纤维素水解研究进展

由于石油等不可再生能源的日益紧缺,生物能源和生物技术研究备受关注.本文介绍了国内外酸水解纤维素和酶水解纤维素的研究进展.在酸水解方面,分析了传统酸水解、固体酸水解的原理及研究现状;在酶水解方面,阐述了提高酶水解速率的预处理方法、酶水解的原理及研究现状;同时指出固体酸水解和与酶兼容性良好的离子液体在纤维素水解方面的应用将成为近几年国内外的研究重点.     

葡萄糖碳基固体酸催化剂的制备及其催化水解纤维素

以葡萄糖为原料制备了碳基固体酸催化剂,采用红外光谱(FT-IR)、X线衍射(XRD)、热重(TG)分析等手段对催化剂进行表征,并以纤维素水解为探针反应,考察了制备条件对催化剂总酸量和催化剂活性的影响.结果表明:该催化剂适宜的制备条件为碳化温度180℃,碳化时间7 h,三氯化铁用量0.4 g,磺化温度110℃,磺化时间11 h,催化剂的总酸量为2.78 mmol·g-1,将催化剂用于纤维素水解反应,水解率达到45.31%.所制备的碳基固体酸催化剂具有—COOH,—OH,—SO3H的芳香碳薄层组成的无定形碳结构,并且在170℃以下时具有良好的热稳定性.     

污水中纤维素厌氧水解的机理及动力学模型

本文对污水中难以生物降解的纤维素类物质的厌氧水解机理及途径进行了讨论，并结合污水厌氧处理过程中的实际情况，忽略了水解产物对水解过程的抑制作用，提出了综合水解动力学模型，确定了有关参数的值。     

纤维素低浓度酸水解制取液体燃料的试验研究

深入了解生物质中纤维素的超低酸水解机理，在水解反应系统中研究了水解糖产率和纤维素转化率的影响因素.以定量滤纸为原料，极低浓度酸为催化剂，在自行设计的以高压全混流间歇反应器为主体的生物质水解试验台上，进行了不同工况参数下纤维素水解试验研究.试验结果表明，随着酸质量分数的增加，还原糖质量浓度增加；反应温度控制在稍低于240 ℃时，还原糖得率较高；反应压力小于40×105 Pa时，反应压力越大，还原糖得率越高.在硫酸质量分数为0.05%以及反应条件为215 ℃和40×105 Pa的优化条件下,得到了质量分数为46.55%的还原糖得率和55.07%的纤维素转化率.     

木质纤维素酶水解技术的研究

在我国可大量转化乙醇的是纤维质材料,纤维质材料转化乙醇的关键问题是纤维质转化为糖的过程．木质纤维原料酶水解是利用木质纤维原料产糖的关键步骤之一．作者对纤维素酶及其水解木质纤维原料作用机制、纤维素酶的生产、木质纤维原料酶水解的影响因素作了全面综述,并对提高木质纤维原料酶水解效率和降低水解成本的途径进行了讨论．     

酶水解纤维素条件的优化

为了探究酶水解纤维素的最优条件,以麦草浆为原料,研究纤维素酶用量、pH、水解温度、底物质量分数和酶水解时间对酶水解得率的影响,通过正交实验对酶水解纤维素的工艺条件进行优化．最佳条件为：酶用量27U,pH5．5,水解温度50℃,底物质量分数2％,水解时间60h．在此条件下,酶水解得率可以达到75．8％．     

纤维素酶法水解的研究进展

本文对纤维素酶法水解过程中有关原料预处理、影响酶解的因素、酶解机理及酶解工艺等方面的研究近况进行了较详细综述.在综述文献的基础上提出了自己的见解,并展望了纤维素酶法水解研究的前景.     

硅基负载全氟丁基磺酰亚胺催化纤维素的水解

为了寻求一种有效的纤维素绿色化转化途径,以获取可再生能源或高附加值化工产品,采用新的耐水性固体酸,二氧化硅负载全氟丁基磺酰亚胺催化离子液体体系中纤维素水解,考察了时间、温度和催化剂用量等对反应产物的影响,结果表明:在120℃下,1.5~2h内,主要产物5-羟甲基呋喃甲醛(HMF)和还原糖(TRS)分别获得29%和67%的产率,纤维素完全转化为水溶性产物.13 C CP/MAS检测表明,这类固体酸酸性强于一般的固载磺酸,这有利于有效促进纤维素水解,以及进一步降解为5-羟甲基呋喃甲醛.固体酸循环使用三次,还原糖产率没有明显降低,表明该类催化剂具有一定的可循环使用性能,是一种高效、对环境友好的催化剂,对纤维素的绿色转化,有良好的应用前景.     

磺化型Nb-MCM-41催化剂的合成及其木聚糖水解反应性能

采用微波辅助水热法制备了磺化型Nb-MCM-41固体酸催化剂,并考察其木聚糖水解反应的催化性能。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱和扫描电镜等对固体酸催化剂物化性质及形貌结构进行了表征。结果表明,Nb-MCM-41-Pr-SO_3H催化剂对木聚糖水解反应具有较高的催化活性和稳定性;在木聚糖与催化剂的质量比为2、190℃、氮气5 MPa条件下反应2 h,木聚糖的转化率为95.1%,糠醛产率为37.5%。该研究结果有助于构建设计生物质催化转化高效催化体系。     

甲基橙掺杂聚吡咯纳米管的合成及其性能

通过化学氧化法,以Fe(NO3)3为氧化剂,甲基橙(MO)为掺杂剂合成了聚吡咯纳米空心管.通过FT-IR、SEM、TEM和电导率测试等研究了氧化剂和掺杂剂等对聚吡咯形貌结构和电导率的影响;并将聚吡咯纳米管涂覆在工作电极表面制作而成的修饰电极经循环伏安法测试表明具有良好的氧化还原可逆性.     

纤维素在醇-水溶剂中水解及集总动力学研究

利用固定床式反应器研究了热压醇-水混合溶剂中处理木质纤维素制备还原糖的工艺条件及动力学.通过对不同反应温度、反应压力、不同溶剂等因素进行考察,发现在温度250℃、压力17 MPa、乙醇-水混合体积比1∶1时,还原糖的收率可达67.53%.以木质纤维素水解过程进行分段集总,提出了三集总动力学,拟合出了17 MPa下,乙醇加入前后,木质纤维素降解的表观活化能分别为119.497和56.784 kJ/mol.结果表明,乙醇-水作为溶剂时更有利于木质纤维素的降解,提高还原糖收率.     

表面修饰铂的铜纳米颗粒的制备及催化性能

为探索表面修饰铂的铜纳米颗粒的催化性能,分别以硫酸铜、氯铂酸为前驱物、硼氢化钾为还原剂制备了溶剂稳定的铜和铂纳米颗粒;并以铜纳米颗粒为种子、将氯铂酸溶解其中,在以硼氢化钾为还原剂的基础上制备了表面修饰了铂的铜纳米颗粒。所制备的三种纳米颗粒均为球形,粒径分别为1.7 nm、2.1 nm、2.4 nm.在30℃、1.01×105Pa的条件下,所制备的表面修饰了铂的铜纳米颗粒在环己烯的催化加氢反应中具有比铂纳米颗粒和铜纳米颗粒更高的催化活性。     

ZnCl2/Si-MCM-41催化剂的制备、表征及催化性能研究

通过浸渍法制备了新型的环境友好催化剂ZnCl2／Si-MCM-41。考察了它在苯与苄氯的苄基化反应上的活性，探索了制备ZnCl2／Si-MCM-41负载试剂的最佳制备条件。研究表明：ZnCl2／Si-MCM-41的最佳制备条件是负载量为4mmol/g，活化温度为150℃，活化时间为5h。通过XRD、TG、FT-IR对催化剂进行表征，发现ZnCl2在较低负载量时，ZnCl2充分分散在载体孔道内，对催化剂载体的结构没有明显的影响，而且此负载试剂上苯的苄基化反应的活性中心不是晶体ZnCl2，而是存在于载体表面的非晶态ZnCl2物种。     

Synthesis of calixarenes and their extraction performance for ester catechins

A series of extractants (tert-butylcalix[6]arene, tert-butylcalix[8]arene and octeacetate of tert-butylcalix[8]arene) were synthesized, and their structures were identified by IR and 1H-NMR. The distribution behavior of ester catechins monomer in the aqueous and chloroform two-phase system containing one of calixarene was studied. The influences of different extractants, concentration of tert-butylcalix[8]arene and extraction temperature on the partition coefficients and the separation factors were investigated. The experiment results show that tert-butylcalix[8]arene is the best extractant that forms a more stable supramolecular compound with gallocatechin gallate (GCG) than with epigallocathechin gallate (EGCG) or epicatechin gallate (ECG). When the concentration of p-tert-butylcalix[8]arene is 3.79 mmol/L, the extraction temperature is 4 ℃, the partition coefficients of KGCG, KECG, KEGCG are 0.987, 0.629, 0.449,the separation factors of α1 and α2 are 1.450 and 1.596, respectively. The important factors influencing the extraction properties of calixarene are discovered to be its cavity size and hydrogen bonding.     

Sn/C纳米复合材料的合成及其电化学嵌放锂性能

用SnCl4和葡萄糖的水热反应合成SnO₂/碳质复合材料,然后在氮气气氛中热处理使SnO₂被碳热还原为Sn纳米粒子,制备得到Sn/C纳米复合材料.用X-射线衍射(XRD), 透射电镜(TEM)和X-射线电子散射能谱(EDX)对样品进行表征.结果显示Sn纳米粒子具有球形的形貌,并均匀地分散在无定形的碳材料中.对于Sn质量分数58.5%和32.3％的Sn/C复合材料,Sn纳米粒子的平均粒径分别为51和20 nm.电化学测试结果显示,Sn/C复合材料具有高的电化学贮锂可逆容量和良好的循环稳定性.讨论了Sn/C纳米复合材料的形成机理及其循环稳定性能改善的原因.     

硬模板法镍基催化剂的制备及其乙醇干气重整反应性能

采用硬模板技术制备Ni/Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2催化剂(NiCeZr-N),利用N_2吸脱附、透射电子显微镜、氢气程序升温还原、X射线衍射、拉曼光谱等分析了合成催化剂的物理化学性质,以乙醇干气重整制合成气为探针反应进一步考察了合成NiCeZr-N材料的催化性能。结果表明,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为硬模板可以有效抑制活性金属Ni催化剂在焙烧过程中的烧结,提高活性组分Ni的分散度以及金属-载体间的相互作用,有助于改善催化剂的性能。与常规共沉淀法制备的NiCeZr-C催化剂相比,NiCeZr-N催化剂表现出较高的催化活性和稳定性,600℃时乙醇转化率为100%;稳定性测试50 h,催化剂无明显失活;NiCeZr-N催化剂中Ni组分良好的分散性及较高的比表面积对碳-碳键有活化作用,活性金属Ni与载体间的相互作用是抑制积碳、保持催化剂稳定性的主要原因。     

甩带处理TbMn6Sn6化合物的磁性研究

研究了甩带速度对TbMn6Sn6化合物晶体结构和磁性的影响。结果表明,甩带冷却速度对TbMn6Sn6化合物的晶体结构几乎没有影响,主要是由1：6：6型相所构成,其中含有少量铁磁性的Mn3Sn2杂相;随着甩带速度从3900r／min降至1500r／min,试样晶粒尺寸依次为220、170、280和340nm;甩带冷却速度对TbMn6Sn6化合物的室温矫顽力几乎没有影响,以3900r／min甩带制成的TbMn6Sn6化合物的矫顽力,随着温度的升高,从5K下的1600 Oe上升至100K下的11360Oe,然后随着温度继续上升至300K,其矫顽力减小至533Oe。     

三氟甲磺酸锡酯的晶体结构和催化性能

以甲苯为溶剂,通过回流反应n-Bu2SnO和TfOH得到了三氟甲磺酸锡酯,并采用红外光谱和X-射线单晶衍射对其进行了表征.结果表明:化合物属三斜晶系,空间群为Pī,晶胞参数a=0.808 3(1)nm,b=0.868 5(1)nm,c=1.163 6(2)nm,α=90.45(2)°,β=94.24(1)°,γ=101.08(1)°,V=0.799 29(20)nm-3,Z=2;化合物中的锡原子为严重畸变的八面体构型,且三氟甲磺基的强吸电子效应使Sn—O(磺基氧)键中Sn原子的Lewis酸性较强.当其催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯时,催化剂的强Lewis酸性有利于碳酸二甲酯转化率的提高,但过强的Lewis酸性易致中间体甲基苯基碳酸酯分解;降低强Lewis酸浓度可以显著抑制甲基苯基碳酸酯分解,提高酯交换选择性.     

PtNi/C催化剂的合成及其对甲醇氧化的电催化性能

用液体多元醇方法合成了PtNi/C纳米电催化剂，并对其进行了XRD和TEM表征.讨论了合成溶液的pH值对铂镍合金纳米粒子的粒径影响.结果表明，随着合成溶液pH值的增加，PtNi合金纳米粒子的粒径变小，并且更加均匀.当合成溶液的pH值为4.0、5.5、7.5和9.0时，铂镍合金纳米粒子的平均粒径分别是4.2、3.7、3.3 和3.0 nm.用循环伏安和恒电位极化表征了PtNi/C纳米电催化剂在室温下对甲醇氧化的电催化性能.结果表明，当合成溶液的pH值为 9.0时，合成的PtNi/C催化剂对甲醇的氧化具有较好的电催化性能，比Pt/C具有更稳定的电催化性能.