磷酸锆辅助催化水解菌糠制备纳米纤维素晶体的性能

以食用菌产业的副产品菌糠为原料,采用磷酸锆催化剂辅助稀硫酸水解制备纳米纤维素晶体(cellulose nanocrystals,CNCs).与传统酸水解方法相比,该方法简化了工艺流程,制备过程环境友好。考察了超声时间、超声温度以及稀硫酸浓度等因素对CNCs得率的影响。结果表明当超声时间为5h、超声温度为75℃及稀硫酸浓度为12.3%时,CNCs得率为42.80%.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X射线衍射仪(XRD)对样品的微观形貌、谱学性能和晶体结构进行了研究分析,结果表明所制得的CNCs呈棒状,直径介于10～30nm之间;CNCs属于纤维素I型,与原料菌糠相比,结晶度由63.79%增大到81.04%;且CNCs仍具有天然纤维素的基本化学结构。论文研究为菌糠的资源化高效利用开辟了新途径。     

有序介孔磷酸锆的研究进展

简要阐述了磷酸锆材料的特点和应用发展现状,重点探索了有序介孔磷酸锆的制备方法及表征技术,对于磷酸锆材料研究及制备中存在的问题进行了归纳。     

磁性碳基固体磺酸催化剂的制备及其催化性能研究

以自制纳米四氧化三铁、葡萄糖、发烟硫酸为原料,采用水热合成法制得了具有磁性的碳基固体磺酸催化剂.利用SEM、FTIR、VSM和TG等手段对催化剂进行了表征,评价了催化剂用于纤维素水解的催化活性.结果表明：在最佳炭化温度160℃、最佳磺化温度70℃下制备的催化剂的表面酸量达1.43 mmol·g-1,纤维素水解中的总还原糖（TRS）产率和葡萄糖产率分别达到48.2％和27.6％;且催化剂具有强磁性,可实现与产物的快速分离.     

磺化碳固体酸催化剂的制备及其催化性能的研究

以微晶纤维素(MCC)为原料制备了碳基磺酸化固体酸催化剂,用该磺化碳固体酸MCC进行糖化水解,考察其催化水解微晶纤维素的最优条件及碳化温度对催化剂催化活性的影响,并对其重复使用性及再生进行了研究。结果表明,反应温度180℃、反应时间6 h、催化剂用量0.15 g为最佳反应条件,最高糖产率为68.71%;400℃为最佳碳化温度。催化剂重复使用后,由于表面磺酸基团的脱落其活性有所下降,可以通过再磺化得到恢复。     

木质素磺酸钠制备固体酸催化剂及其催化活性研究

采用炭化磺化法以木质素磺酸钠为原料制备一种固体酸催化剂,并用于纤维素的水解反应,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TGA)、傅里叶红外(FTIR)、酸碱滴定进行了表征。考察了炭化温度对固体酸催化剂的表面酸量和催化性能的影响。结果表明,在碳化温度为300℃时制得的催化剂其磺酸基含量高达1.3 mmol/g,对纤维素水解的催化活性优于其他常见的酸催化剂,在180℃反应6 h后,还原糖产量为44.2%。     

木质素磺酸钠制备固体酸催化剂及其催化活性研究

采用炭化磺化法以木质素磺酸钠为原料制备一种固体酸催化剂,并用于纤维素的水解反应,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TGA)、傅里叶红外(FTIR)、酸碱滴定进行了表征。考察了炭化温度对固体酸催化剂的表面酸量和催化性能的影响。结果表明,在碳化温度为300℃时制得的催化剂其磺酸基含量高达1.3 mmol/g,对纤维素水解的催化活性优于其他常见的酸催化剂,在180℃反应6 h后,还原糖产量为44.2%。     

基于固体酸的纤维素非均相催化糖化的研究进展

作为纤维素水解产物,葡萄糖可进一步反应产生果糖、山梨醇、糠醛、乙酰丙酸等重要能源物质和基础平台化合物,因此高效催化纤维素定向转化为葡萄糖对获得高附加值化学品具有重要意义。本文从催化剂的物理化学结构与催化性能之间相互影响关系的角度,综述了磺化固体酸、氢型沸石、金属氧化物、负载金属和杂多酸5种主要非均相催化剂近年来的研究进展及未来的发展方向,分析得出以上催化剂具备易于与水解产物分离、高回收率、稳定的催化活性以及环境友好等明显优势,但仍存在与纤维素接触困难、活性组分容易损失等问题,指出通过引入活性官能团使催化剂兼有纤维素吸附、溶解和水解能力及利用官能团内部作用或固载使催化剂减少组分损失是纤维素非均相催化剂的发展方向。     

碳基固体酸催化剂的制备及其催化性能的研究

以竹子为原料制备了碳基固体酸催化剂,将所制备的碳基固体酸催化剂用于油酸和甲醇的气相酯化反应,以油酸转化率为考察指标评价其催化性能.考察了碳化温度、磺化时间、磺化温度对碳基固体酸催化剂催化活性的影响,并对其重复使用性能及再生进行了研究.结果表明,碳基固体酸催化剂适宜的制备条件为:碳化温度200℃、磺化时间6 h、磺化温度...     

磷酸氧钒催化剂制备及其催化氧化性能研究进展

综述磷酸氧钒(VPO)催化剂制备方法及其对烷烃类物质催化氧化反应的研究进展,分析催化剂制备过程中载体、助剂、还原剂、分散剂、磷钒原子比以及在醇类溶液中回流时间等对VPO催化剂性能的影响。介绍VPO催化剂对烷烃类物质选择性氧化反应的反应机理,并展望VPO催化剂未来发展方向。     

磷酸锆负载金属氧化物催化剂的制备及其在甘油脱水制丙烯醛中的应用

以磷酸锆为载体,负载不同类型金属氧化物制备了系列MOx/ZrP催化剂,即FeO_x/ZrP、CoO_x/ZrP、NiO_x/ZrP、NbO_x/ZrP、CuO_x/ZrP、MoO_x/ZrP和WOx/ZrP,并采用XRD、FT-IR、SEM、EDS、TEM、NH3-TPD和N2吸附-脱附等对催化剂进行表征,结果表明,金属氧化物的负载对磷酸锆载体的微观形貌、孔结构以及酸性质等均产生了显著影响。将MOx/ZrP催化剂用于甘油脱水制丙烯醛反应,结果表明,金属负载质量分数为5%的WO_x/ZrP催化剂反应效果最好,甘油转化率达93%,且丙烯醛选择性为82%。     

生物质碳磺酸的制备及其催化水解纤维素性能

对炭化温度、磺化条件以及不同碳源等因素对生物质碳磺酸的酸量、表面结构及催化纤维素水解活性的影响进行了系统研究,并采用XRD、BET、 FT-IR和SEM等对碳磺酸的微观特征进行了分析,发现合适的炭化温度和炭化程度是制备高酸量碳磺酸的关键,在相同的炭化和磺化条件下,用不同生物质碳源制备得到碳磺酸的酸量接近,微观结构不同对纤维素水解催化活性有一定影响。在本文研究的几种碳磺酸中,具有蜂窝大孔结构的竹炭碳磺酸呈现比较突出的催化活性。将竹粉在400℃炭化3 h,然后在180℃下磺化8 h,得到竹炭碳磺酸的总酸量和磺酸量分别可达5.34和1.25 mmol·g^-1。     

无定形介孔磷酸锆固定葡萄糖氧化酶的直接电化学

利用无定形介孔磷酸锆(ZrP)为载体,通过吸附法固定葡萄糖氧化酶(GOD),修饰玻碳(GC)电极得到GOD/ZrP/GC电极。在0.1 mol·L^-1磷酸盐缓冲溶液中,利用循环伏安法研究了GOD/ZrP/GC电极的直接电化学行为和对葡萄糖的催化性能。结果表明,无定形磷酸锆ZrP为载体修饰的电极GOD/ZrP/GC其电化学反应电子转移速率快、表观覆盖量大;对葡萄糖的检测表现出较快的电流响应和较高的灵敏度,说明无定形磷酸锆更有利于GOD的固定和酶电极的直接电化学。     

磷酸锆钠粉体的制备

用水热合成法制备出纯净的磷酸锆钠陶瓷粉体。研究了原料配比、矿化剂(氟离子)、反应时间和温度等反应条件对产品的影响。得到了制备高纯度磷酸锆钠粉体的最佳工艺条件：F^-与ZrO2摩尔比为l、P2O5与ZrO2摩尔比为0．75、ZrOCl2摩尔浓度为0．6mol/L、150℃反应2d。采用XRD、SEM、IR、Raman和XPS等现代物化仪器对产物的物相与化学纯度进行了测定。     

竹炭碳磺酸的制备及其催化性能

以富含纤维素的天然竹粉为原料,通过硫酸浸渍,炭化和磺化的过程,制备竹炭碳磺酸并将其应用于纤维素水解反应。首先对改性前后的竹粉及其主要成分进行热重分析,发现硫酸能打破竹粉组分之间部分原有的化学键,促进竹粉的热解过程,使竹粉在低温下进行热解与炭化。然后系统地研究浸渍比例、浸渍液浓度、炭化温度和磺化温度等因素对催化剂活性的影响,得到催化剂最优制备条件。最后采用XRD、BET、FT-IR和SEM等方法对竹炭碳磺酸进行表征,结果表明通过合理调控温度能使竹炭磺酸具有良好的孔结构和较高的磺酸量,且磺酸量可能和芳香碳环上的活泼氢数目有关。     

Microwave-sintering preparation and densification behavior of sodium zirconium phosphate ceramics with ZnO additive

The dense NaZr₂(PO₄)₃ (NZP) ceramics were successfully prepared by a microwave sintering process with x wt.% ZnO as a sintering aid (where x = 0, 0.5, 1.0, 2.0 and 3.0). The effects of ZnO additive on the crystal structure, microstructure and sintering behavior of as-prepared NZP ceramics were systematically investigated. The single NZP phase can be achieved in the wide temperature range of 900–1200 °C holding for 2 h by microwave-sintering technology. The addition of ZnO sintering aid would not noticeably change the crystal structure of NZP. Importantly, ZnO additive significantly promoted the densification and 1.0 wt% ZnO-added sample possessed the maximum relative density of 96.5% after sintering at 1100 °C, considerably higher than that of pure NZP sample. Besides, the Vickers hardness of the above sample could attain near 800 MPa, which is about four times as hard as the pure NZP ceramics without ZnO additive. It was suggested that the combination of microwave sintering with appropriate addition of ZnO sintering aid would provide a convenient and efficient method for rapid fabrication of dense NZP ceramics.     

氢氧化锆及其焙烧产物对磷酸根的吸附特性研究

以氢氧化锆作为吸附水溶液中磷酸根的吸附剂,考察了氢氧化锆在不同焙烧温度下的分子式及其对磷酸根吸附效果的影响。通过正交试验确定了最佳实验条件,此条件下氢氧化锆的吸附量为210.9 mg/g。经100、200、300、400、500、600 ℃焙烧后的氢氧化锆对磷酸根的吸附量随温度升高逐渐减小;氢氧化锆经700 ℃焙烧后,焙烧产物氧化锆不具有吸附性。TG、XRD分析表明,随着焙烧温度的升高,氢氧化锆的表面活性基团（-OH）数量逐渐减少。结果表明,吸附剂表面羟基的数量直接影响吸附剂的吸附性。     

玉米秸秆衍生碳基固体酸的制备及其催化纤维素水解糖化

以玉米秸秆为原料,通过碳化-磺化法制备了碳基固体酸（CSA）,采用XRD、FTIR、XPS、SEM、阳离子交换与返滴定法等手段对其结构形貌进行表征,并考察了制备条件对固体酸表面活性基团含量与催化活性的影响。以NaOH/尿素冻融预处理后的纤维素为底物,研究了CSA催化纤维素水解糖化的效果与条件。结果表明：NaOH/尿素冻融预处理能够有效辅助固体酸催化纤维素水解,在350℃碳化2h、100℃磺化5h条件下制备的CSA催化性能最好,其酸量达3.94mmol/g,其中磺酸基、羧基、酚羟基含量分别为1.09mmol/g、1.36mmol/g、1.49mmol/g。在m(CSA)∶m(纤维素)=3∶1、水解温度200℃、水解时间为0.5h的条件下,纤维素水解还原糖得率与转化率分别为47.1%和63%。CSA循环利用3次催化活性下降不大。本研究可为废弃生物质原料制备的固体酸催化纤维素水解转化利用提供科学参考。     

La改性Cu/Zn/Al催化剂的制备及其催化纤维素液化性能

采用共沉淀法制备了不同La含量改性Cu/Zn/Al的催化剂,通过热重分析(TG/DTG)、X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)等表征手段对改性催化剂进行评价,分析结果表明,La助剂能够促进活性组分在载体表面的分散,很好地维持了催化剂的孔结构,适量助剂La的添加可促进CuO、ZnO两相间相互融合,增加活性中心的分散度,使CuO更加易于还原,但过多的La含量会使催化剂的性能发生改变,导致催化剂的活性降低。在超临界甲醇中使用La改性Cu/Zn/Al催化剂催化液化微晶纤维素,发现添加少量的La可有效地提高催化液化效果,相较于为添加助剂的Cu/Zn/Al催化剂,MCC转化率与醇类收率都得到了明显的提高。通过GC-MS分析,可以得到液化产物主要有醇类、酯类、酮类、醛类、烷烃等物质,添加助剂后提高了醇类产物的选择性。设置单因素实验,可知改性后Cu_1.2Zn_4.8Al_1.9La_0.1催化剂的最佳反应条件为:反应温度320℃,反应时间75min,催化剂用量75%。