高黏度烷基苊基础油的合成及润滑性能研究

目前润滑基础油主要来源于石油资源,基于我国富煤贫油的现状,开发煤基原料合成润滑基础油的工艺路线具有重要意义。以煤化工过程产生的多环芳烃（苊）和烯烃为原料,以离子液体（[Et₃NH][Al₂Cl₇]）为催化剂通过烷基化反应探索了高黏度润滑基础油的合成。通过调控烯烃（己烯或辛烯）和苊的反应比例,合成了四种不同组成和结构的多烷基苊基础油,通过GC和GC-MS对其成分进行了分析。对不同油品的物化性能指标进行表征,揭示了产物组成结构和性质的关系,烷基苊基础油具有高的黏度（10.1~19.5 mm²·s^-1,100℃）、苯胺点（<63℃）和起始氧化温度（>190℃）;同时,烷基苊作为润滑基础油表现出优良的摩擦学性能,且随着苊环侧链烷基化程度的增加,其抗载荷能力会增强。     

1-C_(12)烯基润滑油基础油的合成

采用AlCl3催化剂,以苯与1-C12烯烃为原料合成了润滑油基础油。通过改变苯与1-C12烯烃摩尔比对烷基化产物的性质进行了研究,并考察了温度、时间对反应的影响。用气相色谱和红外光谱表征了产物的组成和结构,按照石油和石油产品试验方法国家标准测定了产物的黏度、凝点、相对分子量。结果表明:在实验条件下,通过调节苯与1-C12烯烃摩尔比(1∶2～1∶5)获得了具有高黏度指数(140～168)、低凝点(-40～-50℃)、中等黏度(υ100℃=10.06～20.9 mm2/s)、分子量适中(450～675)的高性能润滑油基础油。     

混合α-烯烃聚合生产高黏度合成润滑油基础油

采用混合α-烯烃为原料,运用齐聚反应合成高黏度聚α-烯烃基础油(PAO),并通过实验考察了混合α-烯烃比、反应温度、反应时间、催化剂用量等反应条件对聚合产物的影响,测定100℃运动黏度、黏度指数以及产品收率.实验验证最佳反应条件,以1-辛烯和1-癸烯混合物(体积比为2:1)为原料,加入质量分数为3％的催化剂,在反应温度为30℃,反应时间8 h,加聚温度为80℃的条件下,得到最佳的聚合产物,收率为91.61％,其性质:100℃运动黏度为54.76 mm2·s-1,黏度指数为162,凝点为-40℃,闪点为285℃.对比PAO40标准,所得聚合产物为高黏度润滑油基础油.     

超支化大分子桥联水杨醛亚胺钴催化剂催化乙烯低聚

以1.0代（1.0G）超支化大分子、水杨醛和CoCl₂·6H₂O为原料,依次经过希夫碱反应和络合反应合成了3种具有不同烷基链长度的新型超支化大分子桥联水杨醛亚胺钴催化剂。对目标产物的结构进行FT-IR、UV、MS及TG表征,考察了溶剂种类、助催化剂种类、反应温度、反应压力、Al/Co摩尔比等条件对超支化大分子桥联水杨醛亚胺钴催化剂催化乙烯低聚性能的影响。结果表明,超支化大分子桥联水杨醛亚胺钴催化剂催化乙烯低聚表现出良好的催化活性和高碳烯烃（C₁₀₊）的选择性。催化活性随反应温度和Al/Co摩尔比增加先增加后下降,随反应压力增加而增加。以甲苯为溶剂,在一氯二乙基铝（DEAC）活化下,当反应温度为25℃、反应压力为0.5 MPa、Al/Co摩尔比为500时,催化活性可达1.87×10⁵ g·（mol Co）^-1·h^-1,聚合产物中高碳烯烃的含量高达42.90%。     

烷基二苯醚双磺酸盐的合成及应用研究进展

介绍了烷基二苯醚双磺酸盐的合成及应用研究进展。重点阐述了卤代烷、烯烃和脂肪醇为烷基化剂时相应的烷基化催化剂以及烷基二苯醚双磺酸盐在乳液聚合、浓缩液洗和三次采油中的应用。提出应开发脂肪醇为烷基化剂的催化剂和适合高黏度磺化产物的磺化反应器。     

癸烷基二苯醚双磺酸钠的合成

以溴代癸烷、二苯醚和氯磺酸为原料合成癸烷基二苯醚双磺酸钠。考察了合成过程中的烷基化和磺化反应的工艺条件。结果表明,烷基化的较佳反应条件是：n（二苯醚）：n（溴代癸烷）为1：1,n（二苯醚）：n（催化齐）=4：1,反应温度为75℃,反应时间5h,烷基化的产率达87．62％;磺化反应的较佳反应条件是：n（烷基二苯醚）：n（氯磺酸）=1：4,反度温度为15℃,反应时闻20min,磺酸基的数目为1．91。     

AlCl_3·NiSO_4/γ-Al_2O_3催化C_8～C_(10)α-烯烃聚合的研究

以C8～C10的α-烯烃为原料,AlCl3.NiSO4/γ-Al2O3为催化剂,聚合生成润滑油基础油。研究了催化剂用量、Al/Ni比、反应温度、反应时间对润滑油基础油收率的影响。结果表明,在AlCl3摩尔分数为6%,Al/Ni比为4∶1,温度为140℃,压力为5.0 MPa,反应时间为4 h的条件下,合成的润滑油基础油具有低凝点、高黏度指数的特点。     

BF3催化1-癸烯制备聚α-烯烃合成润滑油基础油

低黏度聚α-烯烃（PAO）合成技术主要为国外所垄断,国内少有研究报道。为了解决这一技术问题,本文以1-癸烯为原料,在1L高压反应釜中进行聚合实验,考察反应压力、反应温度、引发剂、反应时间对转化率及聚合产物组成分布的影响,并以优化后的工艺条件在200L低黏度PAO中试试验装置上进行中试放大试验。结果表明,在反应压力为0.2MPa、反应温度为20℃、催化剂加入量为850g、引发剂加入量685mL（与1-癸烯质量比为0.5%）、反应时间2h的条件下,转化率大于95%,产品关键组分三聚体和四聚体含量大于80%,反应放热量约为6.3×10⁴kJ。以此条件获得的产品100℃运动黏度4.3mm²/s,黏度指数132,-40℃低温动力黏度2318 mm²/s,倾点-60℃,与国外产品主要性能指标相当。     

相转移催化法合成新型金刚烷基聚芳酯

金刚烷基聚合物是一类高性能聚合物,本文对新型金刚烷基聚芳酯的合成和性能进行了探索研究。以金刚烷为原料合成了4-（1-金刚烷基）-1,3-二苯酚(ADRL)和1,3-二（4-苯酚）-金刚烷（BHAD）单体。以苄基三乙基氯化铵为相转移剂,通过水/有机两相界面缩聚法使ADRL与对苯二甲酰氯、BHAD与对苯二甲酰氯分别缩聚合成了新型金刚烷基聚芳酯（P1、P2）。所得聚合物为无定形聚合物,可溶于DMSO 、NMP、DMF、DEC等多种溶剂。采用DSC和TG等方法分析了聚合物的热性能,P1和P2的玻璃化转变温度T_g分别为214℃和189℃,10%热分解温度高于400℃。对反应条件研究表明,BHAD比ADRL易溶于氢氧化钠溶液中,相同条件下更易获得高分子量聚合物,在30℃、NMP溶剂中P1和P2系列聚芳酯最高特性黏度分别为43 ml·g^-1和76 ml·g^-1。     

离子液体催化合成双烷基二苯醚

以盐酸三乙胺/三氯化铝(Et_3NHCl-AlCl_3)离子液体为催化剂,二苯醚和1-十二烯烃为原料合成了双烷基二苯醚。通过正交试验,得到烷基化反应的较优工艺条件为:n(二苯醚):n(1-十二烯烃)=1:3,二苯醚用量0.3 mol,催化剂用量0.045 mol,反应温度70℃,反应时间1 h。在此条件下,烷基化转化率为98.1%,双烷基二苯醚选择性为33.7%。改变离子液体的阳离子和阴离子部分结构,研究了催化剂结构对其催化性能的影响。结果表明,该类催化剂的催化活性主要由阴离子部分的结构决定,较优的阴阳离子组合为Et_3NHCl-AlCl_3。     

Alkylation of naphthalene with n-butene catalyzed by liquid coordination complexes and its lubricating properties

With the development of coal chemical industry, large amounts of naphthalene and n-butene are produced, and converting them into high value-added products through alkylation has gained particular importance and interest. In this work, liquid coordination complexes (LCCs) were used as acid catalysts for the first time in the naphthalene alkylation reaction under mild conditions to obtain multi-butylnaphthalenes with high yield. Various reaction conditions were thoroughly investigated. The LCC consisting of urea and AlCl₃ showed excellent catalytic performance under optimal reaction conditions, giving 100% conversion of naphthalene and 99.66% selectivity towards multi-butylnaphthalenes. Combining the catalyst properties and catalytic results, a plausible reaction mechanism was proposed. The lubricating properties of the synthesized products were investigated for their potential application as lubricating base oils. The synthesized multi-butylnaphthalenes showed comparable physicochemical properties and tribological performances as the commercial cycloalkyl base oil.     

生物化学品制线性α-烯烃催化技术研究进展

乙烯齐聚法因工艺简单、技术成熟等优点成为线性α-烯烃的主流方法,但该方法受限于乙烯原料,且已被世界石油巨头所垄断。本文介绍了从生物化学品出发制备线性α-烯烃的物质来源和可行的技术路线,简述了可用于生产线性α-烯烃的物质来源,包括高级脂肪酸酯、高级脂肪酸和高级脂肪醇等,分析了可行的催化转化技术路线,如内烯烃及不饱和脂肪酸交叉歧化、脂肪族羧酸催化脱羧、生物内酯和不饱和酸转化、不饱和脂肪酸两步法、甲基辛基醚分解、脂肪醇脱水、混合线性辛烯和/或线性辛醇制1-辛烯工艺等国内外新技术,指出利用生物化学品生产α-烯烃已经成为生物质转化中一个积极的方向,开发高效的催化剂及其工艺是该技术的研究重点。     

纳米WS2润滑油添加剂在直流磁场下的摩擦磨损特性

在四球摩擦磨损实验机摩擦区域添加了直流磁场发生装置，研究了添加经修饰的纳米WS₂润滑油在直流磁场作用下的摩擦磨损性能，用扫描电镜（SEM）配合能谱仪（EDS）及X射线光电子能谱仪（XPS）对钢球磨斑区域表面形貌和典型元素的含量及化学状态进行了分析，并探讨了相关的摩擦学机理。实验结果表明：经修饰后的纳米WS₂在150SN基础油中稳定性良好，含纳米WS₂的润滑油体现出更好的润滑性能，在纳米WS₂含量相同时，直流磁场下的润滑油抗磨减摩效果更好。直流磁场对纳米WS₂有一定的聚集效应，并会提高摩擦化学反应发生的概率。     

α-Fe2O3/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究

以Fe（NO₃）₃、煤矸石和NaOH为原料,采用沸腾回流法制得了一系列不同质量比的α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）及紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等多种手段对产物做了表征。以五氯酚为目标降解物,考察了模拟太阳光照下样品的光催化效果。结果表明,将球形α-Fe₂O₃负载于改性煤矸石表面可有效提高其光催化活性,且α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂的性能与α-Fe₂O₃的含量有关,当α-Fe₂O₃与煤矸石的质量比为30∶100时,样品的光催化效果最佳,180 min内即可将五氯酚降解完全。此外,α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂还具有可重复使用的特点。     

高温烟气中煤焦气化行为

针对高温烟气中煤焦的气化行为，本文采用FactSage 6.1计算了煤焦在高温烟气下的高温反应特性，并利用热重分析仪分析了煤焦气化行为。通过沉降炉实验进一步研究了不同温度、气体配比、粒径条件下气体产物的动态析出特性，同时计算了评价指标α、β、LHV值。结果表明：随着温度的升高，气体产物H₂和CO的含量增加，β、α、LHV值增大，CH₄和CO₂的含量下降。在温度为1200℃时，β、α值分别由CO₂/CO比为10∶70时的10.80%、5.21%增加到CO₂/CO比为50∶30时的24.71%、41.06%。同时，随着CO₂/CO比值的增大，高温烟气对煤焦气化反应抑制减弱。通过对比反应温度和粒径对煤焦气化反应的影响，得出反应温度远大于粒径对煤焦气化反应的影响。通过实验验证了向高温烟气中喷吹煤焦制备高品质可燃气体方法的可行性。     

冰刀用高强韧Si3N4陶瓷的制备与性能研究

以α-Si₃N₄粉为原料,MgO-La₂O₃-Lu₂O₃为三元复合烧结助剂,采用气压烧结工艺制备Si₃N₄陶瓷条,研究烧结助剂及添加β-Si₃N₄增强相对Si₃N₄陶瓷微观结构及力学性能的影响。结果表明,三元复合烧结助剂促进了烧结的致密化,提高了材料的力学性能,在最高烧结温度1 750 ℃、复合烧结助剂添加量8%(质量分数)时,得到密度为3.172 8 g/cm³、维氏硬度达到15.85 GPa、断裂韧性和抗弯强度分别为9.69 MPa·m^1/2和1 029 MPa的冰刀用Si₃N₄陶瓷。添加β-Si₃N₄材料的断裂韧性得到提高,最高达到10.33 MPa·m^1/2。Si₃N₄陶瓷本身的高硬度与加入的稀土氧化物使得所制备冰刀的硬度与润滑性能得到提高,表面性能优良。     

不同晶型纳米二氧化锰制备及对亚甲基蓝吸附性能

以高锰酸钾（KMnO₄）为氧化剂、硫酸亚铁铵[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]为还原剂,用水热氧化还原反应制备了层状δ-二氧化锰和隧道型α-二氧化锰纳米材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮气吸-脱附技术对产物的晶型、形貌及孔结构进行了表征。实验结果表明,δ-二氧化锰呈花状微球形貌,具有介孔结构（平均孔径为3.4 nm）,BET比表面积为219 m²/g;α-二氧化锰呈纳米线束形貌,具有部分介孔结构（平均孔径为35.7 nm和154.6 nm）,BET比表面积为26 m²/g。研究了不同晶型纳米二氧化锰对亚甲基蓝的吸附性能。实验结果表明,在相同条件下α-二氧化锰的吸附性能优于δ-二氧化锰,且在碱性环境下吸附效果较好。当反应时间达到120 min时,α-二氧化锰和δ-二氧化锰对亚甲基蓝的去除率分别为84.4%和82.9%。     

一碳化合物生物利用和转化研究进展

一碳化合物(包括CO₂、CO、甲烷、甲醇、甲酸等)来源广泛,价格低廉,并且有望通过光催化、电催化等实现绿色、可持续生产,被认为是下一代生物制造的理想原料。自然界中广泛存在多种能够天然利用一碳化合物的微生物,对这些微生物开展研究,并进行改造和利用,使其以一碳资源为原料合成能源和化学品,对于降低对传统化石资源的依赖,实现绿色、可持续发展具有重要意义。本文主要概述各种一碳化合物的原料来源,包括传统化石资源和可再生原料、一碳化合物微生物利用途径以及各种一碳利用微生物及其改造合成燃料和化学品的相关研究进展,并对近年来构建合成型一碳转化体系的相关研究进行总结,最后分析了一碳化合物生物转化面临的挑战并对未来研究方向进行展望。     

高黏度、高黏度指数和低凝点聚α-烯烃润滑油基础油的合成

在Al Cl3催化剂作用下,将癸烯与1-n C18按不同比例合成高性能聚α-烯烃基础油,考察反应温度、反应时间和C10与C18质量分数对混合齐聚反应的影响,采用响应面法设计实验,并对实验条件进行最优选择。结果表明,在实验条件下,用癸烯与1-n C18烯烃混聚可制备高性能的润滑油基础油。响应曲面法分析中,对黏度交互影响最显著的因素是时间A和温度B,最佳取值为3 h和50℃;对黏度指数交互影响最显著的因素是时间A和温度B,最佳取值为3 h和75℃;对倾点交互影响最显著的因素是时间A和温度B,最佳取值为3 h和25℃;对收率交互影响最显著的因素是时间A和C10与C18质量分数C,最佳取值为3 h,C10与C18质量分数分别为100%和15%。