1 nm,孔容 0.96 m3/g,比表面积 1 513.6 m2/g.此外,还发现二次炭化有利于提高中孔炭的热稳定性.     

介孔材料催化酯化油脂裂解产物的研究

通过水热合成制备了S2O28-促进的含锆介孔分子筛S2O28-/ZrO2-MCM-41,通过模型反应获得了对酯化反应具有较高催化活性的催化剂制备工艺条件,结果表明:在550℃下焙烧3 h的介孔分子筛,具有较高的催化活性,且在甲醇用量与热解油质量0.3∶1的条件下,催化剂可重复使用3次,酯化率仍保持85%以上。通过XRD,N2吸附脱附以及FT-IR表征了催化剂结构,将该催化剂用于油脂裂解产物的三相催化酯化实验研究。结果表明:酯化处理可将桐油裂解油中羧酸转化成酯,有效降低羧酸含量,在降低了酸值的同时还增加了燃烧热值,提高了燃料油品质。     

Esterification of Pyrolytic Oils by Mesoporous Materials

通过水热合成制备了S2O82-促进的含锆介孔分子筛S2O82-/ZrO2-MCM-41,通过模型反应获得了对酯化反应具有较高催化活性的催化剂制备工艺条件,结果表明:在550℃下焙烧3h的介孔分子筛,具有较高的催化活性,且在甲醇用量与热解油质量0.3∶1的条件下,催化剂可重复使用3次,酯化率仍保持85％以上.通过XRD,N2吸附脱附以及FT- IR表征了催化剂结构,将该催化剂用于油脂裂解产物的三相催化酯化实验研究.结果表明:酯化处理可将桐油裂解油中羧酸转化成酯,有效降低羧酸含量,在降低了酸值的同时还增加了燃烧热值,提高了燃料油品质.     

超高比表面积活性炭比表面积对天然气储存性能的影响

在超高比表面积活性炭吸附剂孔分布相同的情况下,研究了比表面积对天然气吸附储存能力的影响。结果表明,超高比表面积活性炭的比表面积越大,越有利于天然气的吸附储存,且吸附储存天然气的能力受吸附温度和压力的影响越明显;在吸附压力低于3.5MPa时遵从乘幂关系,高于3.5MPa时呈线性关系。在273K、9.0MPa时,对于孔分布相似的活性炭,比表面积增加23.7%时,天然气脱附量增加25.5%,比表面积达3348m2/g时天然气脱附量达1248.4mL/g。     

Ni-B/CxNy@mSiO2催化剂的制备、表征及其催化松香加氢性能研究

成功制备了一种由内腔、疏水性掺氮碳内层和亲水性二氧化硅外层组成的Janus两亲性碳硅双骨架纳米材料C_xN_y@mSiO₂,并首次将Ni-B合金纳米粒子负载在两亲性碳硅纳米材料上制得Ni-B/C_xN_y@mSiO₂催化剂,并用于松香的水相加氢反应。采用SEM、TEM、N₂吸附-脱附、XRD、XPS等方法对催化剂的结构进行分析与表征,结构分析结果表明：该催化剂具有大比表面积的纳米材料的中空结构,有利于传质和底物富集,内层碳骨架中N原子的掺杂使得附加的金属纳米颗粒得以附着,细小的Ni-B非晶态合金粒子均匀地分散在C_xN_y@mSiO₂中空纳米球及mSiO₂外壳层中,亲水性二氧化硅外壳可以提高催化剂的稳定性和分散性。在水/油两相反应体系中,作为固体发泡剂的两亲性纳米催化剂极大地促进了H₂的溶解及与底物的接触。Ni和B原子之间的协同作用可以显...     

稻草和稻草灰合成中孔分子筛MCM-41及性能分析

以稻草(RS)和稻草灰(RSA)为硅源合成了中孔分子筛RS-MCM-41和RSA-MCM-41,并将其与以水玻璃(SDS)为硅源合成的中孔分子筛SDS-MCM-41进行了比较;采用接枝法对RSA-MCM-41进行改性以提高其酸性,制备了RSA-Al40/MCM-41和RSA-Al10/MCM-41(Si和Al的物质的量比分别为40∶1和10∶1),用于催化合成丙酸香叶酯(GP)。样品的XRD、FT-IR、NH3-TPD、N2吸附-脱附和气相色谱(GC)等分析结果表明:RS-MCM-41和RSA-MCM-41尽管具有中孔分子筛的六方介孔结构以及良好的长程有序性和结晶度,但用其催化合成GP,与SDS-MCM-41一样,活性都较弱;通过接枝法将改性铝以铝氧四面体接枝引入到分子筛骨架上,铝的接枝对中孔分子筛的结晶不利,但可使其表面产生更多的Brnsted酸中心;铝的接枝量越多,分子筛的催化活性就越强;RSA-Al10/MCM-41催化合成GP的转化率可达54.47%,选择性为74.82%。     

Pd/C催化剂的表面性质对1,8-二硝基萘加氢反应的影响

1,8-二氨基萘(1,8-DAN)是一种重要的精细化工中间体,其在染料、医药中间体和感光材料等行业有着广泛的应用。目前,主要采用化学还原剂还原的方法来合成,此工艺具有产生废渣、原子经济性低等缺点。因此,发展一种绿色环保的催化加氢方法具有重要意义。笔者以具有不同Pd纳米平均粒径的Pd/C为催化剂,通过1,8-二硝基萘催化加氢制备,考察了Pd纳米粒子尺寸对1,8-二硝基萘(1,8-DNN)加氢性能的影响,探索了催化剂表面结构与催化性能的关系。首先,以椰壳炭化料为原料,经水蒸气活化法制备出孔隙发达的载体活性炭,通过不同的还原方法制备出具有不同粒径的Pd/C催化剂,以1,8-DNN的加氢反应来评价其催化性能。应用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、N_2吸附等手段对催化剂表面性质进行表征。结果表明:在一定粒径范围内,钯纳米颗粒的尺寸越小,催化剂的活性越高,1,8-DAN的产率和选择性越高。氢气还原使得钯纳米颗粒严重团聚,而使用甲酸和NaBH_4还原的Pd/C催化剂,Pd纳米颗粒分散性较好,并且具有良好的均一性。使用NaBH_4还原的Pd/C催化剂催化1,8-DNN加氢制备1,8-DAN的转化率和产率可分别达到100%和99%,其催化性能高于商业化的Pd/C催化剂。循环回收实验结果表明,Pd/C催化剂在回收反应过程中十分稳定,连续循环5次,活性并没有明显降低。     

金属离子催化生物质热裂解规律及其对产物的影响

在红外辐射热裂解实验装置上研究了K^ 和Ca^2 催化纤维素热裂解规律及其对热裂解产物分布的影响。结果表明,中温条件下两种金属离子的催化作用主要都发生在固相中．仅有极少量进入液态或者气态产物空间,该特性为制取环保液体燃料提供了保证条件。从总体上讲,两种金属离子对热裂解过程的催化作用比较相似,在促进焦炭和气体产物生成的同时阻碍了生物油的产生。但是,经由催化脱水过程,生物油有机成分氧含量降低,品质得到了部分提高。分析其催化机理,K^ 有利于裂变和歧化反应,促进乙醇醛、乙醛以及低相对分子质量醇基、醛基、酮基化合物的生成;Ca^2 则强烈地影响单糖碎片的重整和异构化过程,促进呋喃类和杂环衍生物的生成。这一催化选择性为热裂解采用合适的条件和工艺,有目的地选取特定金属盐来优化产物的生成提供了基础。     

纤维素CP-GC-MS法裂解行为研究

采用居里点裂解仪-气相色谱仪-质谱仪(CP-GC-MS)联用分析技术,研究了居裂解温度、时间对纤维素快速裂解产物组成及其含量的影响。结果表明,纤维素在居裂解过程中左旋葡聚糖始终是裂解的主体产物;纤维素在300~370℃居裂解主要生成糖类单体化学品;随着居裂解温度的进一步提高,纤维素解聚形成的单体裂解成为其他小分子的醛酮类化合物种类和含量大幅度提高;居裂解时间的增加对CP-GC-MS谱图的色谱峰没有影响,只是居裂解反应的中间体左旋葡聚糖含量降低,其它产物含量保持不变或有所提高;在居裂解温度358℃、居裂解时间1 s时,左旋葡聚糖含量高达73.07%。     

香茅醛气相加氢制香茅醇反应的研究

采用连续流动微型固定床反应装置，研究了Ｍ催化剂对香茅醛在常压下气相加氢香茅醇的反应。通过对几种不贩金属催化剂的筛选，得到了一种转化率和选择性均较高的加氢催化剂Ｍ催化剂。考察了该催化剂在不同焙烧温度和不同的负载量下对其活性的影响，同时对反应的影响也进行了探讨。     

木聚糖CP-GC-MS法裂解行为研究

采用居里点裂解仪-气相色谱仪-质谱仪(CP-GC-MS)联用分析技术,以木聚糖作为半纤维素的模化物,研究了居裂解温度对木聚糖快速裂解产物组成及其含量的影响,并与纤维素居裂解行为进行了对比。结果表明,木聚糖居裂解过程可以分为两个区域:居裂解温度小于300℃时,木聚糖发生了剧烈的糖基断裂,生成了糠醛和糖类单体化合物,其中糠醛含量在280℃时达到了54.38%;居裂解温度大于300℃时,糠醛和糖类单体化合物等含量下降,小分子的醛酮类化合物种类和含量大幅度提高;纤维素与木聚糖居裂解行为存在明显差异,木聚糖居裂解温度明显低于纤维素;木聚糖裂解的主体产物是糠醛,而纤维素裂解的主体产物是葡聚糖。     

新鲜生物质催化热解特性的研究

采用TG/DTG/DTA技术考察了新鲜小麦秸秆(WS)和玉米秸秆(CS)以K2CO3、Na2CO3、ZnCl2和CaO为催化剂时的热解特性,分析了新鲜生物质的热解特性,催化剂种类及用量对新鲜生物质热解特性的影响。结果表明,新鲜生物质的热解特性优于存放一定时间的生物质;加入催化剂后新鲜生物质的热解挥发分在不同温度区间重新分配,主要热解区间向低温推移,生物质的热解挥发分产率增加;其中CaO对于提高热解挥发分产率最有利;K2CO3和Na2CO3对生物质热解特性的影响规律一致;随着K2CO3用量增加,热解挥发分产率增加,起始热解温度向高温推移,主要热解区间温度降低,K2CO3用量为10%～15%时对生物质的热解最为有利。     

碳化木负载聚苯胺型微波响应催化剂用于高效5-甲基糠醛合成（英文）

笔者成功合成碳化木负载聚苯胺复合催化剂用于微波援助果糖催化转化反应。碳化木的表面性质经过空气氧化法和化学氧化法改性,从而提升聚苯胺在载体表面的稳定。通过利用多种表征手段,研究了碳载体和催化剂的结构演变以及聚苯胺的表面形貌、组成。通过结合空气氧化和化学氧化过程,聚苯胺的负载量从原始的1%显著提升到8%。试验结果显示,碳载体表面的羟基不仅促进了聚苯胺在表面的生长,且提高了碳载体在水中的吸波能力。在微波援助果糖催化转化反应中,复合催化剂表现了较好的吸波特性,从而提升其反应温度。在30 min内复合催化剂使得5-甲基糠醛的产率达到70%。这种整体型催化剂易于回收与再生,具有优异的重复使用性。