固体催化剂制备生物柴油研究进展

作为化石能源的替代品,生物柴油具有成本低、无污染和可再生等优点,是一种可再生的"绿色能源"。介绍了用于制备生物柴油的固体酸和固体碱催化剂的研究进展,固体催化剂催化效率高、催化剂不宜中毒且易与产品分离,并指出研制廉价和高效的催化剂仍是生物柴油领域的研究热点。     

含铁催化剂催化苯直接羟基化制备苯酚的研究进展

催化苯直接羟基化是开发绿色苯酚生产新技术的高原子经济性的挑战性课题,但该工艺存在芳香C-H键难活化、产物酚的选择性较低等问题,其中高效催化剂的研制是核心问题之一。根据含铁催化剂独特的化学结构和催化性能,本文从配合物均相催化剂、仿生催化剂、负载型非均相催化剂等方面综述了含铁催化剂催化苯直接羟基化制备苯酚的研究进展,并着重介绍了Fenton体系和仿生催化体系的反应机理。分析表明,以氧化物及天然矿物作为载体的含铁催化剂合成简单,活性高,有较大的研究及工业开发价值。此外,研究催化机理对设计合成高效苯羟基化的催化剂具有指导意义。     

CO2高效转化为碳酸丙烯酯研究进展

双碳”策略倡导绿色可持续发展，将能源终端产物CO₂为转化为高附加值化学品备受关注。CO₂的催化转化一般采用均相和非均相催化剂进行催化，在本文中对CO₂与环氧化物合成为环状碳酸酯进行了探讨和展望，高效催化转化CO₂方法为制备碳酸丙烯酯(PC)提供了绿色合成路线，PC用途广泛，可用于合成聚碳酸酯、医药中间体，也可用作绿色溶剂、添加剂和电解池电解液等优点，能进行多种复杂的合成化学反应。     

催化臭氧氧化降解水中有机污染物的研究进展

水污染是当前工业发展中亟待解决的问题之一,催化臭氧氧化降解有机污染物工艺具有绿色、高效和工艺简单的优点而被广泛应用,而其中的关键在于催化剂的选用。本研究对均相催化臭氧氧化和非均相催化臭氧氧化过程的机理进行了分析和总结,着重讨论了非均相催化臭氧氧化过程常采用的贵金属催化剂、过渡金属催化剂、碱土金属催化剂和非金属催化剂对臭氧氧化降解有机污染物的促进作用,对提高这些催化剂催化活性的方法进行了综述,总结了pH值、臭氧浓度、催化剂剂量和有机污染物浓度对催化臭氧氧化降解有机物过程的影响。指出目前催化臭氧氧化降解有机污染物过程面临的主要问题是活性组分的流失导致催化剂催化活性下降。在今后的研究中,开发和制备新型、高效、绿色、稳定的催化剂以及探究最佳工艺条件仍是研究的重点。可以通过提高催化剂的吸附能力以改善臭氧在水溶液中的传质,促进臭氧分子的分解,还可以通过不同活性组分的协同偶联有效抑制活性组分的流失,提高催化剂催化活性的同时提高催化剂的稳定性,以达到高效降解有机化合物的目的。     

硝基苯液相催化加氢制苯胺催化剂研究进展

介绍了苯胺生产中硝基苯液相催化加氢制苯胺工艺,着重介绍了液相加氢催化剂体系中的镍系催化剂和贵金属催化剂的研究进展。液相催化加氢多采用贵金属催化剂和高活性、制备工艺复杂的催化剂,生产成本较高,开发价廉、高效并能满足绿色化工要求的新型催化剂是今后工作的重点。     

生物质液体燃料2,5-二甲基呋喃的催化合成进展

2,5-二甲基呋喃（DMF）是一种可替代化石能源的新型液体生物质燃料,对于缓解当今能源危机具有重要意义。鉴于其优良的性质和广阔的应用前景,以生物质资源为原料通过绿色、经济的方法制备DMF逐渐成为科学研究的热点。本文归纳和总结了近年来国内外由生物质糖类化合物出发制备DMF的一些催化技术研究新进展,着重从活性中心和载体的构效关系出发对比了不同金属催化剂的催化效果,讨论了影响多相反应体系的关键因素,分析了不同反应路线和制备方法。对进一步研究和开发从生物质糖类化合物“一锅法”转化成DMF的催化新技术提出了一些建议和展望,为探索高效、经济、绿色、可持续的DMF合成途径提供科学依据和创新思路,促进生物质制DMF的工业技术发展。     

第二章:固体催化剂制备技术原理

<正>2.1前言催化剂和催化反应过程广泛应用于能源转化利用、化学品制造和环境治理等领域。据估算,约有85%的化学工业过程涉及催化反应过程,因此催化也被认为是现代化学工业的基石。近年来,提高催化反应过程效率和开发新催化反应已成为实现能源(资源)高效清洁利用和化学/化工生产绿色化的重要途径。催化过程的核心和物质基础是催化剂,目前约有80%的工业催化过程采用固体催化剂(其余17%为匀相催化,3%为生物催化)[1]。固体催化剂的制备包含沉淀、浸渍、老化、过滤     

糠醛选择性催化加氢的研究进展

糠醛是种可再生的生物质能源,可从农副产品中萃取得到。糠醛加氢可合成很多高附加值的产物,如糠醇、四氢糠醇、2-甲基呋喃、呋喃、2-甲基四氢呋喃、环戊酮、环戊醇和1,4丁二醇等。糠醛氢化反应除了碳碳双键、呋喃环氢化外,还有其他衍生副反应(脱羰、开环反应、缩合反应、C O键氢化等)。糠醛催化加氢催化剂主要为金属催化剂以及非晶态合金催化剂,单金属催化剂用于反应时的选择性和活性较低,通常采用添加助剂或是另一种金属以提高催化剂的活性和选择性,目前糠醛选择性催化加氢的研究主要集中在催化剂载体和双金属催化剂的研制上。主要阐述糠醛选择性催化加氢催化剂研究进展,指出在研制低成本、高选择性、稳定性、绿色环保的催化剂同时,催化剂的工业化应用研究有待进一步完善,最终以实现糠醛高效高选择性加氢工业应用为目的。     

水热催化制备绿色柴油工艺中催化剂的失活与再生

近年来,水热催化制备绿色柴油的工艺广受关注,非均相催化剂用于该工艺可以提高绿色柴油的产率和选择性,但催化剂使用过程中常存在失活和再生困难等问题。本文首先介绍了水热催化工艺中常用的催化剂,随后阐述了该工艺中非均相催化剂的失活机理;分别讨论了负载金属和载体对催化剂活性的影响。负载金属的浸出和烧结是引起催化剂失活的重要原因,载体自身不稳定是催化剂失活的另一个重要原因。然后,总结了水热催化工艺中失活催化剂的再生方法,主要包括煅烧和洗涤。最后,对水热催化制备绿色柴油工艺提出了建议,即开发更优质的催化剂、探求更高效的再生方法和选择更适宜的反应条件等。     

生物质热解催化剂失活的研究进展

生物质催化热解是实现生物质能源高效、高值化利用的有效手段。综述生物质催化热解过程中催化剂失活的过程及原因,从生物质热解催化剂的积炭失活、原料杂质的影响、催化剂的水热失活和负载型催化剂金属颗粒的烧结等进行阐述。对生物质热解催化剂的研究重点与方向进行展望。     

催化科学与现代化工

现代化学工业是随着催化科学的出现、发展而发展的壮大的。催化科学已经广泛服务于人们生活的各个方面。新型催化剂的研究和催化理论的不断成熟将推动绿色化学工业的出现并最终取代传统化学工业,而生物催化剂的发展将在解决人类面临的化肥问题、环境问题、能源问题、粮食问题等方面发挥重要作用。     

废弃聚酯材料循环利用有新法

如何解决废弃塑料产生的“白色污染”难题,一直是全球科学家共同关注的热点。2020年12月30日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所开发出聚脂的可控聚合和高效解聚新方法,或将为这一难题找到可行的解决方案。中科院青岛能源所王庆刚研究员带领的催化聚合与工程研究组发展了一种应用于内酯可控聚合和聚酯高效解聚的催化体系。催化剂采用无毒且生物相容性好金属锌试剂,使得聚酯生产过程及产品更加绿色环保。     

钴盐催化甲苯液相选择氧化反应研究进展

介绍了现阶段钴盐催化甲苯液相选择氧化所使用的各种工艺、钴盐和钴盐复合催化剂在有无溶剂或助剂作用下的催化情况。探讨了现阶段钴盐催化氧化甲苯所存在的催化剂活性,甲苯转化率、产品选择性以及纯度等问题,指出了未来钴盐催化氧化甲苯的发展方向应该是寻求一种高效绿色并且可以提高甲苯转化率、产物选择性的钴盐催化剂。     

钴盐催化甲苯液相选择氧化反应研究进展

介绍了现阶段钴盐催化甲苯液相选择氧化所使用的各种工艺、钴盐和钴盐复合催化剂在有无溶剂或助剂作用下的催化情况。探讨了现阶段钴盐催化氧化甲苯所存在的催化剂活性,甲苯转化率、产品选择性以及纯度等问题,指出了未来钴盐催化氧化甲苯的发展方向应该是寻求一种高效绿色并且可以提高甲苯转化率、产物选择性的钴盐催化剂。     

纳米催化剂在生物柴油合成中的应用

生物柴油作为一种可再生的绿色能源,是化石燃料理想的替代品。本文聚焦于纳米催化剂在生物柴油合成中的应用,就常见的纳米催化剂的设计制备、物化性质、催化行为及重复使用性等方面进行了综述,最后提出了纳米催化在生物柴油合成中所面临的问题并展望其应用前景。     

生物质与塑料催化共热解技术研究进展

生物质是唯一一种可再生碳源，其高效利用是解决能源与环境问题的纽带。近年来，基于化石能源的塑料制品使用和废弃量快速增加，其难于自然降解，对环境造成严重威胁。生物质与塑料的催化共热解技术能够得到选择性更高的产品，进而提升高附加值产物的产率和品质，是生物质与塑料规模化利用的重要方向。本文从生物质与塑料高效转化的角度出发，梳理了生物质与塑料催化共热解技术研究进展，对生物质与塑料共热解机理、ZSM-5基催化剂共热解、过渡金属基催化剂共热解、碱/碱土金属催化剂共热解、多催化剂共热解等不同种类的催化共热解研究前沿进行了综述，并对比了原位催化和非原位催化的共热解方式，展望了生物质与塑料催化共热解的主要技术和发展方向，以期为生物质与塑料的高效协同转化提供方法参考和研究思路。     

纳米酶催化剂制备方法研究进展

酶催化具有化学、区位和立体选择性,这使得其成为绿色合成化学品的理想催化剂。然而,天然酶常因其在工业催化条件下的活性和稳定性较低而难以使用。纳米技术为构建高效酶催化剂提供了新的可能性。通过简便、高效、低成本的方法制备出具有高催化活性和高稳定性的纳米酶催化剂,同时提高纳米酶催化剂的可操作性和可回收重复使用特性是其中的关键问题。介绍了纳米酶催化剂的研究现状和制备方法,重点介绍了采用共沉淀方法制备酶-无机晶体杂化纳米催化剂、酶-金属有机骨架材料杂化纳米催化剂,以及制备具有温度和磁响应特性的纳米酶催化剂,并对纳米酶催化剂在酶催化合成医药化学品方面的应用前景进行了探讨。     

纳米酶催化剂制备方法研究进展

酶催化具有化学、区位和立体选择性,这使得其成为绿色合成化学品的理想催化剂。然而,天然酶常因其在工业催化条件下的活性和稳定性较低而难以使用。纳米技术为构建高效酶催化剂提供了新的可能性。通过简便、高效、低成本的方法制备出具有高催化活性和高稳定性的纳米酶催化剂,同时提高纳米酶催化剂的可操作性和可回收重复使用特性是其中的关键问题。介绍了纳米酶催化剂的研究现状和制备方法,重点介绍了采用共沉淀方法制备酶-无机晶体杂化纳米催化剂、酶-金属有机骨架材料杂化纳米催化剂,以及制备具有温度和磁响应特性的纳米酶催化剂,并对纳米酶催化剂在酶催化合成医药化学品方面的应用前景进行了探讨。     

煤催化气化催化剂及其催化机理研究进展

煤的催化气化对煤的高效洁净转化,实现我国能源和环境的可持续发展具有非常重要的意义。从煤气化催化剂(一元、多组分及可弃催化剂)和催化反应机理方面进行了综述。指出多组分催化剂催化效率高于一元催化剂,但其回收利用是经济生产的关键,可弃催化剂价格低廉,但催化活性较低,活性点(位)理论在煤的催化机理中具有一定的代表性,并对煤催化气化的发展方向进行了展望。     

硝基苯液相催化加氢制备苯胺的研究进展

介绍了苯胺生产中硝基苯液相催化加氢制苯胺工艺,并对目前研究的硝基苯乙醇重整制氢、CO/H2O还原、超临界二氧化碳低温合成苯胺的工艺做了简述,说明我国应继续研究和推广催化加氢制取苯胺清洁生产工艺;另外着重介绍了液相加氢催化剂体系中的镍系催化剂和贵金属催化剂的研究进展。液相催化加氢多采用贵金属催化剂和高活性、制备工艺复杂的催化剂,生产成本较高,开发价廉、高效并能满足绿色化工要求的新型催化剂是今后工作的重点。