掺杂离子的种类对介孔La0.6A0.4NiO3钙钛矿催化剂的结构与催化活性的影响

以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂,用共沉淀法分别制备了介孔La_0.6A_0.4NiO₃（A=Ce、Sr、Y、Nd、Pr）钙钛矿复合氧化物,用XRD、SEM、FTIR、BET和程序升温技术等对复合氧化物的晶相结构、表面形貌、表面积、孔径分布及表面性能等进行了表征,同时在蔗渣高压液化反应中探讨了A位离子掺杂种类对介孔La_0.6A_0.4NiO₃催化活性和液化产物分布及液化油含量的影响。结果表明,掺杂的A位离子均能进行不同程度的同晶取代,其中掺杂的Pr³⁺能较好的与La³⁺发生同晶取代,且具有较大的比表面积和孔径分布,表面存在较强的氧物种传导性和碱性中心,在蔗渣高压液化反应中具有较高的液化油产率和较低的残渣率,生物质油的主要成分为乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三正丁酯、对乙基苯酚、6-乙基-3-肽酸酯,有利于提高油品的质量。     

对甲苯磺酸季铵盐离子液体催化酯交换反应制备生物柴油

合成了4种不同阳离子的-SO3H功能化对甲苯磺酸季铵盐离子液体,并用FT-IR和NMR表征结构,结果表明,合成的离子液体符合其理论结构特征。热重分析实验表明离子液体的分解温度都在200℃以上,可以作为合成生物柴油的催化剂;采用吡啶红外探针法测定其酸性大小,实验结果表明其酸性受阳离子烷基侧链影响,烷基侧链越短或越少,酸性越强,但相差不大。以它们为催化剂进行了三油酸甘油酯酯交换反应制备生物柴油的研究,实验表明,这些-SO3H功能化对甲苯磺酸季铵盐离子液体的催化活性都较高,油酸甲酯的产率与离子液体的酸性顺序一致,正-丙基磺酸-三乙基对甲苯磺酸铵的催化活性最高。考察了正-丙基磺酸-三乙基对甲苯磺酸铵离子液体用量、醇油摩尔比、反应时间、反应温度对生物柴油产率的影响规律。实验结果表明,在甲醇、油脂和离子液体的摩尔比为12:1:0.167,反应温度130℃下反应4 h,油酸甲酯的产率可达到92.16%;将反应后离子液体相中的甲醇蒸出,再用乙酸乙酯将其中的甘油萃取出来,剩余的离子液体直接用于下次的酯交换反应,油酸甲酯的产率无明显降低,表明离子液体的稳定性好,回收的离子液体可循环使用。     

原料含水率对木质生物质超声——微波液化的影响

木质生物质是一种储量巨大、可再生的资源,具有较大的开发前景。利用木质生物质通过液化反应产生液体燃料来代替化石能源受到越来越多的关注。本次研究以杉木锯屑为木质生物质模型物,以1-甲基-3-丙磺酸基咪唑硫酸氢盐离子液体为催化剂,以聚乙二醇-400/丙三醇混合溶剂为液化剂,考察了原料含水率对杉木锯屑的超声波—微波液化的影响,并采用红外光谱和气相色谱-质谱联用仪对产物进行了表征。结果表明:随着含水率的增加,液化率先增加后减少;当含水率7.5%时,锯屑液化率最高,约为88.9%;水分可促进原料对微波的吸收和改善溶剂的浸润性,有利于液化过程,但含水率过高,催化剂被稀释,使液化率下降;残渣表面生成了一层致密的熔融状木质素衍生物,使原料无法完全液化。纤维素和半纤维素的液化产物主要富集在轻油相,而木质素的降解产物主要分布在重油相。水分对纤维素的降解影响很小,对木质素降解影响较大。     

聚乙烯降解的研究现状

综述了国内外聚乙烯降解的不同方法,阐述了各种方法的机理和特点。分子筛催化降解法能够显著降低聚乙烯降解的反应温度,其酸性中心的强度、密度及分布的差异对催化过程具有很大影响。聚乙烯-生物质共热解法无需催化剂,能够提高液体转化率和产物热值。超临界水降解法反应温度低,降低了能量消耗,产物中烯烃和烷烃的含量高。烷烃交叉复分解法反应的转化率高,反应温度低,对反应器材质要求不高。离子液体降解法可将聚乙烯大量转化为低分子碳氢化合物,且离子液体可以重复使用。提出了将来研究的重点应放在提高催化剂的催化性能、开发价格低廉的催化剂及优化反应方式等方面。     

离子液体中双酚A缩水甘油醚/乙二胺环氧树脂的降解工艺和动力学

采用离子液体作为反应介质,在235~280℃,反应3~7 h,研究了双酚A缩水甘油醚/乙二胺(DGEBA/EDA)环氧树脂的降解反应并考察了温度、时间等因素对降解的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪对降解的残余固体进行分析,使用高效液相色谱(HPLC)法对液相产物进行定性定量研究。明确了反应后的残余固体为未降解的环氧树脂固体。获得的主要产物为苯酚、双酚A、对异丙基苯酚等。时间越长、温度越高降解率越大,主要产物收率越高,280℃,3 h时,降解率达到92%。通过Arrhenius方程进行动力学研究,计算反应的活化能,求得在Emim BF4介质中,反应活化能为Ea=156.4 k J·mol-1,而在Bmim BF4介质中,反应活化能为Ea=109.4 k J·mol-1。得到降解反应速率方程分别为-d[ER]/dt=8.813×1012exp(-1.564×105/RT)[ER]和-d[ER]/dt=4.666×108exp(-1.094×105/RT)[ER]。     

Br?nsted-Lewis双酸性离子液体催化合成L-丙交酯

丙交酯是聚乳酸生产过程中重要的中间体。制备不同SnCl_2摩尔分数的Br?nsted-Lewis双酸性离子液体([HSO_3-bmim]Cl-SnCl_2),将其用作通过预聚路径法合成L-丙交酯的催化剂。研究离子液体中SnCl_2含量对催化活性的影响。考察催化剂用量、反应温度和反应时间对粗丙交酯产率的影响。结合反应残渣的表征结果,提出可行的反应残渣和离子液体催化剂的循环利用方案,结果表明:经过3轮的循环利用,催化剂活性基本不变,基于添加的L-乳酸计算的粗丙交酯产率高达90.99%~92.64%。     

酸性离子液体及其在催化酯化反应中的应用研究进展

本文介绍了酸性离子液体的分类与合成方法,综述了近年来Lewis酸性离子液体、Br?nsted酸性离子液体、B-L双酸性离子液体在酯化反应中的研究进展,对酸性离子液体的酸性表征方法进行总结,提出酸性离子液体在酯化反应中的问题与研究方向。     

麦草的催化热化学液化研究：I.反应条件对液化的影响

麦草在水、醇等反应介质中,采用不同的催化剂进行液化反应。研究了反应条件对液化残渣得率及液化产物相对分子质量及其分布的影响。考察了以浓硫酸/苯酚为催化剂,反应温度、反应时间、催化剂用量对麦草液化降解效果的影响以及油溶性产物的比例。实验结果表明,麦草在浓硫酸/苯酚(浓硫酸占所加物质总量的质量分数为6%)的混合催化体系中,当温度为160℃,时间为70 min时的残渣得率最低,液化产物的平均相对分子质量最低,相对分子质量分布也最窄,油溶性产物所占的比例也较大。     

麦草的催化热化学液化研究 Ι.反应条件对液化的影响

麦草在水、醇等反应介质中,采用不同的催化剂进行液化反应。研究了反应条件对液化残渣得率及液化产物相对分子质量及其分布的影响。考察了以浓硫酸/苯酚为催化剂,反应温度、反应时间、催化剂用量对麦草液化降解效果的影响以及油溶性产物的比例。实验结果表明,麦草在浓硫酸/苯酚(浓硫酸占所加物质总量的质量分数为6%)的混合催化体系中,当温度为160℃,时间为70 min时的残渣得率最低,液化产物的平均相对分子质量最低,相对分子质量分布也最窄,油溶性产物所占的比例也较大。     

甲壳素的液化反应及其动力学模拟

通过单因素试验法对甲壳素的酸催化液化反应中的影响因素进行了探讨。结合红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等分析手段分别对液化残渣和液化物的主要官能团、热稳定性、结晶度及表面形貌特征进行了分析,并应用动力学模型探讨了不同温度下反应速率和残渣率的关系。结果表明升高温度、增加催化剂用量和延长反应时间均有利于降低残渣率;动力学研究表明甲壳素的酸催化液化为复杂的多级反应,活化能Ea=34.5kJ/mol,指前因子A=254.17s~(–1),平均活化焓ΔHr=30.86kJ/mol,平均活化熵ΔSr=-210J/mol,整个反应为吸热反应,表观反应速率常数随着温度的升高而增加,在外界能量输入下,体系有序性发生变化。     

香蕉假茎苯酚液化及其产物树脂化制备胶黏剂

以苯酚为液化试剂、硫酸为催化剂对香蕉假茎进行液化,探讨液化条件对液化反应的影响,并结合傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和成分分析研究了不同液化时间的液化物性质差别,同时以液化产物制备环氧树脂胶黏剂,并对其性能进行表征。单因素试验结果表明:优化条件为催化剂用量(占原料的质量分数)30%、反应温度150℃、液固比4:1和液化时间90 min; FT-IR分析表明:40 min和90 min液化产物官能团相似且具有芳香衍生物和酚羟基特性;成分分析和TGA分析表明:40 min残渣中纤维素保留量比90 min高;性能测试表明,90 min液化产物环氧树脂胶黏剂的剪切强度可达7.26 MPa,玻璃化温度(T_g)可达78℃。在优化的反应温度、催化剂用量和液固比的条件下,液化时间对残渣率和液化产物官能团的影响较小,但对残渣中纤维素含量的影响较大,液化产物适合制备生物质环氧树脂胶黏剂。     

水稻秸秆的微波液化研究

以苯酚为液化剂,甘油为辅助液化剂,在浓硫酸催化作用下对水稻秸秆进行微波液化。分别研究了液化条件对液化残渣率的影响,并通过单因素试验和正交试验得出最佳反应条件:即在微波功率500 W,液固比为7:1,m(苯酚):m(甘油)为4:1,浓硫酸用量为5%,150 ℃,反应时间22.5 min,所得残渣率最小,为7.17%。凝胶渗透色谱结果显示随着液化时间的延长,液化产物的相对分子质量出现逐渐减小的趋势,而分散系数则略增大。通过液化产物的红外光谱分析发现,纤维素和半纤维素较易降解,液化残渣主要成分是木质素及其衍生物。     

Liquefaction and characterization of residue of oleaginous yeast in polyhydric alcohols

The residue of oleaginous yeast (ROY) was liquefied in polyhydric alcohols using sulfuric acid as catalyst. The effects of some liquefaction conditions on the liquefied residue rate, such as liquefaction temperature, catalyst loading, reaction time, glycerol concentration and solvent/ROY ratio, were discussed. The liquefied residue rate decreased as the reaction time, liquefaction temperature, catalyst loading, solvent/ROY ratio increased. The re-polymerization of liquefied products was favored in later stage reaction. Higher catalyst loading and lower solvent/ROY ratio could accelerate the re-polymerization of liquefied products; thus the liquefied residue increased. Fourier transform infrared (FT-IR) analyses showed that the main component of ROY is polysaccharide. The gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS) analysis showed that liquefied products of ROY included alcohols, acids, ketones, aldehydes, amide, ester and their derivatives.     

亚甲基蓝在石棉尾矿酸浸渣上的吸附行为

采用XRD、FT-IR等手段分别对石棉尾矿和石棉尾矿酸浸渣进行表征。利用活化煅烧的石棉尾矿酸浸渣对亚甲基蓝(MB)进行静态吸附研究, 探讨了吸附剂投加量、吸附时间、pH值、离子强度和温度等因素对吸附作用的影响。结果表明:pH值、离子强度和温度对亚甲基蓝在石棉尾矿酸浸渣上的吸附影响较大。当pH<4.5时, 吸附量随着pH值的增大而增大, 随后pH值增大, 吸附量基本不变;亚甲基蓝在石棉尾矿酸浸渣上的吸附随离子强度的增大而降低;通过相关热力学研究计算吸附过程为吸热过程, 即高温利于吸附;亚甲基蓝在石棉尾矿酸浸渣上的吸附动力学符合Lagrange准二级方程;热力学符合Langmuir等温线方程。     

La1-xPrxNiO3的制备及其对蔗渣高压液化的催化性能

采用共沉淀法制备了钙钛矿型复合氧化物催化剂La_1-xPr_xNiO₃,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温还原(TPR)等对La_1-xPr_xNiO₃的晶相结构、形貌、还原性能等进行了表征;同时考察了La_1-xPr_xNiO₃在催化蔗渣高压液化的反应中催化活性和液化产物分布规律。结果表明,Pr³⁺部分取代La³⁺后La_1-xPr_xNiO₃的X射线衍射峰强度增强,微观形貌结构更疏松,比表面积增大,还原峰都向高温方向迁移且还原峰面积增加,具有较好的催化活性,促进蔗渣的液化,降低残渣含量。当复配系数x=0时,残渣率为30.8%,液化油产率为41.67%;当x=1时,残渣率为24.8%,液化油产率为46.37% 。同时液化产物中大相对分子质量的产物数量减少,小相对分子质量的产物数量增多。     

丙胺溶液水热液化海藻残渣及产物生物油分析

使用丙胺溶液对裙带菜孢子叶残渣进行水热液化,分析了水热液化后生物油、水溶性物质和固体残渣的成分。在丙胺浓度1.5 mol·L^-1、反应温度240℃、料液比1：10的条件下得到生物油的最大产率为39.81%（质量）。生物油通过GC-MS和FT-IR进行分析,结果表明成分包含醇类、烷类、酯类、酸类、酚类和酰胺类等,并存在C=C、C=O、O-H等化合键。水溶性物质通过HPLC和GC-MS进行分析,结果表明主要产物为酸类物质。固体残渣通过XRD进行分析,结果表明水热液化后纤维素的结晶度降低。最后对丙胺进行回收,在温度100℃条件下回收率达到92.56%。     

Effects of pH,Temperature and Ionic Strength on Aggregation Behavior of Dodecyldiethoxylamine Oxide

The isoelectric point of dodecyldiethoxylamine oxide (DDEAO) containing hydroxyethyl groups was determined with the method of acid–base titration. The isoelectric point value of DDEAO is 7.8. The effects of pH, temperature and ionic strength on the aggregation behavior of DDEAO were investigated by surface tension measurements. The results show a good surface activity over a large pH range, especially under weakly acidic conditions. The surface activity of DDEAO increases trend increasing temperature. The thermodynamic parameters were also evaluated and the results show that the micelle formation is entropy-driven within the temperature range investigated. CMC values decrease with increases in ionic strength. The packing parameters (P) were evaluated and ensure the formation of vesicles for DDEAO at various pH values, which is expected to have potential applications in some fields, such as in nanomaterials synthesis and the application in drug delivery.     

苯酚作用下竹粉微波液化的工艺研究

以苯酚为液化剂,浓硫酸为催化剂,采用微波加热的方式对竹粉进行了液化处理,探讨了酚／竹固液比、催化剂用量、反应时间等因素对液化的影响。结果表明,当微波功率为500W、酚／竹固液比为4：1、浓硫酸为8％、液化温度为150℃、反应时间为8min时,液化效果最优,所得产物的残渣率仅为O．289％。采用红外光谱对竹粉液化前后官能团变化进行了分析,结果表明,经过苯酚液化后芳环被引入到竹粉的分子结构中。