从生物质衍生原料到2,5-呋喃二甲酸产品的合成研究进展

2,5-呋喃二甲酸（2,5-FDCA）作为呋喃的衍生物,是一种具有良好稳定性和高附加值的生物基平台化合 物,在聚酯、聚酰胺、聚氨酯、热固性材料和塑化剂等众多领域都得到了广泛应用,如何绿色高效地制备 2,5-FDCA是近年来的研究重点。本文综述了以5-羟甲基糠醛（HMF）、糠酸、己糖二酸等生物质衍生原料合成 2,5-FDCA的方法及特点。己糖二酸等其他路线产率较低,不利于工业化的发展。HMF路线与之相比具有产率高和副产物少的优势,但由于原料来源与食品行业相冲突且生产成本较高,所以利用不可食用的生物质衍生原料糠酸低成本合成目标产物将成为未来可持续发展的重要研究方向。在此基础上,本文通过对比糠酸各路线的优缺点后发现,CO{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}促进的糠酸羧基化合成方法无需反应溶剂,催化剂组分简单可再生,这些都有利于低成本合成产品。且由于工艺流程简单,产物选择性和收率高,糠酸羧基化方法将成为绿色大规模生产2,5-FDCA极具潜力的路线。     

洗油中芴的分离和精制研究进展

综述了从高温煤焦油洗油馏分中分离芴的研究现状,较为系统地总结了根据不同原理分离芴的主要方法,包括利用芴的反应活性将芴生成不同的化合物与洗油馏分中其他组分分离的化学法、利用洗油馏分中芴和其他组分的熔点、沸点和溶解度差异分离的物理法以及将单一分离方法复合起来的复合法,其中化学法主要是将芴生成9-芴甲醇或9-芴酮,再利用溶解度差异与其他组分分离,物理法主要有精馏法、结晶法(熔融结晶法、溶剂结晶法)、萃取法(传统溶剂萃取、超临界萃取),复合法主要是将精馏法与结晶法结合在一起形成的精馏-结晶法。为探究一种较为温和的从煤焦油洗油中分离芴提供一些思路和方法,为提高洗油中分离芴的效率和纯度,探索一种行之有效的工业方法提供一定的参考。     

煤化工有机废渣萃取处理的研究进展

煤化工有机废渣是煤化工生产过程中产生的有毒有害的有机固体废弃物,有强烈的刺激性气味,对人类及环境都有巨大的危害,一般归属于危险废物。为了更加有效地处理这些废渣,在分析国内外煤化工有机废渣处理技术的基础上,对煤化工有机废渣的各种萃取处理技术——普通溶剂萃取分离法、超临界萃取分离法、溶剂油萃取分离法、离子液体溶剂萃取分离法、切换溶剂萃取法等进行了详细介绍,并比较了各方法的优缺点,对比分析了各类萃取溶剂、萃取工艺,以期为未来煤化工有机废渣的处理提供参考。     

1-十六烯烷基化降低煤沥青中毒性多环芳烃含量的研究

因含烷基的芳烃特别是被长链烷基取代的芳烃,其潜在毒性显著降低,尝试用傅-克烷基化反应来转化煤沥青中的毒性多环芳烃(PAHs).选用蒽作为多环芳烃模型化合物来研究其烷基化反应条件,从5种烷基化剂和6种催化剂中分别筛选出1-十六烯和磷钨酸,优化反应温度为170℃,反应时间为2h,蒽的转化率达到100%,烷基蒽收率为35.46%.与煤沥青的反应表明:US EPA优先监控的16种多环芳烃总含量降低37.88%,利用Wiles毒性当量因子计算得到苯并[a]芘等量毒性降低率为45.97%.FTIR表征发现,改性后的沥青滤液中多环芳烃发生了烷基取代反应;TG表征说明改性后残渣结焦率上升,热稳定性提高.     

路用煤沥青改性技术的分析与评述

围绕近年来公开的专利成果并结合文献报道,综述了国内路用煤沥青改性的研究情况,归纳总结和分析了国内路用煤沥青专利技术路线的特点,在此基础上对煤沥青改性的研究重点和方向进行了探讨,旨在为国内道路煤沥青的研究和应用提供参考。     

COSMO-RS模型在离子液体/低共熔溶剂筛选中的应用研究进展

离子液体(ILs)和低共熔溶剂(DESs)作为一类新型的绿色溶剂,由于其独特的物理化学性质,在混合物分离方面已经受到了研究者的广泛关注,因此逐渐成为绿色化学领域的研究重点。针对特定的分离过程,选择合适的溶剂是非常重要的,然而,由于ILs和DESs种类较多,结构复杂,通过实验的方法逐一进行筛选费时费力、成本高,且几乎不可能找到最优选择,因此应用理论计算模型对ILs和DESs进行筛选是非常有必要的。真实溶剂类导体屏蔽模型(COSMO-RS模型)是一种由量子化学计算与统计热力学方法相结合的预测模型,它可以在不需要实验数据的情况下预测液体混合物的热力学性质,已经被研究者广泛用作各种分离问题的快速筛选工具。整理了应用COSMO-RS模型筛选ILs/DESs用于各种油中酚类、含氮化合物、含硫化合物、萜类化合物、天然维生素E的萃取分离,以及CO₂捕获和共沸混合物等的分离过程,表明COSMO-RS模型用于特定混合物萃取溶剂的筛选是快速有效的,可为难分离混合物分离过程中ILs/DESs的预筛选提供有价值的参考。     

双核磺化酞菁钴与硫化钠反应的伏安法研究

PDS脱硫法有效解决了氰化氢中毒问题,得到许多企业的青睐,但副盐问题仍然是目前整个脱硫行业十分关注的话题。采用循环伏安法对PDS脱硫体系中双核磺化酞菁钴(bi-CoPc)与硫化钠的反应过程进行了研究。结果表明:Na_2S和Na_2S_x在玻碳电极上的氧化反应是受浓度扩散控制的不可逆反应,且S~(2-)向S_8的转化并不是一步完成,而是先转化成S_x~(2-),进而再生成S_8。此外,参与反应的S~(2-)仅有20%转化为S_8。S_x~(2-)以S_2~(2-)～S_9~(2-)中的某两种形式为主要存在形式,且S_x~(2-)的存在形式可能对于S_8的生成速率和生成量有一定影响。bi-CoPc在水溶液中易与OH~-形成配合物,加入碳酸盐缓冲溶液,可降低配合物的形成能力,同时,Co~+/Co~(2+)的氧化还原反应更易发生。bi-CoPc与Na_2S反应先生成S_2~(2-),然后S_2~(2-)可转化为更长链的S_x~(2-),最终形成S_8。该研究结果有助于加深对脱硫机理的了解,同时,对降低副产物生成有一定的指导意义。     

从高温煤焦油中分离缩合芳香族化合物的基础研究和技术开发

高温煤焦油(High-temperature coal tar，简称HTCT)是以焦煤为主的烟煤在隔绝空气的条件下于1000 ℃左右热解得到的深褐色黏稠状液体，一般占原料煤质量的5%左右。HTCT的组成极其复杂，主要组分是缩合芳香族化合物，特别是缩合芳烃。缩合芳香族化合物用途广泛，是十分重要的有机化学品。作为纯品，缩合芳香族化合物的价格一般随着芳环缩合程度的增加而剧增；在相同环数的情况下，含杂原子(特别是含多个杂原子)的缩合芳香族化合物的价格远高于缩合芳烃的价格。由于HTCT组成的复杂性，从HTCT中分离出缩合芳香族化合物纯品面临极大的挑战。针对传统分离HTCT工艺存在的能耗大和分离效果差的问题，本研究团队开发了通过逐级萃取、加压梯度柱层析和分步结晶的逐级分离HTCT的技术，较详细地考察了分离过程中涉及的溶质、溶剂和固定相之间的作用力，从HTCT中成功地分离出一系列缩合芳香族化合物纯品；利用该技术，也可从煤的萃取物和热溶物中富集一系列有机化合物，包括缩合芳香族化合物。