分子筛固载化三氯化铁的制备及催化性能研究

采用萘与异丙醇的烷基化合成路线,考察了改性分子筛的催化性能以及反应条件对异丙基化反应的影响。以分子筛为载体,采用离子交换法制备了固载FeCl₃的HM（H-SAPO-11、HZSM-5）分子筛催化剂,采用XRD、扫描电镜/X射线能谱仪（SEM/EDS）、BET、FT-IR对催化剂做了表征;在微分反应器上考察了改性分子筛的催化性能和反应条件对萘异丙基化反应的影响。当FeCl₃在HM上的固载量（质量分数,下同）从10%增至50%时,萘的转化率也随之增大。对50%Fe/HM分子筛催化剂,在原料配比为n（萘）∶n（异丙醇）∶n（环己烷）=1∶2∶10、催化剂质量为2 g、质量空速为1 h^-1、反应温度为280 ℃的条件下,萘转化率为61.4%,2,6-DIPN的收率为38.4%,β,β-DIPN选择性为84.6%。     

H2O2/乙腈体系下MgO催化环己酮Baeyer-Villiger绿色氧化合成ε-己内酯的研究

在H₂O₂/乙腈体系下以沉淀法制备的MgO为催化剂催化Baeyer-Villiger（B-V）氧化环己酮合成ε-己内酯,考察了制备条件和反应条件对环己酮转化率和己内酯收率的影响。根据实验结果,Mg(NO₃)₂·6H₂O为前体,在煅烧温度为600℃、煅烧时间为2 h时制备MgO氧化性能最佳,由X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）进行了分析,可知随温度升高MgO粒径逐渐增大,500~800℃范围内,MgO晶粒尺寸由9.53 nm增大到29.49 nm。在n（催化剂）∶n（环己酮）=0.45∶1、n（乙腈）∶n（环己酮）=12∶1、n（双氧水）∶n（环己酮）=10∶1、70℃、6 h时获得环己酮转化率95.2%及ε-己内酯收率83.1%。对双氧水B-V氧化环己酮机理进行了深入的研究,采用在线原位红外光谱对反应进行实时监测与分析,验证了其过氧缩酰胺反应路径。     

五元环氟化物的合成及应用

综述了以双环戊二烯（DCPD）、六氯环戊二烯（HCCPD）或八氯环戊烯（OCP）为起始原料合成1,2-二氯六氟环戊烯（F6-12）、1,3-二氯六氟环戊烯（F6-13）、1-氯七氟环戊烯（F7-1）、1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷（F7A）、1,1,2,2,3,3-六氟环戊烷（F6A）、顺式-1,1,2,2,3,3,4,5-八氟环戊烷（cis-F8A）、八氟环戊烯（F8E）、3,3,4,4,5,5-六氟环戊烯（F6E）、1,3,3,4,4,5,5-七氟环戊烯（F7E）等系列五元环氟化物的合成路线，以及五元环氟化物在电子清洗、电子刻蚀、合成电子氟化液的应用。提出了五元环氟化物的合成研究重点是新型合成路线的开发、高催化活性且对人体健康无害的过程催化剂的开发，以及无污染化工艺过程的开发，而应用研究重点是开发五元环氟化物的电子级产品以及开发五元环氟化物的下游产品。     

预成型高岭土干胶转化合成NaY型分子筛

通过干胶转化法制备了整体式NaY分子筛,采用XRD、SEM及XRF分析表征原料及产物,系统考察了合成体系的n（SiO₂）/n（Al₂O₃）、n（Na₂O）/n（SiO₂）、水量、晶化温度和晶化时间对整体式NaY分子筛制备的影响。结果表明,合成体系n（SiO₂）/n（Al₂O₃）=7.5时,骨架硅铝比（二氧化硅与氧化铝物质的量比）最大为6.12;n（Na₂O）/n（SiO₂）逐渐增大,整体式NaY分子筛结晶度逐渐升高,当n（Na₂O）/n（SiO₂）增至0.35时,会导致P型分子筛的生成;晶化温度从90 ℃逐渐增至120 ℃时,整体式NaY分子筛结晶度也随之升高;在110 ℃下晶化20 h,产物的结晶度达到98%并趋于稳定。干胶转化制备整体式NaY分子筛必须有水的参与,n（H₂O）/n（SiO₂）为4.2左右对反应物的成型及整体式NaY分子筛的晶化较为适宜。     

酯基三甲氧基有机硅季铵盐的合成及其表面活性

以硬脂酸、N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)和γ-氯丙基三甲氧基硅烷为原料合成酯基三甲氧基有机硅季铵盐,采用FTIR,ESI-MS和1HNMR对中间体及终产物进行了结构表征,结果与目标结构一致。通过正交试验,得到中间体硬脂酸二甲基乙醇胺酯的优化合成工艺条件:反应温度为180℃,反应时间为8 h,n(硬脂酸)∶n(DMEA)=1∶1.6,催化剂用量为原料总质量的0.5%。季铵化合成产物的优化工艺条件:在N2保护下,反应温度为110℃,n(硬脂酸二甲基乙醇胺酯)∶n(γ-氯丙基三甲氧基硅烷)=1∶1.4,催化剂用量为原料总质量的0.5%,反应时间为28 h。并通过稳态荧光法测得产物在298 K下的临界胶束浓度为0.009 3 g·L-1。     

季铵化聚醚氨基硅油的制备及其在针织物上的应用

采用本体聚合的方法以线性体α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯改性二甲基硅氧烷和偶联剂N,β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷为原料在碱的催化作用下生成聚醚氨基硅油,再加入非离子乳化剂TO-6/9和对甲基苯磺酸甲酯制得季铵化聚醚氨基硅油乳液。本文研究了反应时间、催化剂用量等对反应产物粘度的影响,采用红外光谱对产物结构进行表征;并将自制的季铵化聚醚氨基硅油与市面上常用三元共聚嵌段硅油的应用性能进行了对比。结果表明经季铵化聚醚氨基硅油处理的织物在亲水性及抗黄变等方面均优于普通的嵌段硅油。     

新型含硅丙烯酸酯乳液的制备及拒水应用

采用半连续种子乳液聚合法,以多乙烯基硅油〔Si(Tri)〕、γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(TRIS)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AIBA)为引发剂,阳离子型乳化剂十八烷基聚醚丙烯酸酯三甲基氯化铵(OATAC)和非离子型乳化剂异构十三醇聚氧乙烯基醚(DNS500)为复配乳化剂,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联剂,制备出具有核壳结构的含硅丙烯酸酯乳液型拒水剂。研究了有机硅组分中Si(Tri)与TRIS的配比、GMA用量以及有机硅组分用量对乳液常规性能、乳胶膜对水接触角、吸水率以及整理后棉织物拒水效果的影响。结果表明,所合成的含硅丙烯酸酯乳液具有明显的核壳结构;当w(Si)=30%,m〔Si(Tri)〕∶m(TRIS)=25∶75,w(GMA)=2%时,乳胶膜的对水接触角为115.75°,吸水率为3.23%(12 h),整理后棉织物的淋水评分达到90分,拒水效果优异。     

有机硅季铵盐抗菌整理剂的合成工艺研究

首先以八甲基环四硅氧烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷为原料合成氨基聚硅氧烷,最佳反应温度为130℃、反应时间为4 h;再经季铵化制得有机硅季铵盐抗菌整理剂,最佳反应条件为：反应温度80℃、反应时间4 h、氨基聚硅氧烷与季铵化试剂摩尔比1：2.0。织物抗菌整理实验表明,整理后的织物具有良好的抗菌性能,当抗菌整理剂用量为1...     

羟基改性聚对亚苯基苯并二唑单体3,3′-二氨基-4,4′-二羟基联苯盐酸盐的合成

为改进聚对亚苯基苯并二唑（PBO）纤维复合黏结性能差等缺点，在苯环上引入极性基团羟基进行化学分子结构改性，3,3′-二氨基-4,4′-二羟基联苯盐酸盐（DADHBP·2HCl）是羟基改性PBO的关键单体。以4,4′-二羟基联苯（DHBP）为原料经硝化、还原反应合成得到中间体3,3′-二硝基-4,4′-二羟基联苯（DNDHBP）和羟基改性PBO的单体DADHBP·2HCl，并对其反应条件进行了优化。结果表明：对于硝化反应，以甲苯、冰乙酸的混合液为反应溶剂，n(DHBP)∶n(HNO₃)=1∶2，反应温度5℃，反应时间2.5h，收率81.39％，高效液相色谱（HPLC）纯度(质量分数)92.43％；还原反应，n(DNDHBP)∶n(FeSO₄·7H₂O)=1∶9，乙醇为溶剂，七水合硫酸亚铁为助剂，n(DNDHBP)∶n(N₂H₄·H₂O)=1∶5.5，反应温度78℃，反应时间9h，热过滤，滤饼盐酸精制后得到DADHBP·2HCl，收率67.16%，HPLC纯度（质量分数）98.20%。中间体和产物结构经红外光谱、核磁氢谱和电喷雾质谱表征确认。     

β-FeOOH改性蒙脱土复合过氧化氢对罗丹明B的降解

用不同物质的量的β-FeOOH对蒙脱土（MMT）进行改性制备出一系列β-FeOOH-MMT（x）,并将其与过氧化氢（H₂O₂）联用降解罗丹明B（RhB）。考察了RhB模拟废水脱色的影响因素,并研究了不同处理方法的协同效应。结果表明：在pH为5.2、β-FeOOH-MMT（3.5）用量为2 g/L、n（H₂O₂）∶n（Fe）=50∶1条件下搅拌10 min,对20 mg/L的RhB去除率可高达89.3%;对β-FeOOH-MMT（x）进行了拉曼光谱和扫描电镜表征。β-FeOOH-MMT（3.5）表现出丰富的孔结构;β-FeOOH-MMT（3.5）和H₂O₂对降解RhB模拟废水产生了协同效应,降解反应较为接近表观一级动力学,速率增强因子可达到29.32。     

乙醇辅助氨基改性NCR-MCM-48分子筛的制备及其对Cr(VI)的吸附性能

以稻壳灰提纯出的硅胶为无机组装硅源,乙醇为辅助试剂,通过水热合成法制备了CR-MCM-48分子筛,并对其氨基改性接枝制备NCR-MCM-48介孔分子筛。实验探讨了硅钠比、晶化温度、晶化时间及乙醇含量对CR-MCM-48介孔结构和形貌的影响。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂吸附-脱附曲线和红外光谱(FT-IR)对合成材料进行了结构和形貌表征,并对NCR-MCM-48介孔材料吸附水溶液中Cr(VI)的性能进行了评价。结果表明,当物料摩尔比n(Si)∶n(CTAB)∶n(H₂O)∶n(NaOH)∶n(C₂H₅OH)=1.0∶0.65∶62∶0.625∶0.25,晶化温度为393 K,晶化时间为72 h,焙烧温度为823 K时,组装合成的CR-MCM-48介孔材料有序度最好。热力学分析结果表明,NCR-MCM-48对Cr(VI)的吸附是自发、吸热反应。在吸附温度为308 K、pH=2.0、吸附时间为150 min的条件下,NCR-MCM-48吸附剂对Cr(VI)的最大吸附容量为88.9 mg·g^-1。     

C6H11NO/nCF3SO3H型低共熔溶剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩

通过简单加热并搅拌己内酰胺（C₆H₁₁NO）和三氟甲磺酸（CF₃SO₃H）的混合物合成了C₆H₁₁NO/nCF₃SO₃H（n=0.25，0.5，1）型酸性低共熔溶剂。利用红外光谱（FTIR）和氢谱（¹HNMR）确定了C₆H₁₁NO/nCF₃SO₃H的结构特征。以C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H低共熔溶剂和H₂O₂组成萃取-氧化脱硫系统，并将其应用于脱除模拟油中的二苯并噻吩（DBT）。研究n(CF₃SO₃H)∶n(C₆H₁₁NO)、反应温度、O/S、C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H的加入量和不同类型的硫化物对脱硫效果的影响。实验结果表明，在模拟油体积为5mL、n(CF₃SO₃H)∶n(C₆H₁₁NO)=0.5、反应温度为60℃、 O/S=6、C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H的加入量为1.0mL的最佳反应条件下，C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H对DBT、4,6-DMDBT、BT和真实油的脱硫率分别达99.4%、98.6%、83.6%和61.6%。红外表征分析了DBT与DESs之间存在相互作用，这种作用促进了氧化脱硫的进程。催化剂5次循环反应以后，其脱硫率仍高达91.9%，表明C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H低共熔溶剂具有较高的脱硫性能和稳定性。     

EMIES/nC9H10O2基低共熔溶剂的制备及其氧化脱硫活性的研究

通过简单加热1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯（EMIES）离子液体和3-苯丙酸（C₉H₁₀O₂）的混合物，制备了一系列酸性低共熔溶剂EMIES/nC₉H₁₀O₂（n=0.25,0.5,1,2,4）。通过FTIR，¹H NMR和TGA的表征，确定EMIES/nC₉H₁₀O₂的结构。以该低共熔溶剂为催化剂和萃取剂，H₂O₂为氧化剂，组成氧化-萃取脱硫体系，用于脱除模拟油中的硫化物。考察了原料配比、反应温度、氧硫比（O/S）、低共熔溶剂加入量和不同硫化物对脱硫性能的影响。结果表明，在EMIES和C₉H₁₀O₂摩尔比为1∶1，反应温度为50℃，O/S比为8，低共熔溶剂加入量为1.5 g和模拟油5 ml的反应条件下，二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩和苯并噻吩的脱除率分别为94.8%、91.6%和46.4%。低共熔溶剂可循环使用6次，活性无明显下降。此外，对该氧化-萃取脱硫体系的脱硫机理进行了探讨。     

NPEAA与AEPH共改性苯基含氢硅油的制备及其破乳性能

以氯铂酸为催化剂，异丙醇为溶剂，以自制的丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯（NPEAA）与烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基封端聚醚（AEPH）为原料，共同改性苯基含氢硅油合成了聚硅氧烷稠油破乳剂（NAEPHS），以Si—H转化率和表面张力为衡量指标，探讨不同因素对NAEPHS的影响规律，确定最佳合成条件：温度110℃，n(Si—H)∶n(C—C)为1∶1.10，反应时间5.5h，催化剂用量30μg/g时，NAEPHS的Si—H键的转化率为94.06%、表面张力为26.46mN/m。并用红外光谱、核磁氢谱作结构表征。采用吊片法和荧光光谱仪测得其临界胶束质量浓度CMC为0.6g/L，最低表面张力为26.48mN/m。将其应用于陈庄稠油模拟乳状液破乳，在NAEPHS浓度0.6g/L，破乳温度45℃，破乳时间1.5h的条件下，脱水率为89.7%，脱出水中含油量为189.7mg/L。根据Turbiscan Lab稳定性分析仪谱图和TSI测试结果得出，破乳效果明显优于其他3种市售破乳剂。通过对体系黏度、油水界面张力和破乳过程综合推测，NAEPHS分子的破乳机理为顶替或置换机理。     

苯酚型低共熔溶剂中硫酸钛作为催化剂高效氧化脱硫

低共熔溶剂广泛应用于氧化脱硫过程,开发新型的低共熔溶剂并进一步提升脱硫效果具有重要的意义。 以氯化胆碱为氢键受体,苯酚为氢键供体合成了ChCl/2Ph型低共熔溶剂。通过FT-IR和¹H NMR证实了苯酚和氯化胆碱之间存在氢键作用。以苯酚型低共熔溶剂为萃取剂,双氧水为氧化剂,硫酸钛为催化剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩。考察了反应温度、V(ChCl/2Ph)/V(Oil)、n(H₂O₂)/n(S)、催化剂用量以及硫化物类型对脱硫率影响。实验表明最佳反应条件如下：模拟油量为5 ml,V(ChCl/2Ph)/V(Oil)=2∶10, n(H₂O₂)/n(S)=6,催化剂用量为0.01 g,反应温度为40℃,反应时间180 min。在此条件下脱硫率可以达到98.2%。求得体系的表观活化能为41.9 kJ/mol。含有催化剂的低共熔溶剂相可以重复使用5次且活性没有明显降低。机理研究表明形成钛的过氧化物和Br?nsted酸性是具有较高脱硫活性的关键。     

铜吡啶配合物催化合成1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇

目前1-烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基化合物的合成主要是以醛酮法为主。醇法合成虽然醇价格便宜，但合成效率很低。为解决这一问题，本文对醇法合成工艺进行了深入探讨，并以乙醇和4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基（ZJ-701）为原料，30%过氧化氢为氧化剂，氯化铜和吡啶配合物为催化剂，通过氧化和自由基偶合合成了1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇，通过红外光谱、核磁共振谱和质谱表征了其结构。通过实验进一步优化了反应时间、温度等一系列合成条件。研究结果表明：当反应时间为12h，反应温度为78℃，n(ZJ-701)∶n(乙醇)∶n(H₂O₂)∶n(CuCl₂)∶n(吡啶)=1∶39.25∶17.01∶0.034∶0.36时，产品产率最高，为60.6%，质量分数为98.8%，熔点为87～90℃。该方法具有原料乙醇便宜易得、反应条件温和、产品提纯容易等优点。     

反式PBO的AA型单体2,5-二氨基对苯二酚盐酸盐的合成

针对反式构型的聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维杂环分子直线性更好、相比顺式PBO来说反式PBO的力学性能和光电性能更加优异等特点,提出了以四氯苯醌（TCQ）为原料经氨解和加氢还原等反应合成得到中间体2,5-二氨基-3,6-二氯苯醌（DADCQ）和反式PBO的AA型单体2,5-二氨基对苯二酚盐酸盐（DAQH?2HCl）,并对其反应条件进行了优化。结果表明：对于氨解反应,以乙腈和乙醇混合液为溶剂,反应温度74℃,n(TCQ)∶n(NH₃·H₂O)=1∶4,反应时间5h,DADCQ收率83.84%,HPLC纯度96.37%;加氢还原反应,5% Pd/C为催化剂,m(5% Pd/C)∶m(DADCQ)=1∶20,水为溶剂,反应温度50℃,氢压0.2～0.6MPa下反应6h后,经浓盐酸析出得到DAQH?2HCl,收率94.74%,HPLC纯度98.90%。中间体和产物结构经FTIR、¹H NMR和EI-MS表征确认。     

ZSM-5沸石分子筛膜的制备及脱盐性能研究

淡水资源日益短缺,发展膜法海水淡化技术是满足世界淡水供应需求的重要途径,但是寻找合适的膜材料依然是人类面临的挑战。ZSM-5沸石分子筛膜（简称沸石膜）具有规则的孔道结构、合适的孔径尺寸（0.51~0.56 nm）以及可调变的硅铝比,在有机物脱水分离应用中展示了优异的选择性及良好的渗透性和稳定性。基于其孔径尺寸介于水分子和盐离子之间,其在海水淡化脱盐领域也具有应用潜力。在大孔α-Al₂O₃载体上采用二次生长法制备了ZSM-5沸石膜,考察了晶化时间与合成液的硅铝比对ZSM-5沸石膜成膜和渗透蒸发脱盐性能的影响,并采用XRD、SEM、EDS与水接触角表征了合成膜的相结构与结晶度、骨架组成表面特性等膜的结构性质。结果表明：通过二次水热法采用合成液摩尔配比为n（Al₂O₃）∶n（SiO₂）∶n（Na₂O）∶n（NaF）∶n（H₂O）=0.05∶1∶0.21∶1.01∶55的合成液在175℃下晶化48 h为最佳的合成条件,制备了Si/Al比为10、接触角为17.5°的亲水纯相致密ZSM-5沸石膜,并在75℃下对3.5%（质量）的NaCl水溶液进行了渗透蒸发测试,水的通量和盐离子截留率达到8.35 kg·m^-2·h^-1和99.99%,且性能在60 h的时间依存性测试后依然稳定,表现出了很高的海水淡化工业应用潜力。