非贵金属电解水催化剂改性研究进展

氢能作为理想的二次能源,具有能量密度高、清洁无污染等特点,在能源转型过程中将发挥极为重要的作用。电解水制氢被认为是获取氢能最有潜力的绿色工艺,而高效电催化剂是制约电解水制氢快速发展的关键。贵金属催化剂具有优良的电催化性能,但由于成本和储量问题严重限制其推广应用,因而开发低成本高活性的非贵金属催化剂逐渐成为研究热点。为提高非贵金属催化剂的电催化性能,需要对其进行一系列的改性优化工作。综述了近几年国内外非贵金属电解水催化剂的改性研究进展,详细介绍了几何构造（一维、二维、三维结构）和电子调控（组成优化、晶面调控、缺陷构造、杂原子掺杂等）两种非贵金属催化剂的改性方法,并对今后非贵金属电解水催化剂改性发展方向进行了展望。     

蒽醌、2-烷基蒽醌加氢热力学研究

结合量子化学计算综合分析了蒽醌、2-烷基蒽醌及其氢化产物分子的几何构型和电子结构,重点解析蒽醌及其衍生物分子于凝聚态体系原子的振动频率及各振动频率对热力学性质(熵和焓)的贡献,以此研究了不同烷基取代基对蒽醌分子在两步电子转移加氢过程中的加氢活性以及热力学平衡的影响.结果表明:蒽醌母体经2-乙基、2-叔丁基、2-叔戊基分别取代后,烷基蒽醌的氢化反应热明显增大,相同温度条件下2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-戊基蒽醌的氢化反应热分别为-56.29、-62.7、-63.5 kJ·mol-1;328.15 K加氢温度条件下,蒽醌母体可完全转化为氢蒽醌,平衡转化率为100％,然而相同温度条件下2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-叔戊基蒽醌的平衡转化率依次降低,分别为83.06％、60.58％、58.18％.     

过氧化氢/环己酮氧化法合成ε-己内酯催化剂研究进展

ε-己内酯是一种重要的有机中间体,也是合成生物可降解材料聚己内酯、高性能材料聚氨酯等重要聚合物的单体,具有非常广阔的应用前景。在目前已报道的合成方法中,以环己酮为原料,采用过氧化氢氧化法合成ε-己内酯是一种新型的绿色合成方法。在此方法中,由于过氧化氢的活性较低,高效催化剂的引入至关重要。从均相催化剂和非均相催化剂两个角度,综述了使用过氧化氢氧化法合成ε-己内酯的研究进展,通过实例,对比分析不同催化剂的优势和劣势,指出了杂多酸负载多相化策略不仅保留了杂多酸催化剂活性高、选择性好的优点,同时解决了催化剂的分离问题,是一种发展前景较好的催化剂。最后总结了ε-己内酯的应用市场及产业化开发的现状,并展望了在未来研究者们应重点关注的问题。     

劣质蜡油的加氢处理工艺研究

以劣质蜡油加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属为目标,对3种不同的劣质蜡油进行了加氢处理实验,研究了加氢处理工艺条件对上述反应过程的影响,并探讨了在不同工艺条件下,加氢生成油的性质及质谱组成变化规律。结果表明,加氢脱硫率、脱氮率、脱金属率均随反应温度升高而增加。与原料油相比,加氢生成油具有较低的95%馏出温度和密度,生成油中硫、氮、金属质量分数大幅度降低。     

2-烷基蒽醌加氢合成过氧化氢的动力学研究

针对蒽醌法合成过氧化氢工艺,采用Pd基催化剂在温度为30～60℃、压力为0.15～0.35MPa的条件下研究了2-烷基蒽醌加氢反应过程,并采用多元线性回归分析建立了幂指型动力学方程。结果表明：随着2-乙基蒽醌、2-丁基蒽醌、2-戊基蒽醌侧链烷基官能团空间位阻效应增大,加氢反应活化能依次提高(15.663,18.715,19.347 kJ/mol),H₂分压的反应级数增大,工作液中蒽醌浓度的反应级数和指前因子依次降低。在蒽醌转化率低于50%的条件下,2-乙基蒽醌加氢反应速率是2-丁基蒽醌的4.31倍、2-戊基蒽醌的6.63倍;在蒽醌法工况条件(55℃、0.3 MPa)下,H₂于双酰胺衍生物溶剂中的体积扩散传质系数(kLa)为0.162 s^-1,明显优于工业常用溶剂磷酸三辛酯(0.091 s^-1)、三甲苯(0.057 s^-1)中的kLa。