木质素催化解聚的研究进展

木质素是一种芳环结构来源丰富且价格低廉的可再生资源。从木质素出发催化解聚制备单酚类高附加值精细化学品和芳香烃烷烃等高品位生物燃料,可以部分替代以化石燃料为原料的生产过程,是生物质资源全组分高效综合利用的重要组成部分。在木质素催化解聚方法中,催化氢解可以直接将木质素转化为低氧含量的液体燃料,在生物燃料利用方面展现出巨大的潜力。本文详细总结了木质素的催化解聚方法,从催化剂类型、溶剂种类、反应机理及催化剂循环使用性等方面介绍了国内外的主要研究进展,着重阐述了木质素催化氢解方法。最后总结了当前木质素催化解聚过程中存在的难题,并对未来的技术发展提出了建议和展望。     

溶剂效应对木质素酚类化合物加氢反应的影响机理

系统研究了木质素酚类化合物在Ru/C和Al₂O₃催化体系下溶剂效应对加氢反应的影响。在乙醇溶剂中,苯酚在35℃下即可完全转化为环己醇,具有最佳的加氢效果。研究表明极性溶剂比非极性溶剂的加氢效果更好,是因为催化剂分散均匀,强化了催化剂和反应物间的传质与扩散。在醇类极性溶剂中,乙醇的加氢反应效率最高,对比研究显示溶剂的极性越强,苯酚加氢的转化效果越好。还建立了Kamlet-Taft表达式参数与苯酚转化率间的关系关联式,分析了各参数的影响效果,详细阐述了Ru/C和Al₂O₃催化体系下详细的苯酚加氢反应路径和机理,并将该催化体系应用于其他木质素酚类化合物的加氢反应,也取得了很好的反应效果,大部分木质素酚类化合物均加氢饱和转化成稳定的环状醇类化合物。     

生物油在钌镍双金属催化剂下加氢脱氧制备液体燃料

研究了生物油及其模型化合物在RuNi双金属催化剂作用下加氢脱氧制备烃类液体燃料。实验比较了单金属催化剂与双金属催化剂的反应效果,结果表明双金属催化剂的催化活性更高。在260℃下,RuNi双金属催化剂催化愈创木酚反应,可基本转化为环己烷,而单金属Ru催化剂转化率只有49.4%,单金属Ni催化剂转化率很低。该RuNi双金属催化剂用于生物油的加氢脱氧也有很好的效果,在280℃下,生物油中的碳氢化合物含量从反应前的15.6%增加到反应后的63.0%。     

《工程伦理》教学改革探讨

《工程伦理》是工程学科的理论基础课,在当今新工科的大背景下,其重要性愈加显著。通过探讨工程伦理教学改革中的相关内容,旨在使学生全面掌握工程伦理的相关知识,熟练运用有关理论对工程实际问题和道德困境进行评判分析。     

基于成果导向的《换热器原理与设计》课程及课程设计的教学探究

换热器是能源与动力工程的重要设备之一,提高相应课程——《换热器原理与设计》课程及其课程设计学习效果能为能源动力人才培养添砖加瓦。成果导向是先进的工程教育理念之一,利用反向教学设计可以有效提高学习效果。为保障基于成果导向的课程教学效果,文章阐述了《换热器原理与设计》课程特点,分析了该课程的教学现状,介绍了成果为导向的教育理念;并基于此,以提高学生换热器设计技能精熟程度为目标,探讨了课程教学实施方法;为保证学习效果,提出了课程教学评价方案。本文对换热器教学的探究能为换热器课程教学提供参考。     

溶剂效应对木质素酚类化合物加氢反应的影响机理

系统研究了木质素酚类化合物在Ru/C和Al₂O₃催化体系下溶剂效应对加氢反应的影响。在乙醇溶剂中,苯酚在35℃下即可完全转化为环己醇,具有最佳的加氢效果。研究表明极性溶剂比非极性溶剂的加氢效果更好,是因为催化剂分散均匀,强化了催化剂和反应物间的传质与扩散。在醇类极性溶剂中,乙醇的加氢反应效率最高,对比研究显示溶剂的极性越强,苯酚加氢的转化效果越好。还建立了Kamlet-Taft表达式参数与苯酚转化率间的关系关联式,分析了各参数的影响效果,详细阐述了Ru/C和Al₂O₃催化体系下详细的苯酚加氢反应路径和机理,并将该催化体系应用于其他木质素酚类化合物的加氢反应,也取得了很好的反应效果,大部分木质素酚类化合物均加氢饱和转化成稳定的环状醇类化合物。     

木质素衍生酚类化合物催化加氢脱氧制备液体燃料研究进展

生物质中的木质素衍生酚类化合物具有含氧量高、稳定性差等缺点,通过加氢脱氧反应提质可以制备高品质生物液体燃料,对双碳目标的实现有重要的现实意义。综述了近年来用于木质素衍生酚类化合物反应的金属负载型催化剂,首先从单金属和双金属组分的角度分析金属间协同效应对加氢脱氧反应性能的影响。然后,针对金属位点特性对加氢脱氧反应的影响,讨论金属粒度、金属分散度和单原子金属催化剂的催化活性,阐明金属位点特性的影响因素,及其对加氢脱氧反应机理的影响机制。随后,基于载体对金属位点的影响,探讨载体特性与金属位点特性的关联因素,揭示载体对金属活性位点的影响机制。最后,对金属负载型催化剂的发展方向进行展望。     

核壳结构材料的制备及其应用

核壳材料可以通过不同的包覆技术进行制备,其在许多方面的性能优于普通材料。包覆技术可以对内核微粒表面性质进行剪裁,如改变内核表面电荷、官能团和反应特性等,从而提高内核的分散性与稳定性。同时,核壳材料还具有组成种类多、形貌多样、组分间具有协同效应等特点,已被广泛用于生物质能利用催化剂、新型储能材料、光电材料等新能源领域。本文综述了多种核壳材料的制备方法,总结了核壳结构材料的发展现状,归纳了应用过程中存在的问题,并对核壳结构材料的进一步研究方向——向着微观操纵方向发展和达到性能可控的目的进行了展望。