反应精馏耦合离子液体萃取精馏工艺分离碳酸二甲酯和甲醇联产丙二醇甲醚

采用反应精馏耦合萃取精馏工艺,即反应精馏工艺中引入环氧丙烷反应剂,在消耗部分甲醇的同时,联产高附加值的丙二醇甲醚;萃取精馏工艺中选用离子液体为萃取剂,在实现甲醇-碳酸二甲酯共沸物高效分离的同时进一步降低成本。使用COSMO-RS模型从25种阳离子与25种阴离子的组合中筛选出最优离子液体[HMIM][PF₆],并对体系汽液平衡进行预测,从而设计出合理的分离工艺,使用Aspen Plus V11.0软件模拟并优化工艺流程。通过量子化学计算,利用独立梯度模型及分子表面电荷屏蔽密度分布曲线解释分离机理。模拟结果表明,年总费用相较于常规萃取精馏工艺降低约13.67%。同时,联产丙二醇甲醚带来的额外经济效益为13.4×10⁶$/a。     

胍类氨基酸离子液体捕集烟气中CO2实验研究

目的 通过开展胍类氨基酸离子液体捕集烟气中CO₂性能研究实验,找到吸收性能好、溶剂损失少和能耗低的新型CO₂吸收剂。方法 以四甲基胍(TMG)为阳离子,赖氨酸(Lys)、丙氨酸(Ala)和天冬氨酸(Asp)为阴离子,制备了[TMG][Lys]、[TMG][Ala]和[TMG][Asp]3种低黏度胍类氨基酸离子液体,并对其脱碳性能进行评价。结果 碱性较大的[TMG][Lys]具有较高CO₂吸收量,在常压、45℃、80 mL/min的条件下,吸收量为0.64 mol CO₂/mol IL。水的加入对CO₂的吸收有积极的影响,30%(w)[TMG][Lys]水溶液的吸收量增加到0.99 mol CO₂/mol IL,且经过5次吸收-解吸循环后仍能达到0.81 mol CO₂/mol IL。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(¹H-NMR)对[TMG][Lys]的脱碳机理进行分析,CO₂...     

铁基磁性离子液体萃取耦合催化氧化燃油深度脱硫

以1,8-二氮杂二环[5.4.0]壬-7-烯（DBU）为阳离子,利用两步合成法制备了铁基的磁性离子液体（MIL）[C₄DBU]Cl/2FeCl₃,将其作为一种高效的催化剂和萃取剂用于萃取-催化氧化脱硫,氧化剂选用H₂O₂,实现了对噻吩类硫化物的深度脱除。使用红外光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪和振动样品磁强计对[C₄DBU]Cl/2FeCl₃进行表征,采用高效液相色谱法对脱硫产率进行检测。考察了不同参数下该MIL对模拟油中硫化物的脱除效果,优化了反应条件,提出了可能的脱硫机理。结果表明,在反应温度为60℃、反应时间为100 min,[C₄DBU]Cl/2FeCl₃用量为1.0 g、氧硫比（摩尔比）为5的条件下,[C₄DBU]Cl/2FeCl₃对二苯并噻吩脱除率最高,达到了98.38%。各种硫化物的脱除效果为二苯并噻吩>4,6-二甲基二苯并噻吩>苯并噻吩>噻...     

基于离子液体的乙腈-乙醇-水共沸体系节能分离

乙腈生产过程中产生的乙腈-乙醇-水物系,由于在常压下产生了3种二元共沸物和1种三元共沸物,采取常规精馏无法对物系进行有效分离,因此基于COSMO-SAC理论对具有应用潜力的4种离子液体进行筛选,选定1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯([DMIM][DMP])作为分离乙腈-乙醇-水物系的适宜萃取剂,并利用σ-谱图对离子液体与该物系的作用机理进行分析;采用Aspen Plus软件建立了基于离子液体分离乙腈-乙醇-水物系的萃取精馏流程。以年度总费用(TAC)最低为优化目标,并将CO₂排放成本计入目标函数中进行流程优化。在此基础上,为了更有效节能,进一步设计优化了热泵精馏萃取分离流程。最终热泵精馏流程TAC比常规流程降低16.82%,CO₂排放费用减少了23.35%。     

基于COSMO-RS的分离甲醇-碳酸二甲酯的离子液体溶剂筛选

基于COSMO-RS,以碳酸二甲酯(DMC)选择度为考察指标,研究了离子液体在分离甲醇-DMC体系中的应用;通过与实验数据对比,验证了COSMO-RS预测离子液体分离能力的准确性。通过对26种阴离子与27种阳离子组成的702种离子液体进行筛选以及对表面电荷密度分布进行分析,探讨了阴阳离子对共沸物分离效果的影响,并筛选出5种对DMC选择度较高的阴离子,选择度顺序为[PF_6][Tf_2N][BTI][B(CN)_4][BF_4];阳离子对DMC选择度影响较小,但碳链或支链增加能提高离子液体对DMC的选择度。根据筛选结果,离子液体[hmim][PF_6]在甲醇-DMC共沸物分离中具有一定的应用前景。     

pH调节剂对MoVTeNbOx结构及催化性能的影响

采用水热合成法制备了MoV_0.33Te_0.23Nb_0.13O_x催化剂，通过在制备过程中加入HCl,HNO₃,H₂SO₄,H₃PO₄四种不同酸源调节前体溶液pH，以丙烯一步氧化制备丙烯酸为探针反应，考察了不同pH调节剂对催化剂结构和性能的影响，利用XRD、N₂吸附-脱附、H₂-TPR、NH₃-TPD和XPS等方法对催化剂进行表征。实验结果表明，使用H₃PO₄调节pH不利于活性相的形成，使用不同酸源调节pH会改变催化剂表面元素不同价态的分布。与其他催化剂相比，使用HCl调节pH制备的催化剂的比表面积和孔体积最大，更易被还原且酸强度较弱。在360℃的反应温度下，该催化剂的性能最佳，丙烯酸的选择性和收率可达61.89%和50.47%。     

新型马尿酸盐类离子液体的腐蚀性与摩擦学性能

设计开发了3种马尿酸盐类离子液体：1-丁基-3-甲基咪唑马尿酸盐离子液体[BMIM][Hip]、胆碱马尿酸盐离子液体[CHO][Hip]和三丁基十四烷基鏻马尿酸盐离子液体[P₄₄₄₁₄][Hip],通过电化学和摩擦学方法分别考察了这3种离子液体对低碳钢的腐蚀性,及其作为润滑剂对钢/钢摩擦副的摩擦学性能,并与传统1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIM][BF₄])进行比较。结果表明：传统离子液体[BMIM][BF₄]对低碳钢的腐蚀性较强;合成的3种离子液体对低碳钢的腐蚀性均非常弱,其中[CHO][Hip]对低碳钢的腐蚀性最弱;此外,合成的3种离子液体在钢/钢摩擦副上均表现出优异的摩擦学性能,使用[BMIM][Hip],[CHO][Hip],[P₄₄₄₁₄][Hip]润滑时摩擦副的磨损量分别为使用[BMIM][BF₄]润滑时磨损量的9.3%,5.3%,18.1%。     

基于三蝶烯结构聚酰亚胺膜的制备及其H2/轻烃分离性能

针对微孔聚合物膜较低的通量和较差的溶解性，通过2,3,6,7-四甲酸三蝶烯二酐单体与2,2-双三氟甲基联苯胺的缩聚反应，制备了一种具有自具微孔的三蝶烯聚酰亚胺(T-PI)化合物。三蝶烯基团的引入使得T-PI易溶于多种常用的有机溶剂，且热稳定性良好。将T-PI制备成气体分离膜，T-PI膜对H₂和CO₂的渗透系数分别达到了518 barrer和810 barrer,对CO₂/CH₄的理想选择性达到了21.9,接近Robeson气体分离上限(2008年)。将T-PI膜用于H₂和5种轻烃混合气的分离，在0.4 MPa的跨膜压差下，T-PI膜可将H₂体积分数从32.9%提高到73.7%,表明T-PI膜在低压差下实现H₂/轻烃分离的潜力。     

乳酸基低共熔溶剂中钼酸铵催化氧化脱硫性能研究

以己内酰胺为氢键受体、乳酸为氢键供体,合成了乳酸基低共熔溶剂,通过傅里叶变换红外光谱和氢核磁共振波谱分析表征确定了己内酰胺和乳酸间的氢键作用。以二苯并噻吩（DBT）与正辛烷混合得到的模拟油（简称DBT模拟油）为原料,以乳酸基低共熔溶剂为萃取剂和助催化剂、过氧化氢（H₂O₂)为氧化剂、钼酸铵为催化剂进行氧化脱硫试验,考察反应温度、n(H₂O₂)/n(DBT)、钼酸铵加入量、剂油体积比及硫化物类型对模拟油脱硫率的影响,确定最佳反应条件：反应温度为70 ℃,反应时间为100 min,n(H₂O₂)/n(DBT)为6∶1,钼酸铵质量浓度为4 g/L,剂油体积比为1∶10。在最佳反应条件下,DBT模拟油、4,6-二甲基二苯并噻吩模拟油和苯并噻吩模拟油的脱硫率分别为100%,98%,78%。脱硫反应重复进行5次后,乳酸基低共熔溶剂对DBT模拟油的脱硫率仍可达到95%,具有较好的重复使用性能。     

异丙醇-水-1-乙基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-乙基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([EMIM][BF_4])(摩尔分数约为10%,20%,30%)的异丙醇-水物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,加入[EMIM][BF_4],使汽液平衡线偏离了异丙醇-水二组分物系的汽液平衡线,[EMIM][BF_4]含量越大,汽液平衡线偏离程度越大。[EMIM][BF_4]表现出盐效应,使异丙醇对水的相对挥发度发生了改变,消除了异丙醇-水物系的共沸点。[EMIM][BF_4]含量越大盐效应越明显,随[EMIM][BF_4]含量的增加,异丙醇对水的相对挥发度增加。[EMIM][BF_4]可作为异丙醇-水物系萃取精馏的溶剂,适宜的[EMIM][BF_4]摩尔分数约为20%。     

Ni-MoO3/SG的制备及其催化氧化脱硫性能

以Ni-MoO₃为活性组分、硅胶（SG）为载体,采用溶胶-凝胶法合成Ni-MoO₃负载量（w）为n%的催化剂n%-Ni-MoO₃/SG（n＝2.0,5.0,7.0）。利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附及X射线光电子能谱（XPS）对催化剂的结构进行表征。以Ni-MoO₃/SG为催化剂、H₂O₂为氧化剂、乙腈为萃取剂研究了模拟油中的二苯并噻吩（DBT）的脱除,分别考察了Ni-MoO₃负载量、反应温度、催化剂用量、氧硫比（O/S）、萃取剂加入量及硫化物类型对脱硫效果的影响。试验结果表明,在最佳反应条件下Ni-MoO₃/SG对DBT、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）、苯并噻吩（BT）模拟油的脱硫率分别为99.4%,93.6%,99.1%,且回收利用5次后对DBT模拟油的脱硫率仍可达到93.7%。     

一种聚集体溶垢剂对硫酸钡的溶解性能研究

以乙二胺四乙酸钠四水合物(Na₄EDTA·4H₂O)为单体与1,3-二氯丙烷反应合成了两个聚集体溶垢剂(二聚体QG1和四聚体QG2)。使用红外光谱对QG1和QG2的分子结构进行了表征，评价了溶垢剂对硫酸钡(BaSO₄)的溶解性能，并对溶垢机理进行了分析。溶垢性能评价结果表明，与Na₄EDTA·4H₂O相比，QG1与QG2聚集体溶垢剂对BaSO₄具有更好的溶解能力，且溶垢率随分子结构中聚集体数目的增加而增加。溶垢机理分析结果表明，两种聚集体溶垢剂对BaSO₄具有优异溶解性能的原因在于聚集体结构增加了溶垢剂分子与钡离子的络合稳定常数，且随着分子结构中聚集体数目的增多，络合稳定常数越大。QG1与QG2对Ba²⁺的络合稳定常数分别达到了12.51和18.54,而Na₄EDTA·4H₂O对Ba²⁺的络合稳定常数仅为8.54。     

MOF-199固载过氧化磷钨酸盐催化剂的制备及其在柴油脱硫中的应用

采用简易的原位合成法合成了过氧化磷钨酸盐(TBA)₃PW₄封装于MOF-199孔道内的固载型催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199,借助电感耦合等离子体(ICP)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、场发射扫描电子显微镜(SEM)及N₂吸附-脱附等温曲线(BET)等分析手段对催化剂样品(TBA)₃PW₄@MOF-199的组成、稳定性及形貌进行了表征。采用含苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT) 4种硫源的多组分模拟柴油与萃取剂组成的液-液双相系统,以双氧水为氧化剂,对催化剂的脱硫活性进行了探究,并探讨了催化剂用量、氧化剂用量及反应温度对脱硫效率的影响。结果表明：在最佳反应条件(反应温度70 ℃、催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199用量40 mg、H₂O₂用量0.26 mmol、模拟柴油体积0.75 mL及萃取剂［Bmim］PF₆体积0.75 mL)下,催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199的脱硫效率可以在80 min内达到99.9%,同时重复使用8次,脱硫效率仍保持在91%以上。该催化剂优异的催化脱硫活性及稳定性使其在工业应用上具有一定的前景。     

有机抽提物中硫的简易快速微量测定三角瓶接触燃烧法

原理样品在充满氧气的三角瓶中,以白金丝为接触剂进行燃烧分解,用含有H₂O₂的水溶液为吸收液,燃烧时,有机硫转变为硫的氧化物（SO₂或SO₃）,溶于水中生成H₂SO₄和H₂SO₃,H₂SO₃经H₂O₂氧化亦成H₂SO₄.煮沸除去CO₂,以甲基红-次甲基蓝作为指示剂,用NaOH滴定.      

生物质焦的制备及VOCs吸附性能研究

以生物质废弃物（稻壳、核桃壳、橘皮）为原料制备生物质焦吸附剂;采用水蒸气活化扩孔,以H₃PO₄或H₂O₂对生物质焦进行改性,强化其苯吸附性能;研究了生物质得焦率和吸附性能的影响因素。结果表明：随着热解温度的升高,3种生物质得焦率均逐渐降低,稻壳的得焦率明显高于核桃壳和橘皮;红外光谱分析证实3种吸附剂表面均含有C—H键,稻壳焦表面还存在大量的C—O键,而橘皮焦表面存在含有C≡N键的芳香族氰化物;3种原始生物质焦中核桃壳焦的苯吸附效率较高,稻壳焦相对较低,经过水蒸气活化扩孔后,稻壳焦的苯吸附脱除效率在处理60 min时仍能维持在85%以上,H₃PO₄改性稻壳焦的苯吸附脱除效率也达到80%以上,而H₂O₂改性的稻壳焦对苯的吸附性能未发生明显变化。     

H2O2/HCl体系中2-烷基蒽氧化制2-烷基蒽醌过程研究

为解决2-烷基蒽醌传统生产工艺——苯酐法的污染问题，开发了2-烷基蒽(R-AN)氧化生产2-烷基蒽醌的技术路线。采用过氧化氢/盐酸(H₂O₂/HCl)体系进行R-AN的氧化，通过质谱与核磁共振分析确定主产物为2-烷基蒽醌，副产物为R-AN的一氯和二氯取代物；对氧化反应机理进行研究，明确了氧化反应活性物种为HClO和¹O₂。系统考察了溶剂种类、反应时间、H₂O₂及HCl与R-AN的物质的量之比、反应初始液相中的水质量分数[w(H₂O)]和R-AN质量浓度[ρ(R-AN)]对氧化反应效果的影响，并基于支持向量回归(SVR)理论建立了收率预测模型。通过模拟优化，确定最佳工艺条件为：常压、70℃、n(H₂O₂)/n(R-AN)=5、n(HCl)/n(R-AN)=5、w(H₂O)=8%、ρ(R-AN)=0.04 g/mL、反应时间8 h。此条件下，所得2-烷基蒽醌的收率大于98%...     

C6H11NO/2TsOH型低共熔溶剂的制备及其催化氧化脱硫性能

通过加热溶解己内酰胺和对甲苯磺酸的混合物制备CC₆H₁₁NO/2TsOH型低共熔溶剂(DESs),并对 C₆H₁₁NO/2TsOH进行红外和氢谱分析。以C₆H₁₁NO/2TsOH为萃取剂和催化剂,H₂O₂为氧化剂,催化氧化脱除模拟油中的硫化物。考察了反应温度、n(H₂O₂)/n(S)、C₆H₁₁NO/2TsOH用量和不同硫化物类型对脱硫效果的影响。结果表明：在低共熔溶剂加入量为1.0 g、温度为60 ℃、n(H₂O₂)/n(S)=4、模拟油体积为5 mL的反应条件下,C₆H₁₁NO/2TsOH对二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)和苯并噻吩(BT)的脱除率分别为97.32%、86.60%、77.80%;C₆H₁₁NO/2TsOH循环使用5次,催化活性无明显下降;动力学分析表明,作用下的氧化脱硫过程符合一级反应动力学。     

钨酸铋的制备及其催化氧化脱硫性能

催化氧化脱硫法因反应条件温和、可高效深度脱除燃料油中二苯并噻吩(DBT)类硫化物,是一种有潜力的非加氢脱硫方法。以钨酸钠和五水合硝酸铋为原料,采用直接沉淀法和水热法制备钨酸铋(Bi₂WO₆)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微图像(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)和N₂等温吸附-脱附等分析方法对其结构、组成、表面形貌和比表面积进行表征。分别以DBT、苯并噻吩(BT)、4-甲基-二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲二苯并塞吩(4,6-DMDBT)为代表性硫化物,以正癸烷为溶剂、十四烷为内标物配制含硫模拟油,以制备的Bi₂WO₆为催化剂、过氧化氢(H₂O₂)为氧化剂、乙腈(CH₃CN)为萃取剂构建催化氧化脱硫体系,系统地考察了其催化氧化脱硫性能。结果表明,水热法制备的Bi₂WO₆(BWO-2)表现出较优的脱硫性能。在反应温度...     

用H2O2再生被H2S污染的天然气吸附剂

考察了吸附剂K-1对H₂S的吸附特性和H₂S滞留比对CH₄吸附能力的影响，研究了H₂O₂溶液浓度对吸附剂性能的影响，以及H₂O₂溶液氧化法在不同H₂S滞留比时吸附剂的再生效率。实验结果显示，吸附剂对H₂S具有很强的吸附能力和吸附不可逆性，滞留H₂S可导致吸附剂对CH₄吸附能力大幅下降；H₂O₂溶液浓度应控制在12% (重量分数)以下，高浓度的H₂O₂溶液会破坏吸附剂本身的孔结构，H₂O₂溶液氧化法对H₂S污染型，尤其是低污染型吸附剂具有很好的再生效果。通过对重复再生吸附剂的结构参数和再生产物的分析，讨论了H₂O₂溶液氧化法的再生机理。     

吲哚羧酸类Dy（Ⅲ）配合物与DNA作用机制研究

以7-氮杂吲哚-3-羧酸(7AI₃CAH₂)为配体构筑了一例新型稀土Dy(Ⅲ)配合物[Dy(7AI₃CAH)₂(NO₃)(H₂O)2_],利用元素分析、红外光谱、热重分析等对其进行结构表征。黏度法和荧光光谱表明该配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)间结合模式为嵌插结合,配合物与CT-DNA表现出良好结合作用。