Cu/ZnO/SBA-15催化剂的制备及碳酸酯加氢性能研究

以Cu(NO_3)_2·3H_2O、Zn (NO_3)_2·6H_2O及SBA-15分子筛制备碳酸乙烯酯加氢制乙二醇和甲醇的Cu/ZnO/SBA-15催化剂,考察了制备方法(过量浸渍法、等体积浸渍法、旋转蒸发法和氨蒸法)对催化剂Cu/ZnO/SBA-15的影响及不同Cu/ZnO比对反应性能影响。研究发现,氨蒸法制备的催化剂负载量大,且分散性好,Cu、ZnO总负载量为20%,铜锌比为2∶1,反应性能最优,此时碳酸乙烯酯的转化率100%,甲醇的选择性69. 7%,乙二醇的选择性100%。     

Pd-Rh/TiO2光催化CO2氧化乙烷脱氢研究

采用浸渍还原方法制备Pd-Rh/TiO₂催化剂用于常温光催化CO₂氧化乙烷脱氢制C₂H₄。研究不同Pd/Rh比催化剂的光反应性能,利用XRD、EDX-mapping、TEM、HRTEM、XPS技术表征催化剂表面和电子特性,通过UV-Vis、PL技术考察催化剂光响应性能,采用原位红外光谱技术分析Pd-Rh/TiO₂光催化CO₂氧化乙烷脱氢反应机理。研究表明,Pd-Rh双金属体系可有效提高光反应活性,光照下Pd和Rh金属之间存在内部电子转移的作用,降低了Pd表面的电子云密度,促进光生电子和空穴的分离,同时促进了C₂H₆和CO₂在材料表面的吸附。Ar替换CO₂的对比实验证明,反应中的CO₂消耗H₂,可消除催化剂表面积碳,促进C₂H₄生成。     

聚合工艺对聚吡咯改性石墨毡电极结构及其氧还原性能的影响

对石墨毡进行电化学聚合吡咯改性,考察聚合时间、脉冲次数和间隔时间对聚吡咯改性石墨毡电极形貌结构和电化学性能的影响。结果表明,通过聚合脉冲时间、脉冲次数和脉冲间隔时间可以调控聚吡咯涂层的厚度、形貌和亲水性。在聚合脉冲时间为100 s、间隔时间为120 s,脉冲次数为10次的条件下,得到的聚吡咯改性石墨毡电极的2电子氧还原活性最高,其电化学活性比表面积最大,达到1.502 8 cm²/cm³,在pH=3的硫酸钠溶液中,其H₂O₂累积速率最大,为25.775 mol/(m³石墨毡·h),是未改性石墨毡上H₂O₂累积速率的3.17倍。     

聚吡咯改性石墨毡电极的氧还原性能及应用

通过电化学氧化聚合法对石墨毡(GF)进行了聚吡咯(PPy)改性,并利用SEM、FTIR、XPS、LSV和EIS对聚吡咯改性石墨毡电极的形貌结构、元素组成和电化学性质进行了研究,采用H_2O_2生成速率表征了改性电极的两电子氧还原活性。考察了支持电解质种类和聚合时间对改性电极结构和氧还原性能的影响。结果表明,通过改性能够在石墨毡表面引入吡咯氮结构,在恒–0.45 V阴极电势的条件下,以硫酸钠为支持电解质制得改性电极的两电子氧还原活性最高,H_2O_2生成速率为24.82 mg/(L·cm~2·h)。改性石墨毡的两电子氧还原活性随着聚合时间的延长先增加后降低,聚合时间为1000 s时所得改性石墨毡的两电子氧还原活性最高,H_2O_2生成速率达到29.40 mg/(L·cm~2·h)。以PPy/GF-Na_2SO_4-1000为阴极材料构建电芬顿体系降解来自乙基纤维素生产过程的高盐有机废水,阴极电势为–0.55V时,8h后废水的化学需氧量(COD)可降至100mg/L以下,去除率达到88.8%。PPy/GF-Na_2SO_4-1000经过5次循环实验后活性无明显变化。     

水对无水相变吸收剂捕集CO2性能的影响

二氧化碳(CO₂)化学吸收法成熟度高,是有效的工业碳捕集技术。无水相变吸收剂具有高吸收速率和低解吸能耗。然而,在工业CO₂吸收过程中,气源中的水会被无水相变吸收剂吸收,影响后续的吸收效果。研究了典型的无水混合胺相变吸收剂(二甘醇胺-五甲基二乙烯三胺-乙二醇,P-T-EG)捕集模拟含水烟气CO₂过程中的性能变化;探讨了水分的引入对富相比(体积比)、CO₂负载量,以及分相后贫相和富相水分含量(质量分数,下同)的影响。结果表明,水分的引入有利于降低富相黏度,增大富相比;随着循环次数的增加,富相比增大,贫相水分含量比富相低;水分的引入对解吸平衡的影响微弱。使用Aspen Plus,计算了不同水分含量P-T-EG吸收富相的解吸过程,发现解吸塔再沸器温度100℃、冷凝温度35℃时,P-T-EG+10%H₂O(10%为水分含量)可以达到吸收水分和解吸水分进出平衡,此时解吸塔中胺的质量损失为1.05×10^-10(质量比)。     

有机胺功能化介孔固体吸附剂吸附分离CO_2性能研究

针对当前固体胺CO_2吸附剂存在吸附容量小、循环稳定性差等问题,采用高比表面积、易嫁接胺的介孔SBA-15作为载体,研究分子筛模板剂脱除方法和有机胺改性方法对制备的固体吸附剂吸附性能的影响,并采用N_2物理吸附、X射线衍射、红外光谱、热失重分析等表征技术并对样品进行表征。实验结果表明,通过嫁接和浸渍能够合成出不同有机胺负载量的胺功能化吸附剂,其中混合胺嫁接法改性的APTES-SBA(U)-T60吸附剂其吸附容量最大,在75℃下的纯CO_2气氛中吸附量达到192.05 mg/g,优于溶剂萃取和煅烧法去除模板剂。此外,混合胺嫁接法制备的样品在多次的吸/脱附操作下,CO_2吸附稳定性良好,表明混合胺修饰的吸附剂具有很好的稳定性和再生性。     

乙烯选择性齐聚取代PNP-Cr催化体系的二维定量构效关系

1-己烯和1-辛烯是制备高性能聚烯烃产品的重要共聚单体,近年来,PNP型铬系乙烯选择性三聚/四聚催化体系成为本领域研究热点。针对实验研究报道的系列氮上取代PNP型铬系催化剂,采用二维定量构效关系（QSPR）方法结合密度泛函理论（DFT）建立了该催化体系1-己烯、1-辛烯选择性的线性回归模型。研究中同时采用了启发式方法和最佳多元线性回归方法,考察了自定义描述符和铬金属活性中心价态（包括一价和二价）对线性回归模型的影响。通过分析发现：基于DFT的自定义描述符的引入能够明显提高模型的相关性和稳定性;基于一价Cr的活性中心模型更适合关联乙烯三聚选择性,二价Cr的活性中心模型更适合关联乙烯四聚选择性;PNP-Cr骨架几何结构尤其是较小的PNP角度是获得较高1-己烯和1-辛烯选择性的关键。最后,根据最佳线性回归模型对新型PNP配体进行了预测,发现了9种新的PNP配体结构可能具有更高的1-辛烯或1-己烯/1-辛烯共选择性,为进一步的实验开发奠定了良好的理论基础。     

催化热氢化法制备三氯氢硅研究进展

四氯化硅加氢制备三氯氢硅是新一代多晶硅生产技术中实现副产物四氯化硅变换循环再利用而减少污染的重要手段。在围绕该反应的众多工艺方案中,催化热氢化法能耗低、选择性高,逐渐受到研究者的重视。国内外研究用于催化热氢化法的催化剂主要包括过渡金属类催化剂、碱土金属催化剂和耐高温腐蚀含硅多孔陶瓷。常用加氢类过渡金属催化体系表现出良好的活性,碱土金属催化剂选择性较高、化学性质更稳定。而制约催化热氢化法的问题主要表现在高纯多晶硅生产对于杂质的极低容忍度、苛刻的反应环境以及活性位吸附含氯产物造成单程转化率降低。开发耐高温、抗腐蚀、反应条件下物化性质稳定并易于脱附产物的热氢化催化剂是催化热氢化法发展的主要方向。综述了近年来国内外对于用在催化热氢化法中的各类催化剂的研究进展,并对存在的问题和前景进行分析与展望。     

NHPI催化分子氧选择性氧化木质素模型分子中的C-C键

以1,2-二苯乙烷为模型分子,考察了N-羟基邻苯二甲酰亚胺（NHPI）对分子氧氧化断裂木质素分子中C-C键的催化作用,比较了Cu、Co和Mn的多种可溶性盐对NHPI催化活性的促进作用,探究了工艺条件对1,2-二苯乙烷氧化的影响规律。结果表明：NHPI能够在温和条件下催化分子氧氧化1,2-二苯乙烷中的C-C键断裂生成苯甲醛和苯甲酸。可溶性的Cu、Co和Mn盐都具有助催化作用,其中乙酸锰的助催化作用最强。确定了二苯基乙酮为氧化的初级反应产物。发现提高反应温度、增加乙酸锰用量以及延长反应时间,有利于C-C键的氧化断裂和提高小分子产物的选择性。优化的反应条件为NHPI为底物物质的量的10%,乙酸锰和NHPI之比为1：10,反应温度90℃,氧气分压1.0 MPa,反应时间8 h,C-C键的氧化断裂产物苯甲醛和苯甲酸的总选择性可达76.5%。     

盐酸法浸出水淬含钛高炉渣制备高纯金红石型二氧化钛

采用盐酸法浸取水淬含钛高炉渣,固液分离后可得到富含钛、铝等有价元素的浸取液,再通过水解、沉淀等方式可制得高纯度金红石型二氧化钛、氧化铝等产品。系统研究了酸浓度、液固比、反应温度及反应时间等工艺条件对含钛高炉渣中不同元素浸出率的影响,确定了浸出反应的优化工艺条件。当反应温度为90℃,盐酸浓度为33%,液固比为15∶1(mL∶g),反应时间为30 min时,钛的浸出率可达到75.3%。130℃条件下对浸出液进行水解、干燥,即可得到纯度为97.7%的金红石型二氧化钛。该方法可直接从水淬含钛高炉渣中回收钛元素并制得高纯度二氧化钛产品,流程短,能耗低,可为含钛高炉渣的资源化利用提供支持。