新型载体Z-N催化剂在减阻剂制备中的应用

N型催化剂是新一代高效载体Z-N催化剂,与第一代Z-N催化剂相比,具有比表面积大、催化活性高等特点。以常见的α-烯烃单体为原料,N型催化剂为主催化剂,三乙基铝为助催化剂,通过两步本体聚合法制备聚α-烯烃减阻剂,利用减阻剂室内评价环道考察不同因素对聚合产物减阻性能的影响。结果表明:主催化剂用量和主助催化剂比例都存在最佳值,过大或过小都不利于高分子量聚α-烯烃的形成,进而导致其减阻增输性能下降;外给电子体CMMS的加量增加,聚合产物的增输率先上升后下降,同样存在最佳用量;在0℃反应温度条件下的本体聚合产物增输率最大。采用新型高效载体催化剂制备的聚α-烯烃减阻剂对油品的增输率为48%,不但提高了聚合产物的减阻性能,而且降低了减阻剂生产中的催化剂成本。     

复合油品减阻剂初步合成及性能测试北大核心

为了解决高分子聚合物类油品减阻剂存在的抗剪切性能差的问题,将纳米粒子与聚合物减阻剂进行复合,采用硅烷偶联剂对无机纳米粒子(Si O2、蒙脱土、V2O5、Ca CO3、Ti O2)进行亲油改性,并分别将改性纳米粒子与自制的界面相容剂及聚α-烯烃复配制备了一类新型的复合油品减阻剂。减阻剂试验环道测试结果表明:含有纳米Si O2和纳米蒙脱土的减阻剂抗剪切效果最佳,所制备的复合油品减阻剂不仅抗剪切性能提高了约200%,而且减阻增输性能也得到相应的提高。     

复合油品减阻剂初步合成及性能测试

为了解决高分子聚合物类油品减阻剂存在的抗剪切性能差的问题,将纳米粒子与聚合物减阻剂进行复合,采用硅烷偶联剂对无机纳米粒子(Si O2、蒙脱土、V2O5、Ca CO3、Ti O2)进行亲油改性,并分别将改性纳米粒子与自制的界面相容剂及聚α-烯烃复配制备了一类新型的复合油品减阻剂。减阻剂试验环道测试结果表明:含有纳米Si O2和纳米蒙脱土的减阻剂抗剪切效果最佳,所制备的复合油品减阻剂不仅抗剪切性能提高了约200%,而且减阻增输性能也得到相应的提高。     

聚α-烯烃油品减阻剂悬浮液的稳定性

影响聚α-烯烃减阻剂悬浮液稳定性的主要因素包括:载体介质的极性和密度,分散剂的种类、用量和处理方法,聚α-烯烃粉末颗粒的尺寸等。基于此,对聚α-烯烃减阻剂悬浮液的配方和工艺进行优化:碳数适中的戊醇与乙二醇甲醚按一定比例混合,作为载体介质,有利于聚α-烯烃在其中的稳定分散与悬浮;硬脂酸镁作为分散剂,可以改善载体介质与聚α-烯烃粉末颗粒的界面属性,经45℃热处理,能够有效减缓聚α-烯烃颗粒的沉降和分层;聚α-烯烃粉末颗粒的尺寸越小,相同质量的聚α-烯烃的表面积越大,配制的减阻剂悬浮液稳定性也越好。因此,减阻剂最终产品可在常温下储存270d不分层、不结块,稳定性能良好。     

纳米SiO_2表面改性对复合减阻剂应用性能的影响

针对聚a烯烃减阻剂在应用过程中易发生剪切降解的问题,基于聚合物基纳米复合材料与纳米SiO_2/聚a烯烃复合减阻材料前期研究成果,分析硅烷偶联剂KH550质量分数和体系温度对纳米SiO_2表面改性效果的影响。表面羟基数和吸油值表征测试结果表明:当KH550质量分数为15%、体系温度为50℃时,可以获得表面羟基少、吸油量大的改性纳米SiO_2粒子。采用旋转圆盘和减阻剂环道测试纳米复合减阻剂的应用性能,结果表明:改性纳米粒子可以更好地与聚a烯烃相互作用形成复合减阻材料,经圆盘剪切和离心泵2次剪切,复合减阻材料表现出更为优异的抗剪切性能。通过开展纳米SiO_2粒子改性条件研究和减阻性能测试,得出结论:相比聚a烯烃减阻剂,纳米复合减阻材料的减阻性能和抗剪切性能明显提高。     

本体聚合油溶性减阻剂的抗剪切性能

通过对采用Ziegler-Natta催化剂引发α-烯烃本体聚合法制备的油溶性减阻剂抗剪切性能的研究,发现随着剪切次数的递增,减阻率明显下降,并最终趋于零.随着加剂浓度的增加,抗剪切性能明显提高.试验结果可以为现场试验或现场应用提供有效的依据.     

聚合物基纳米复合材料作为油品减阻剂的相关分析

针对当前聚α-烯烃类油品减阻剂抗剪切性能差的问题,探讨了在油品减阻剂研究中引入聚合物基纳米复合材料技术,依靠纳米粒子的微观效应提高减阻剂分子强度及抗剪切性能的可能性.综述了聚合物基纳米复合材料的技术特点和应用价值,基于聚烯烃类纳米复合材料的研究成果,结合聚α-烯烃油品减阻剂的结构和组成特性,讨论了利用聚合物基纳米复合材料技术制备复合油品减阻剂的基本构想,设计了合成方案,分析了技术关键点,展望了预期性能.     

成果简介

2008年国家技术发明奖二等奖《输油管道α-烯烃系列减阻剂开发及其制备工艺》,本发明属于石油天然气储存与运输工程领域。α-烯烃系列减阻剂主要用于油品管道和其它液体管道,可以显著降低油品流动阻力或增加输量。本发明实施单位（中国威普管道技术有限公司）是世界上具有独立知识产权的三家油品减阻剂生产企业之一,目前已形成年产5000m^3减阳剂的生产能力。     

硅钨酸负载介孔分子筛SBA-15的制备及催化性能研究

[目的]探讨负载型介孔分子筛SiW12/SBA-15的制备及催化性能。[方法]采用水热合成法,以P123为模板剂制备介孔材料SBA-15,由硅钨酸浸渍进一步合成介孔催化剂SiW12/SBA-15。通过IR、TG、SEM和TEM进行表征,并且将负载型介孔分子筛SiW12/SBA-15用于催化α-蒎烯的环氧化反应。研究硅钨酸负载量、催化剂加入量、过氧乙酸与原料摩尔比及SBA-15的焙烧温度对环氧化产物得率的影响。[结果]将硅钨酸负载到SBA-15上并未破坏介孔分子筛的结构,硅钨酸仍保持着Keggin的基本结构。在550℃下焙烧SBA-15,负载量为30%,催化剂用量为2%,CH3COOOH与α-蒎烯的摩尔比为1.2∶1时,α-蒎烯的转化率为99.4%,产物2,3-环氧蒎烷的得率为90.45%。[结论]通过负载法能够制备负载型介孔分子筛SiW12/SBA-15。该催化剂对α-蒎烯的环氧化反应有良好的催化效果。     

干姜和炮姜挥发油中致香成分的GC－MS分析

[目的]研究炮制对姜挥发油中致香成分的影响,为姜及其炮制品在香料行业的开发利用提供参考。[方法]采用水蒸气蒸馏法提取挥发油,以气相色谱-质谱联用技术对干姜挥发油和炮姜挥发油致香成分进行分析。[结果]干姜挥发油中相对含量较高的组分依次是桧烯、莰烯、桉叶油醇、龙脑、α-姜烯、丙酸芳樟醇和α-蒎烯等,而炮姜挥发油中相对含量较高的组分依次是莰烯、桧烯、α-姜黄烯、龙脑、桉叶油醇和α-蒎烯等,新增加了对伞花烃和榄香醇2种成分,同时α-姜黄烯、α-蒎烯、莰烯、α-没药烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、三环烯、桉叶醇、橙花叔醇和α-倍半水芹烯的相对含量明显升高,而α-姜烯、α-水芹烯、桉叶油醇、(E)-柠檬醛、(Z)-柠檬醛、丙酸芳樟醇、α-松油醇和乙酸香叶酯的相对含量明显降低。[结论]干姜经加热炮制成炮姜后,其理化性质产生了一定程度的变化,导致其致香成分存在差异。     

马尾松α-蒎烯合成酶基因cDNA全长克隆及序列分析

[目的]分离克隆马尾松α-蒎烯合成酶基因cDNA全长.[方法]根据其他松科植物α-蒎烯合成酶基因保守区域设计引物,扩增出基因的部分片段,再结合RACE技术分别扩增出基因3’端和5’端序列,通过序列拼接获得cDNA全长,结合生物信息学软件分析该基因编码蛋白的特性.[结果]马尾松α-蒎烯合成酶基因cDNA全长为2 103 bp,编码区1 980 bp,编码629个氨基酸,含有1个N端结构域、1个金属结合结构域和1个天冬氨酸富集基序（DDMYD）.[结论]该方法成功克隆了马尾松α-蒎烯合成酶基因cDNA全长序列,具有单萜烯合成酶基因的典型特征,序列提交至GenBank,获得登录号KF547035.     

POMs/TiO_2复合催化剂光催化降解有机污染物的研究

[目的]采用溶胶-凝胶方法制备了几种POMs/TiO2复合光催化剂,考察了催化剂在紫外光照射下对模拟染料废水（酸性媒介黑PV溶液）的光催化降解行为,为降解有机污染物提供理论指导。[方法]研究了催化剂中的POMs含量、催化剂用量、溶液的pH及H2 O2浓度对PV溶液降解过程的影响。[结果]H4SiW12O40/TiO2复合催化剂光催化降解模拟染料废水（PV溶液）效果最佳。PV溶液初始浓度为300 mg/L时,脱色反应最佳条件：催化剂为H4SiW12O40/TiO2,α-H4SiW12O40质量分数为1.5%时,催化剂用量为60 mg、pH为2.0、H2 O2浓度为20 mmol/L时,PV降解质量分数可达到72.48%。[结论]POMs/TiO2复合催化剂较纯TiO2光催化降解PV溶液活性明显,其光催化降解有机污染物意义重大。     

基于GC-MS的不同提取方法获得姜黄油的成分分析

[目的]研究不同方法提取的姜黄油的成分。[方法]采用3种提取方法,分别是水蒸气蒸馏、超临界CO2萃取和分子蒸馏,并采用GC-MS对获得的3种姜黄油进行成分分析。[结果]3种提取方法获得的姜黄油的成分及相对含量基本一致,其主成分含量为：姜黄酮（含芳香-姜黄酮）〉α-姜烯〉姜黄新酮、β-倍半水芹烯;分子蒸馏前轻组分与前面3种姜黄油的组分差异很大,分子蒸馏前轻组分主要含α-姜烯、异松油烯、β-石竹烯和β-倍半水芹烯等较早出峰的组分,在保留时间为25.28 m in以后的组分未被检出。[结论]该研究可以姜黄油的工业化生产及广泛应用提供科学指导。     

美柄牛肝菌子实体的化学成分研究

[目的]系统阐述美柄牛肝菌的主要化学成分。[方法]以美柄牛肝菌为试材,采用常规硅胶柱层析、制备薄层层析、高效液相色谱等方法分离鉴定美柄牛肝菌中的化合物及其结构。[结果]从美柄牛肝菌中分离出了9个化合物,分别为O-Acetylcyclocalopin A,分子式为C17H22O7;Cyclocalopin,分子式为C15H20O6;Cyclopinol,分子式为C15H20O5;D-阿洛醇（D-allitol）,分子式为C6H14O6;3β-羟基-麦角甾醇-5,7,22-三烯,分子式为C28H44O;3β-羟基-5α,8α-过氧化麦角甾醇-6,22-二烯,分子式为C28H44O3;邻苯二甲酸二异丁酯,分子式为C16H22O4;Bis（2-ethylhexyl）phthalate,分子式为C24H38O4;Ergosta-7,22-dien-3β,5α,6α-triol（cerevisterol）,分子式为C28H46O3。通过经典波谱学分析和文献比对确定了它们的结构,其中包括3个倍半萜类化合物和3个甾体类化合物,3个倍半萜类化合物仅对黄瓜枯萎病菌、小麦赤霉病菌等少数病原菌有微弱的抗菌作用。[结论]该研究为利用美柄牛肝菌开发生物农药奠定了基础。     

H3PW12O40/Al2O3在制备农药中间体丙烯醛反应中的性能评价研究

[目的]研究H3PW12O40/Al2O3在制备农药中间体丙烯醛反应中的性能。[方法]采用等体积浸渍法制备了H3PW12O40/Al2O3催化剂,在常压连续流动固定床反应器中,对催化剂的活性稳定性进行了考察,同时利用BET、SEM和XRD等对反应前后的催化剂进行了基本表征。[结果]在反应过程中,催化剂上的积碳量呈上升趋势,尤其在催化剂活性增长期其积碳生成速率很快。较高的空速有利于减少催化剂上的积碳量。[结论]积碳可能是由丙烯醛在杂多酸催化剂上的聚合而产生的,它覆盖在催化剂表面,堵塞了孔道,从而引起了催化剂活性的降低。但积碳并没有破坏催化剂的结构,催化剂仍然保持Keggin结构,仍具有催化活性。     

Cu2O-QDs/GO复合物的制备及其光催化性能研究

[目的]制备复合光催化剂Cu_2O-QDs/GO,考察复合物中氧化石黑烯(GO)的最佳负载量及其光催化性能。[方法]采用改良的Hummer法制备GO,利用化学沉淀法将Cu_2O-QDs负载在GO片层上。采用XRD、DRS及TEM表征方法,对催化剂的形貌、组成、性质进行判定。[结果]GO经超声后成片层状,Cu_2O以颗粒形式负载于GO表面,粒径为10 nm左右,属于量子点级别。GO的最佳负载量为7%。[结论]通过光催化降解罗丹明B(RhB)的试验,证实复合催化剂对RhB的降解效率相比于单一Cu_2O-QDs有明显提高。     

纳米二氧化钛负载不同金属化合物催化合成龙脑的研究

[目的]研究新催化剂催化α-蒎烯酯化-皂化合成龙脑,提高传统催化剂合成龙脑的产率和质量。[方法]采用TiO2对硅钨酸、氧化镧、硫酸铜进行负载作为催化剂,在不同条件下用于传统方法催化合成龙脑,考查催化剂催化最优反应条件。用FT-IR和SEM对催化剂表面和结构进行表征,对硅钨酸/TiO2和硫酸铜/TiO2作为催化剂在最优条件下催化得到产品的组成进行GC检测分析。[结果]25%负载量的硅钨酸/TiO2、15%负载量的氧化镧/TiO2、30%负载量的硫酸铜/TiO2在反应时间分别为6、5、6h,反应温度为80℃时效果最好,α-蒎烯转化率分别达到86.32%、37.45%、87.14%,龙脑产品产率分别达到38.36%、14.83%、44.31%。以硅钨酸/TiO2为催化剂在最优条件下合成龙脑产品中正龙脑相对含量为50%,正龙脑含量/异龙脑含量为1.41。以硫酸铜/TiO2为催化剂在最优条件下合成龙脑产品中正龙脑相对含量为53.85%,正龙脑含量/异龙脑含量为2.38。[结论]硫酸铜/TiO2催化剂相比传统催化剂对龙脑产率和质量有更好的效果。     

六元环烷基硅氧烷-磷酸酯类天然气管道缓蚀型减阻剂的研制

利用烷基醇与五氧化二磷反应生成烷基磷酸单酯,使其进一步与烷基硅氧烷反应,得到烷基链分别为12个碳和18个碳的六元环烷基硅氧烷-磷酸酯化合物,作为天然气管道缓蚀型减阻剂.其减阻机理包括管道壁面粗糙度降低而减阻及弹性分子膜产生移动波而减阻.在50℃和质量分数为5％的NaCl中性溶液腐蚀条件下,通过静态挂片失重法测得烷基链为12个碳时缓蚀效率为86.7％,烷基链为18个碳时缓蚀效率为83.9％;通过模拟环道测得烷基链为12个碳时减阻率为10.6％,烷基链为18个碳时减阻率为11.2％.     

气相色谱质谱法分析芒果叶挥发油成分

[目的]对芒果叶挥发油化学成分进行研究。[方法]采用水蒸气蒸馏法从芒果叶中提取挥发油,利用气相色谱质谱联用技术（GC—MS）分析芒果叶挥发油的化学成分,并用面积归一化法获得各化合物的相对质量分数。[结果]共分离到22个色谱峰,鉴定了其中的15种化合物,占挥发油总量的92．06％,主要成分为β-芹子烯（28．89％）,α-古云烯（11．64％）,α-芹子烯（10．04％）,石竹烯（10．01％）,β-榄香烯（6．81％）,α-蓓草烯（6．19％）等。[结论]揭示了芒果叶的药理作用,为综合开发利用芒果植物提供了科学依据。     

山姜素-环糊精新型包合物的性能研究

[目的]研究山姜素分子与环糊精(α-CD,β-CD和γ-CD)形成的配位包合物的制备方法和性能。[方法]采用紫外光谱滴定、粉末X-射线衍射和热量分析等方法对山姜素分子与环糊精形成的包合物进行性能研究。[结果]山姜素和环糊精的(α-CD,β-CD和γ-CD)形成配位包合物,且形成包合物后,山姜素的水溶性和热稳定均性明显提高。[结论]山姜素作为医药分子具有潜在的应用价值。