生物柴油合成用木质素固体酸催化剂的制备

采用炭化磺化法,以天然生物质木粉为原料制备了生物质炭基固体酸催化剂,研究了不同树种的生物质木粉对炭基固体酸催化剂的催化酯化性能的影响.比较了4种不同原料制备的炭基同体酸催化剂的催化性能,并进行了表征.结果表明,与其他炭基固体酸催化剂相比,以生物质木粉为原料制备的炭基固体酸催化剂表现出了较高的催化酯化性能.     

生物质炭基催化材料的研究进展

综述了近年来生物质炭基催化材料的研究进展。概述了生物质炭基材料的制备及其改性方法,重点讨论了其在固体酸催化、电催化及光催化领域的应用研究,介绍了不同生物质炭材料在反应中的催化性能,并对未来发展趋势进行了展望,指出开发更多类型的生物质材料,探索简单高效的制备工艺,设计结构合理、性能高效及可规模化应用的生物质炭基催化材料将成为该领域今后的研究重点。     

炭基固体酸催化制备生物柴油研究进展

炭基固体酸是一种具有高催化活性和稳定性的催化剂.当以高酸值废油脂为反应原料制备生物柴油时,炭基固体酸可同时催化脂肪酸与甲醇的酯化反应和甘油三酯与甲醇的酯交换反应.对炭基固体酸的制备、结构及其分别在酯化反应或酯化与酯交换协同反应中的催化性能方面进行了详细阐述.指出了炭基固体酸存在的一些问题,并展望了其催化制备生物柴油今后的研究方向.     

炭基催化剂应用于热转化过程的研究进展

生物炭具有环境友好、来源广泛、成本低廉等优点,作为催化剂及催化剂载体被广泛应用于热转化过程,但存在易结焦失活、产物定向调控机理尚不明确等问题。对生物质炭基催化剂应用于热转化过程的研究进行了综述,介绍了生物质炭基催化剂制备、改性(杂原子掺杂和金属负载)方案的研究现状。从常规催化热解、微波辅助热解、焦油脱除、酯化合成运输燃料和水热液化5个方面对炭基催化剂的应用进行讨论,并指出探索催化剂深层次的催化机理以及构建具有多级孔隙结构的炭基催化剂以定向生产高值化学品是未来的研究方向。     

糠醛的水解制备和应用研究进展

糠醛是由可再生的生物质为原料转化得到的高价值化工产品，具有广阔的应用前景。本文综述了近年来生物质催化水解制备糠醛的研究进展，同时总结了糠醛衍生产品的制备和应用。在对半纤维素水解产糖反应和木糖脱水反应进行机理分析的基础上，从反应原料、溶剂体系、催化剂和分离方法等方面归纳总结了生物质催化水解制备糠醛的最新研究进展，并提出当前生物质制备糠醛方法中存在的问题和应对方案。在此基础上，分析了糠醛经氢化、胺化、氧化、缩醛化、聚合等反应获得高价值衍生产品的研究进展。提出要实现糠醛绿色高效的生产和应用，应着力设计低成本、低能耗、低污染且高效率的催化反应体系，同时推进重要糠醛衍生产品的综合高效利用。     

生物质制乙二醇技术进展与发展前景

乙二醇是一种重要的基本有机原料,与传统石油化工生产工艺相比,生物质原料路线不仅具有原料资源丰富、工艺路线灵活等优势,而且为拓展我国乙二醇产品来源提供了更多选择。本文综述了生物质经催化转化及生物转化制备乙二醇工艺的催化剂体系与反应机理,包括糖类加氢制乙二醇、纤维素直接催化转化制乙二醇、生物质发酵制乙二醇、生物质发酵经乙二醛还原制乙二醇工艺,介绍了木质纤维素原料的杂质影响与处理方法,并对该领域发展前景进行了展望,指出改善生物质原料处理方法、开发高效稳定的催化体系、优化工艺以提高乙二醇产品质量是未来的研究重点。     

锆/铪基催化剂催化转移加氢反应的研究进展

催化转化是可再生生物质资源利用的重要途径,高效催化剂的构建是生物质及其衍生物催化转化的关键环节.生物质衍生羰基类化合物加氢转化为醇或酯类化合物是生物质催化转化利用过程中重要的反应步骤.由于氢转移加氢反应过程具有反应条件温和的优点,因此非均相氢转移加氢催化剂在羰基类生物质平台分子转化中得到广泛应用.过渡金属锆、铪是常用的...     

石墨烯基材料在生物质催化转化中的应用

阐述了石墨烯基材料在生物质催化转化为重要化工中间体中的应用研究进展。介绍了石墨烯及其衍生物的结构特征,总结了石墨烯基材料直接作为催化剂和作为载体负载磺酸基、单金属、双金属及金属有机骨架材料在催化生物质转化为高附加值化学品的具体应用与催化反应机理。     

层状双金属氢氧化物在C1化学中应用的研究进展

简述了LDHs在C1化学特别是合成气转化反应中的研究与应用,讨论了LDHs衍生催化剂的稳定性和在C1化学中的催化效果,结果表明LDHs衍生催化剂作为一种在非均相催化领域有着广泛应用前景的材料,值得在未来对LDHs衍生催化剂投入更多的研究精力,同时指出了LDHs衍生催化剂在C1化学中应用的局限,提出了LDHs衍生催化剂应用的新方向。     

层状双金属氢氧化物在C1化学中应用的研究进展

简述了LDHs在C1化学特别是合成气转化反应中的研究与应用,讨论了LDHs衍生催化剂的稳定性和在C1化学中的催化效果,结果表明LDHs衍生催化剂作为一种在非均相催化领域有着广泛应用前景的材料,值得在未来对LDHs衍生催化剂投入更多的研究精力,同时指出了LDHs衍生催化剂在C1化学中应用的局限,提出了LDHs衍生催化剂应用的新方向。     

金属基离子液体催化生物质转化研究进展

生物质是自然界中含量丰富且唯一可再生的有机碳资源,可以经过化学反应转化为高附加值碳基化学品和燃料,被认为是传统化石资源的理想替代品。催化材料的设计开发是生物质资源开发和利用的关键所在,离子液体因其独特的可设计性,在生物质资源利用过程中得到广泛应用。鉴于金属活性中心的催化活性以及离子液体的可设计性,将金属活性中心引入离子液体中制备金属基离子液体催化剂在生物质领域受到广泛关注,并取得一定进展。基于上述背景,本文综述了近年来金属基离子液体催化剂在生物质催化转化过程中的研究进展,重点介绍金属氯化物型、多金属氧酸盐型金属基离子液体在生物质基碳水化合物、木质素催化转化制备平台化学品,以及油脂催化（转）酯化制备生物柴油方面的研究进展;同时还综述了金属螯合物型金属基离子液体以及离子液体金属盐在生物质催化转化方面的研究工作。此外,对金属基离子液体在生物质资源方面的应用进行了总结和展望,并对金属基离子液体催化剂的设计提出建议,以期有助于生物质资源的开发和利用。     

Recent advances on metal-free graphene-based catalysts for the production of industrial chemicals

With the development of carbon catalysts, graphene-based metal-free catalysts have drawn increasing attention in both scientific research and in industrial chemical production processes. In recent years, the catalytic activities of metal-free catalysts have significantly improved and they have become promising alternatives to traditional metal-based catalysts. The use of metal-free catalysts greatly improves the sustainability of chemical processes. In view of this, the recent progress in the preparation of graphene-based metal-free catalysts along with their applications in catalytic oxidation, reduction and coupling reactions are summarized in this review. The future trends and challenges for the design of graphene-based materials for industrial organic catalytic reactions with good stabilities and high catalytic performance are also discussed.     

生物质基碳气凝胶的研究进展

碳气凝胶是一种新型的纳米多孔碳材料,具有孔隙率高、比表面积大、导电性能优良、耐高温等优点,在催化剂载体、电容器及吸附材料等领域具有广阔的应用前景。与传统的碳气凝胶相比,生物质基碳气凝胶具有前驱体环保可再生的优势,可为生物质高值化、功能化利用提供新思路。本文在简单介绍生物质基碳气凝胶制备过程（包括溶胶-凝胶化、干燥、炭化）的基础上,重点介绍了3类来自不同生物质前驱体（植物纤维素、细菌纤维素和具有三维多孔结构的植物本身）碳气凝胶的制备方法,并对碳气凝胶及其复合材料在催化剂载体、吸附材料、超级电容器、锂离子电池方面的应用进行了综述,最后对生物质基碳气凝胶的研究方向和发展前景进行总结和展望。     

杂原子掺杂生物质基炭材料的研究进展

生物质基炭材料具有低成本、来源广泛、导电性良好和电化学稳定性好等优点,通过杂原子掺杂,生物质基炭材料的性能得到进一步的提升。本文总结了杂原子引入生物质基炭材料的方法(原位掺杂和扩散掺杂)及其各自的优缺点,简述了杂原子掺杂的种类(氮掺杂、氧掺杂、磷掺杂、硫掺杂、卤素掺杂和多元素共掺杂)及杂原子掺杂对生物质基炭材料结构与性能的影响,综述了目前杂原子掺杂炭材料在能源存储、吸附分离、催化氧化等领域的应用状况,并对杂原子掺杂生物质基炭材料的发展方向进行了展望。     

丙烯酸催化合成新进展

丙烯酸是一种重要的化工中间体和聚合物单体,需求量巨大。我国丰富的煤炭资源和可再生生物质资源为煤基和生物质基丙烯酸合成路线提供坚实的物质保障。本文将综述这两条主要路线,具体包括以煤基化工原料CO、低碳醇（甲醇和乙醇）、甲醛、乙酸、乙烯等为原料的丙烯酸合成路线;以生物质基平台化合物甘油、3-羟基丙酸、乳酸、富马酸、黏糠酸等为原料的丙烯酸合成路线;并对这些路线进行了比较,为路线的选择提供参考。重点关注了这些过程中的催化问题：反应所需的活性位、副反应分析、催化剂的类型与特点以及催化性能与失活机理,为未来实用煤基和生物质基丙烯酸生产用高效稳定廉价催化剂的设计开发提供理论参考。     

木质素基碳材料催化剂的制备及应用研究进展

木质素具有三维网状苯环结构、来源丰富、含碳量高、官能团丰富可控等特点,是一种理想的碳材料前体。通过化学改性和微结构调控制备具有特殊功能的木质素基碳材料,其在能源催化转化、电化学储能和环境修复等领域应用广泛。本文介绍了木质素基碳材料催化剂的国内外最新研究进展,总结了木质素基碳材料催化剂的制备方法,重点综述了木质素基碳材料催化剂在氧化反应、氢解反应、酯化反应、水解反应、脱水反应、费托合成等热催化反应、电解水析氢和锌空气电池氧还原等电催化反应、有机污染物降解等光催化反应的研究进展,但如何构筑高效、稳定、廉价、可规模生产的木质素基碳材料催化剂仍然是一个具有挑战性的课题。文章总结：今后研究中应加强对木质素的基础化学结构和微结构调控、活性组分与木质素碳材料载体间的相互作用、木质素基碳材料催化剂在催化反应中的作用机理等的研究,更好地发挥其低成本、三维结构易成型和微结构可调控等优势,拓展木质素生物质资源的高值化利用领域。     

掺杂多孔碳材料催化硝基苯还原反应的研究进展

苯胺是重要的化工原料和合成中间体,通过硝基苯的催化还原反应可以方便地制备苯胺类化合物。多孔碳材料因其高比表面积、发达的孔隙结构和容易回收等特点在催化领域越来越受到重视,然而其应用受到自身活性位点缺乏和化学惰性的限制。杂原子掺杂可以增强碳材料的表面极性,调节电子结构,改善其催化性能,可作为硝基苯催化还原反应的有效催化剂。本文对近年来掺杂多孔碳材料在硝基苯催化还原反应中的研究进展进行了总结。本文概述了氮掺杂型多孔碳材料、共掺杂型多孔碳材料、负载贵金属的掺杂多孔碳材料和负载廉价金属的掺杂多孔碳材料这4种主要的掺杂多孔碳材料的制备方法,并详细介绍了不同掺杂多孔碳材料在催化硝基苯催化还原反应时的催化性能、可能的催化活性位点以及催化机理。最后,指出目前掺杂多孔碳材料催化硝基苯还原还需要解决反应选择性、催化剂催化活性和生产成本等问题,以生物质为前体,开发共掺杂型和二元双金属负载的掺杂多孔碳材料是未来的重要发展方向之一。     

生物质基呋喃制备对二甲苯研究进展

对二甲苯是重要的大宗化工原料,生产主要依赖石油资源。作为从生物质资源出发制取生物质基聚酯新途径的关键一步,2,5-二甲基呋喃催化转化制备对二甲苯备受关注。综述了2,5-二甲基呋喃与乙烯发生环加成反应制备对二甲苯的研究进展,对多种催化剂的催化性能进行比较,其中分子筛表现出优异的催化反应活性。详述了反应网络和反应机理,发展新型双功能催化剂能够同时实现高的Diels-Alder环加成反应速率和脱水反应速率,从而获得更高的催化反应活性,改进催化剂性能和优化反应条件以避免副反应的发生,从而进一步提高对二甲苯选择性。并对未来研究和工业应用前景进行展望。     

低碳生物基塑料研究进展

综述了近年来各类生物基塑料的研究现状与发展趋势。重点介绍了以工农业副产品、生活垃圾、活性污泥等有机废弃物为原料制备生物基塑料的研究现状,并指出测定生物基塑料中生物质碳含量的重要性。