鸭蛋壳制备的CaO固体碱催化大豆油制备生物柴油

将700~1000℃焙烧鸭蛋壳4h制备的氧化钙(CaO)固体碱催化剂用于大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油,用XRD和N2-吸附对其进行了表征,研究了焙烧温度对催化剂结构及催化性能的影响,考察了反应温度、甲醇与大豆油摩尔比、催化剂用量和反应时间对生物柴油收率的影响。结果表明:以900℃焙烧鸭蛋壳制备的CaO固体碱为催化剂,在反应温度90℃、甲醇与大豆油摩尔比9∶1、催化剂用量3.0%(占大豆油质量)、正庚烷用量30.0%(占大豆油质量)和反应时间4h的条件下,生物柴油的收率可达99.1%。催化剂重复使用12次后,生物柴油的收率仍大于97%。说明CaO固体碱催化剂在大豆油与甲醇酯交换反应中具有良好的催化活性和重复使用性。     

Nb2O5负载磷钨酸催化酯化反应研究

采用浸渍法制备TPA/Nb2O5催化剂,用于油酸与甲醇的酯化反应,考察了催化剂焙烧温度、甲醇与油酸物质的量比、反应时间、催化剂用量和TPA负载量等因素对油酸转化率的影响。结果显示,低负载量时(ω=5,10,15),TPA杂多阴离子高度均匀地分散在Nb2O5表面,随着负载量的增加,TPA在Nb2O5表面出现聚结。25-TPA/Nb2O5(300)催化剂在油酸与甲醇的酯化反应中具有良好的催化活性,在n(甲醇)/n(油酸)=12,m(催化剂)/m(油酸)=7%,反应时间在6 h的条件下,油酸的转化率高达92.24%。在303～333 K范围内,油酸的转化率随着温度的升高逐渐增大,油酸与甲醇在TPA/Nb2O5催化剂上的酯化反应符合准二级动力学方程,表观活化能为57.62 kJ/mol,指前因子为1.096×109(mol/L)-1.h-1。     

油页岩化学结构的化学渗透脱挥发分模型

采用核磁共振碳谱(nuclear magnetic resonance spectra,1 3C-N M R)以及综合热分析仪和傅里叶红外联用技术(thermogravimetric-Fourier transform infrared spectroscopy,TG-FTIR)等手段,通过热解实验研究油页岩化学结构特性,建立适用于油页岩化学结构的化学渗透脱挥发分(chemical percolation for devolatilization,CPD)模型。该文通过13C-NMR对油页岩化学结构进行研究,得到CPD模型的4个输入参数。核磁共振分析表明,区别于煤的化学结构,芳碳含量在油页岩化学结构中所占比例相对较低,窑街样品中芳碳含量为50%,而在兴安盟样品中的含量仅为35%。利用TG-FTIR等手段通过C-R法求得桥键断裂的动力学参数,以窑街和兴安盟油页岩为样品,预测其在加热速率为50℃/min条件下的挥发分曲线。通过后验差法检验模型的预测误差,结果表明预测精度较高,验证了模型预测的合理性。     

环己酮和甘油在碳基固体酸催化剂上的缩合反应

通过膨化淀粉和对甲基苯磺酸混合物的部分炭化制备碳基固体酸催化剂,用XRD、红外光谱、元素分析和热分析进行了表征,研究了碳基固体酸催化剂在环己酮甘油缩酮合成中的催化性能,考察环己酮与甘油摩尔比、催化剂用量和反应时间等因素的影响。XRD分析和酸碱电位滴定结果表明,膨化淀粉和对甲基苯磺酸混合物部分炭化生成含有高密度-SO3H基团的芳香碳薄层组成的无定形炭。在n（环己酮）∶n（甘油）为1∶1.2、催化剂的质量分数为10%、环己烷15mL和回流反应时间为120min的条件下,环己酮甘油缩酮的收率可达到99.2%。催化剂重复使用6次后,活性下降很小。     

用TDPAC技术表征Mo/γ—Al_2O_3加氢脱硫催化剂

(99)~Mo(β-)~(99)Tc时间微分扰动角关联法应用于加氢脱硫Mo/γ-Al_2O_3催化剂的表面性质研究,通过测定催化剂上钼原子的核电四极矩相互作用来表征催化剂表面的不同钼物种。并与噻吩加氢脱硫活性相关联。氧化态催化剂主要存在八面体配位钼物种Mo[O]和加氢脱硫活性中心的前身态Mo(Ⅵ)_前。氢还原态催化剂主要含有八面体配位的四价钼物种Mo~(4+)[O]和加氢脱硫活性中心的前身态MO(Ⅳ)_前。Mo(Ⅵ)_前和Mo(Ⅳ)_前在催化剂表面上单层分散,与载体之间有较强的相互作用,具有抗氨水溶解能力,其含量主要受催化剂钼含量,助剂钴原子和催化剂焙烧温度等因素影响。Mo[O]在催化剂表面上可多层存在,与载体表面之间的相互作用较弱。     

SO2-4-TiO2/Al2O3超强酸催化合成新型香料

通过浸渍法制备了SO2-4-TiO2/Al2O3固体超强酸催化剂,用Hammett指示剂法测定了其酸强度;以乙酰乙酸乙酯和1,3-丙二醇、1,3-丁二醇为原料,合成了新型香料2-甲基-2-乙酸乙酯基-1,3-二氧六环和2,4-二甲基-2-乙酸乙酯基-1,3-二氧六环,考察了催化剂的焙烧温度、TiO2的负载量、反应温度、反应物配比、催化剂用量等因素对反应的影响以及催化剂的重复使用性.结果表明,在425～575℃温度范围内,SO2-4-TiO2/Al2O3体系可以形成超强酸;在新型香料的合成中具有催化活性高、催化速率快、化学稳定性好,重复使用性佳、无环境污染;在最佳条件下,两种香料的收率分别可达83.5%和83.6%,质量分数为99.1%.     

富铁膨润土的脱色性能研究

对矿产粗制富铁膨润土进行了金属元素分析。通过对矿产粗制膨润土进行研磨、筛分取小于160目的细微颗粒进行酸处理以脱除膨润土中的金属杂质(主要是铁)。经水洗、过滤并用硫氰化钾检验处理效果、干燥、焙烧等步骤最终以焙烧产品的色泽确定对产品的脱色效率。考察了酸种类、浓度、处理温度和时间以及焙烧温度对脱色效果的影响。结果表明,在膨润土脱色过程中,在室温下,8mol/L的浓硝酸,酸处理16h,焙烧温度为550℃,焙烧时间为2h,在该条件下制备的产品颜色由原始的棕红色脱变为乳白色,白度值由43.0提高到81.6。     

环己酮1,2-丙二醇缩酮的催化合成

采用溶胶-胶凝法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铝钾(KAl(SO4)2/SiO2)固体酸催化剂,研究了KAl(SO4)2/SiO2固体酸催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的催化性能。结果表明,反应时间70 min、环己酮与1,2-丙二醇的摩尔比1∶1.1、催化剂的质量分数5.0%,环己酮1,2-丙二醇缩酮收率达到99.9%。     

CuSO_4/SiO_2固体酸催化合成环己酮乙二醇缩酮

通过溶胶-胶凝法和浸渍法制备了CuSO4/SiO2固体酸催化剂,用XRD、N2-吸附和NH3-TPD进行了表征,研究了CuSO4/SiO2固体酸催化合成环己酮乙二醇缩酮的催化性能,考察了催化剂的焙烧温度、CuSO4负载量、催化剂用量、酮醇摩尔比等因素的影响。结果表明,CuSO4/SiO2固体酸催化剂在环己酮和乙二醇的缩合反应中具有良好的催化活性和稳定性。催化剂制备和缩合反应的最佳条件为:焙烧温度为500℃、CuSO4的负载量为20%、酮醇摩尔比为1∶1.2、催化剂的用量1.1 g,在此条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率可达99.1%。     

SO4^2— —TiO2／Al2O3超强酸催化合成新型香料

通过浸渍法制备了SO4^2- －TiO2/Al2O3固体超强酸催化剂，用Hammett指示剂法测定了其酸强度；以乙酰乙酸乙酯和1，3－丙二醇、1，3－二醇为原料，合成了新型香料2－甲基－2－乙酸乙酯基－1，3－二氧六环和2，4－二甲基－2－乙酸乙酯基－1，3－二氧六环，考察了催化剂的焙烧温度、TiO2的负载量、反应温度、反应物配比、催化剂用量等因素对反应的影响以及催化剂的重要使用性。结果表明，在425－575℃温度范围内，SO4^2- －TiO2/Al2O3体系可以形成超强酸；在新型香料的合成中具有催化活性高、催化速度快、化学稳定性好，重复使用性佳、无环境污染；在最佳条件下，两种香料的收率分别可达83．5％和83．6％，质量分数为99．1％。