~5H-川芎1号碱的标记中金属催化剂催化氢-氚同位素交换反应的研究

制备高比度氚标记化合物的方法主要有催化加氚法,催化卤-氚交换法和催化氢-氚同位素交换法。催化剂本身并不参加化学反应,只在其表面吸附氚气从气相进入液相或固相,改变反应速度,提高标记物的比度。常用的催化剂有钯、铂、铑等过渡金属元素。李志敏的工作证明钯-碳催化剂在催化加氚反应中不仅有催化作用,而且对氢-氚体系而言,还有明显的分离作用。     

浸渍溶剂对Pt/疏水陶瓷催化剂性能的影响

研究采用疏水陶瓷载体,分别使用水/乙醇(体积比2:1)溶液、乙醇及丙酮作为浸渍溶剂,采用浸渍-气相还原法制备用于氢水催化交换的铂/疏水陶瓷催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、H_2程序升温还原法(H_2-TPR)、光电子能谱(XPS)及CO脉冲吸附对催化剂进行综合表征,采用气液并流方式测试催化剂催化活性,研究浸渍溶剂的选择对催化剂性能的影响。水/乙醇溶剂表面张力最高,浸润疏水载体能力小于乙醇及丙酮,使得氯铂酸在载体表面分布均匀度低,造成催化剂铂粒子分散度低,高价铂还原困难,催化活性远低于使用丙酮及乙醇作为溶剂制得的催化剂。丙酮的挥发速率最快,可减少氯铂酸在载体表面团聚,制得催化剂铂粒子分散度最高,高价铂更易被还原,催化活性优于使用乙醇作为溶剂制得的催化剂。     

催化加成氚代苯乙烯制备研究

以林德拉催化剂替代普通钯碳催化剂,利用氘气替代氚气模拟研究搅拌程度、温度、投料比对氚代苯乙烯加成反应转化率和选择性的影响。结果表明,较高的搅拌速度和温度可以提高催化加成反应的转化率,但对选择性影响较小;氘气加入量对转化率和选择性影响较大,不足或过量都会影响氘代苯乙烯的纯度;林德拉催化剂对苯乙烯的选择性高于钯碳催化剂。     

氚水的制备

人们为了研究自然变化过程中水的某些作用,研究生物变化和化学变化的机制,常籍助于氚水及利用氚水制得的氚标记有机化合物。因此氚水具有重要的意义。我们用氧直接催化氧化氚的方法来制备氚水,可以制得纯度很高的流水。制备方法如下: 使用金属钯作催化剂,使氚气通过加热的钯管,氚气被催化氧化成氚水。实验装置见图所示,反应     

金属催化剂催化川芎嗪氢-氚同位素交换反应动力学的研究

一、引言 川芎嗪是从中药川芎内提取、分离得到的一种生物碱,它具有溶血活性和明显的强心作用,已引起国内外的重视。我们以川芎嗪为底物,用氚气作氚化试剂,钯、铂和三氯化铑为催化剂,在相同条件下,进行了催化氢-氚同位素交换反应,制备了不同比度的~3H-川芎嗪。实验表明,上述催化剂均有很高的催化活性,其催化顺序为:Pd相似文献   

高比度氚标记腺嘌呤核苷三磷酸的制备

氚气和溶液中有机分子之间的同位素交换被认为是在有催化剂存在下发生的一种新的交换法。近来报导了采用铂黑、钯黑或者PdO/BaSO_4等作为催化剂的交换反应,在这种类型的交换反应中,发现PdO/BaSO_4是最有效的催化剂,所有容易标记的位置都在靠近高电子云密度中心附近。根据文献报导在嘌呤类化合物中,氚标记在嘌呤环的第八位碳原子上。 这种新的交换法是在有催化剂存在下,将氚气和溶液中的有机分子接触,而引起氚-氕同位素交换。它具有操作简便,催化交换效率高,而且不需要受前体来源困难的限制,可以制得高比度标记物等优点,可以     

低氚压气-液交换法标记强效镇痛剂

本文报道使用氧化钯作催化剂、二氧六环作溶剂,在氚气压力为13.3kPa下,催化氚化强效镇痛剂,制得氚标记强效镇痛剂放射性比度为51.8—242.OGBq/mmol。该法与常用的高氚压气-液交换法相比,只有用氚量少、污染小、经济等优点。     

氚废气的回收技术研究

采用了高温催化氧化法处理含氚废气。处理过程如下:在干燥氩气(含少量H2)的载带下,含氚废气通过高温催化氧化床转化为氚水,然后用蒸馏水或合适的干燥剂吸收。在400℃,氧化床穿透之前,Hopcalite氧化剂对H2的氧化效率接近100%;在500℃,Hopcalite氧化床对HT的氧化效率大于99%。实验测定了回收氚的分子筛在存放过程中,不同规格分子筛的氚释放系数以及存放条件与释放系数的关系。结果表明,3种分子筛在吸收氚水后的氚释放系数为(1.9～5.5)×10-6d-1·g-1。其中,4A钠型分子筛的氚释放系数最小,5A钙型分子筛的氚释放系数最大;3种分子筛在吸收氚水后释放的氚的化学形式绝大部分是氚化水(HTO),氚气(HT)含量不超过1.2%;含氚分子筛的贮存气氛对氚的再释放有一定影响,在纯氩气中氚释放系数比在含2%氢的氩气中的低。     

Pd—Mo—K／Al2O3催化剂的结构及合成醇性能

采用XRD、EXAFS技术研究了不同Pd含量的Pd-Mo-K/Al2O3催化剂结构，并关联其合成低碳混合醇性能。结果表明，在氧化态Mo-K/Al2O3催化剂体系中添加Pd后，“K－Mo”物相晶粒变小，分散度提高，说明钯可能和钾钼物种发生了较强的相互作用。经硫化还原处理后，发生了氧硫交换，钼主要以MoS2物种形式存在，其粒度随着Pd含量的增加而明显减小。尺寸的显变化可能导致MoS2与载体作用形式的改变，从而影响CO加氢催化反应的性能。在硫化态催化剂中，Pd的添加不仅能提高CO加氢合成醇的收率和选择性，而且有利于改善产物的分布。基于以上结果，认为“K－Mo”作用物种和Pd物种均为合成醇的催化活性组份，它们间的相互协同作用使催化剂性能得到显改善。     

空气除氚系统中氚氧化催化剂的研究进展

在大型氚设施中空气除氚系统必不可少,通过气-水转换除去气态氚是目前应用最广泛也是最有效的工艺,过程中氧化催化剂至关重要。总结了气态氚的催化氧化研究进展、催化剂的催化性能及影响催化性能的主要因素。贵金属Pt和Pd在室温下对氚的转化效率接近100%,因而被广泛用于氚的催化氧化。通过负载分散载体、添加催化助剂、使用规整结构催化剂、设计新型的催化反应器能够进一步提高催化剂性能。以蜂窝状催化剂为研究热点的规整结构催化剂以其高比表面积和低压力降而显示出良好的催化性能,将它用于氚的催化氧化,是该领域的一个研究方向。氢、氘、氚在氧化过程中的同位素效应会影响除氚效率,需进行深入研究。     

载体孔结构对Pt/疏水陶瓷催化剂性能的影响

选用五种不同孔结构疏水陶瓷载体,采用浸渍-气相还原法制备用于水-氢交换的Pt/疏水陶瓷催化剂,经X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、H_2-程序升温还原法(H_2-TPR)及CO脉冲吸附等物性表征及催化剂催化活性(以催化交换活性kya表征)测试来考察载体孔结构对催化剂性能的影响。结果表明,随着平均孔径的降低,载体比表面积增加,催化剂铂粒子分散度提高,在30~70nm平均孔径范围内,催化剂活性随载体孔径的下降而得以提升;当平均孔径小于20nm时,反应气难以在较短时间内扩散至载体孔道内,相同时间内参与反应的活性位点总数较少,从而使得其催化活性有所下降。此外,载体孔隙率过高虽有助于提升比表面积,却使得载体结构较为疏松,在催化剂制备过程中载体孔结构易被破坏,对提升催化活性无利。平均孔径为37.5nm、载体比表面积为111.01m2/g、孔隙率为68.76%的载体可获得最优的催化效果,催化剂测试用量为4.5mL、氢气流速为4.23L/min时,其催化交换活性可达6.45s~(-1)。     

PTFE含量对Pt/C/PTFE疏水催化剂氢水液相催化交换性能的影响

研究采用液相还原法制备10％Pt/C催化剂，再将其与PTFE一起负载于多孔金属载体，制备Pt/C/PTFE疏水催化剂。用XRD表征Pt/C催化剂上Pt晶相结构和粒径大小，Pt粒子平均粒径为3.1nm；SEM表征PTFE与Pt/C催化剂的分散状态，二者基本混合均匀，局部地方有因未均匀分散而形成的PTFE膜。由于催化剂疏水性不够，PTFE与Pt/C质量比为0.5∶1时，Pt/C/PTFE催化剂活性较低，比例增至1∶1，催化剂活性明显增加，而继续增加PTFE比例，有更多的Pt活性位被包覆在PTFE中，同时催化剂内扩散效应增加，催化剂活性又逐渐降低。对多孔金属载体预处理，PTFE与Pt/C质量比为0.5∶1时，Pt/C/PTFE催化剂活性增加，而比例升为1∶1时，催化剂活性降低。     

还原温度对Pt/PTFE/泡沫SiC规整疏水催化剂性能的影响

为研究还原温度对Pt/PTFE/泡沫SiC规整疏水催化剂性能的影响,以200、225、250、275、300℃为还原温度,氯铂酸-乙醇溶液为浸渍溶液,采用浸渍-气相还原法制备Pt/PTFE/泡沫SiC规整疏水催化剂。利用接触角测试仪分析还原温度对催化剂疏水性能的影响,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等表征手段分析所得催化剂的结构与组成,并研究其氢-水液相催化交换(LPCE)性能。结果表明:还原温度的变化对催化剂疏水性能没有影响;还原温度200、225℃时催化剂中Pt粒子团聚现象严重,Pt粒子粒径大,分散性差;还原温度250、275、300℃时催化剂中Pt粒子粒径分散性较好;还原温度275℃时催化剂中Pt粒子粒径较窄,平均粒径最小,为6.2nm。Pt存在Pt(0)、Pt(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)三种价态,还原温度275℃下催化剂中0价Pt所占比例高达72.50%,还原程度高。LPCE催化交换性能也表明,还原温度275℃时催化剂柱效率最高。揭示275℃是所选取还原温度中的最佳还原温度。     

Preliminary results from a detritiation facility dedicated to soft housekeeping waste and tritium valorization

Nuclear waste management has to be taken into account for fusion machine using tritium as fuel. Soft housekeeping waste (e.g. gloves, tissues, protective clothes, etc.) is produced during the whole life as well as during the dismantling of the reactor and is contaminated by tritium under reduced (HT) and oxidized (HTO) forms.In collaboration with ENEA, a lab-scaled facility has been built at CEA Cadarache for soft housekeeping waste detritiation and tritium valorization. The previously milled waste is placed in a reactor to be heated up to a temperature lower than the housekeeping melting point. A carrier gas is then injected in the detritiation reactor to remove tritium, thanks to the combined effects of temperature and carrier gas (type and feed flow). The tritiated gas exhausted from the detritiation reactor is then sent through a catalytic Pd–Ag membrane reactor (CMR) where tritium is recovered via isotopic exchange reaction and permeation phenomenon.Based on previous studies that have allowed defining the most efficient operating conditions for the detritiation process, this work presents the results obtained by the coupling of the detritiation facility with the CMR. Due to safety considerations, restrictions on the nature of the carrier gas were applied, rejecting air as the carrier gas even though air was the best candidate for the detritiation part of the process. The performance of the whole system was estimated by means of a parametric study on the influence of flow rates in the CMR and transmembrane pressure.     

载体疏水结构对Pt/疏水陶瓷催化剂性能影响研究

为验证疏水结构对催化剂性能的影响规律,研究以柱状（φ=5 mm）多孔陶瓷为载体,在载体表层构筑三种不同的氧化铈（CeO₂）微纳结构为载体提供疏水环境,通过浸渍-气相还原法制得用于氢同位素分离的Pt/疏水陶瓷催化剂,以X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDX）、X光电子能谱（XPS）及一氧化碳（CO）脉冲吸附等对催化剂性能进行综合表征,并采用气汽并流方式测试催化剂催化活性。结果表明,不同疏水结构对载体孔结构及零价铂含量影响可忽略不计,对铂粒子在载体表层的富集程度及催化剂铂粒子分散度影响明显,制得的催化剂催化活性差距明显。分布均匀且对载体覆盖率高的绒毛状疏水结构可使得更多的铂粒子沉积在载体表层,可获得更优的催化活性。     

氢-水液相交换疏水催化剂制备及活性影响因素研究进展

氢-水液相催化交换反应（LPCE）可用于含氚废水处理、含氚重水提氚、重水升级和重水生产等工艺,疏水催化剂是实现LPCE的关键。本文对疏水催化剂的制备方法及活性影响因素进行了综述,重点介绍了Pt/C/惰性载体类疏水催化剂的研究进展,包括惰性载体、活性金属载体的选择,碳负载Pt基催化剂制备方法,详细介绍了围绕疏水催化剂制备开展的基础研究工作,如LPCE微观反应机理,活性金属微观结构与催化活性的关系等。对疏水催化剂这一领域有待解决的问题及下一步的研究方向进行了探讨。     

Change in activity of catalysts for the oxidation of tritium during a fire event

The catalytic performance should be maintained in any off normal events. Fire accident is the typical off normal event. In the fusion plant, typical combustibles are evaluated to be polymeric low-halogen cables. Produced gases from burned low-halogen cable may affect the activity of catalysts for the oxidation of tritium. We experimentally demonstrated the influence of produced gases from burned low-halogen cable on the activity of catalyst using tritium gas. Our evaluation showed that ethylene, methane and benzene were major produced gases. The activity of catalysts for the oxidation of tritium during a fire event was evaluated using a commercial hydrophilic Pt/Al₂O₃ catalyst and a commercial hydrophobic Pt-catalyst. The temperature of catalytic reactor was selected to be 423 and 293 K. At 423 K, no considerable decrease in catalytic activity was observed for both catalysts even in the presence of produced gases from burned low-halogen cable. At 293 K, considerable increase in catalytic activity was initially observed for both catalysts due to the effect of produced hydrogen. Then the temporary decrease was observed, however the catalytic activity was gradually recovered to be the original activity. Consequently, the irreversible decrease in activity of the catalysts during a fire event was not observed.     

含氚硅胶中氚回收率的测量

采用加热解吸结合催化氧化及吸附法对含氚硅胶中的氚回收率进行了精确量化.结果显示,含氚硅胶中的氚主要以化合态的形式存在,含氚硅胶中氚回收率随样品的加热解吸温度的升高而增加,在相同的解吸温度下,含氚硅胶中氚回收率随载气流速的增加而呈下降趋势,在解吸温度为500℃及载气流速为60 mL/min下仍有5%以下的氚滞留在硅胶中,...     

Preliminary results from a detritiation facility dedicated to soft housekeeping waste

Nuclear waste management has to be taken into account for fusion machine in tritium experimentations. Soft housekeeping waste is produced during both operating and dismantling phases and is contaminated by tritium under reduced (HT) and oxidized (HTO) forms. At CEA Cadarache, a lab-scaled facility has been built for soft housekeeping detritiation. The tritiated gas exhausted from the process described above is foreseen to be treated by a tubular Pd–Ag membrane reactor, for gaseous tritium recovery. Since this membrane reactor uses hydrogen as swamping gas the compatibility toward explosive hazard has to be taken into account. Then, this work presents a double objective. A first study is presented in order to identify the best conditions for the declassification of soft housekeeping waste, without tritium recovery. Experiments carried out at 120 °C are not efficient enough and do not allow one to choose the most efficient carrier gas. Some other tests are being currently performed at higher temperatures (150 °C). Moreover, due to safety issues, the use of air has to be avoided during membrane reactor implementation phase. Preliminary results obtained with hydrogen hazard-free carrier gases are also presented.