CaO催化臭氧选择性氧化肉桂中油的研究

粗肉桂油精馏后残留的尾油(也称为肉桂中油)含有肉桂醛和烯烃类化合物。为通过精馏分离肉桂中油中的肉桂醛,实现肉桂中油资源再利用,根据前期研究成果,采用CaO催化臭氧选择性氧化肉桂中油中的烯烃类化合物;采用气相色谱和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对反应产物进行分析。结果表明,臭氧化反应60 min后,存在于肉桂中油中的10种烯烃类化合物在反应产物中仅检出1种,肉桂醛的相对含量从反应前的56.46%增至80.48%。反应后,GC-MS未检测出烯烃类化合物臭氧化后生成的醛或酮类物质。通过臭氧化可基本清除肉桂中油中的烯烃类化合物,保留肉桂醛。

Ni/Ti_(3)C_(2)(MXene)催化剂制备及催化肉桂醛选择加氢性能

以氢氟酸为蚀刻剂,Ti_(3)AlC_(2)为原料制备的多层Ti_(3)C_(2)(MXene)为载体,采用KBH4还原法制备了Ni负载量(即Ni的理论质量分数,下同)5%~20%的Ni/Ti_(3)C_(2)催化剂,通过XRD、FTIR、SEM、N_(2)吸附-脱附、NH_(3)-TPD、CO_(2)-TPD对Ni/Ti_(3)C_(2)进行了表征,考察了其催化肉桂醛选择加氢的性能。结果表明,Ni负载量为10%的Ni/Ti_(3)C_(2)催化剂(记为10Ni/Ti_(3)C_(2))具有最佳的性能,其Ni金属颗粒均匀负载在Ti_(3)C_(2)表面上,层状结构清晰,比表面积为9.6 m^(2)/g,具有最小的金属Ni平均粒径(43.59 nm)和最高的分散度(0.21%)。随着Ni负载量的增加,Ni/Ti_(3)C_(2)的比表面积和酸位点强度逐渐增加,表面酸性位点种类变化不大,10Ni/Ti_(3)C_(2)具有强Lewis酸位点(NH_(3)脱附峰在511℃左右),热稳定性较好。在H_(2)压力2.0 MPa、30 mL异丙醇为溶剂、反应温度120℃的条件下,0.5000 g 10Ni/Ti_(3)C_(2)催化1.0000 g肉桂醛选择加氢反应3.0 h,肉桂醛转化率和苯丙醇选择性分别为100%和99.29%;在4次循环中,10Ni/Ti_(3)C_(2)表现较高的催化稳定性,肉桂醛转化率100%,苯丙醇选择性99.29%~92.07%。

基于重力驱动液滴定向运输的主动式抗细菌黏附及抗菌研究

有害细菌黏附在各种材料表面会时刻危害着人类生命健康,每年为应对有害细菌黏附所付出的经济成本数以亿计。黏附在材料表面的细菌最终将形成难以清除的生物膜,预防细菌在初始阶段的黏附可以显著减少生物膜的形成,这是应对细菌黏附的有效途径。迄今为止,预防细菌的初始黏附所采用的手段包括超疏水表面、超亲水表面、润滑表面和智能响应型防黏附表面等。但上述提到的绝大多数抗细菌黏附手段属于静态的被动式抗细菌黏附策略,本研究提出了一种基于重力驱动实现液滴定向运输的主动式抗细菌黏附策略,并且结合银纳米粒子负载的杀菌区构建了一种新型主动式抗细菌黏附系统。通过实验探究了微坡高度、倾角与液滴运动的关系,并得到了最优条件。动态抗细菌黏附测试发现对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗黏附率高达99.71%和98.79%,具有良好的主动抗细菌黏附效果,验证了重力驱动细菌液滴定向运输主动式抗细菌黏附策略的有效性。末端杀菌区不但具有良好的被动抗黏附效果,并且可以有效地杀死运动至杀菌区的细菌液滴,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率高达100%和100%。本研究提出的基于重力驱动实现液滴定向运输的主动式抗细菌黏附策略的抗黏附效果显著,构建的整个新型主动式抗细菌黏附系统具有良好的抗细菌黏附和杀菌能力,为应对细菌黏附提供了一种全新的策略,在生物医学、微流控技术和工业生产等领域具有重要的应用前景。

光催化CO_(2)还原的超薄层状催化剂

随着工业化进程加快和消费结构的持续升级,大气中CO_(2)的含量远超过去水平,成为了一个严重的全球性环境问题。光催化CO_(2)还原是解决大气中二氧化碳含量上升的最有前景的手段之一,该技术的核心是开发高效、环保、廉价的光催化剂。凭借大比表面积、大量低配位表面原子,从催化剂内部到表面转移距离更短等性能优势,超薄层状材料显示出实现光催化二氧化碳还原的巨大潜力。本文总结了用于光催化CO_(2)还原的超薄层状光催化剂的最新进展,对现有催化剂进行了分类,对其制备方法和光催化CO_(2)还原机理进行了介绍。另外,重点对保持超薄催化剂层状结构的前提下,采用厚度调整、掺杂、构造缺陷和复合等改进催化剂光催化性能的策略进行了讨论。最后,对用于光催化二氧化碳还原的超薄层状光催化剂的未来机遇和挑战进行了展望。

二氧化碳的活化及其催化加氢制二甲醚的研究进展

CO2是一种稳定的物质,其化学惰性限制了CO2转化技术的发展。本文介绍了化学催化、生物活化、光电活化及等离子体活化等CO2活化方式,从CO2催化加氢合成二甲醚的工艺研究、催化剂开发、催化加氢机理和本征动力学研究等方面综述了CO2催化加氢合成二甲醚的研究进展,认为化学催化法是目前应用最广泛的一种CO2活化方式。对于一步法催化CO2加氢合成二甲醚的工艺,其难点是制备高效CO2活化催化剂。开发高效的CO2活化及转化催化剂及对CO2合成二甲醚的反应过程进行机理探究,是推广CO2转化技术的关键。

钨酸铅光催化降解糖蜜酒精废水的研究

糖蜜酒精废水是一种难降解的有机废水,主要成分为焦糖等色素类物质。利用沉淀法制备了PbWO4光催化剂,将其应用于光催化降解糖蜜酒精废水降解反应中,考察了催化剂用量,空气流量,溶液pH值,助氧化剂及光照强度对糖蜜酒精废水脱色率的影响。研究表明,在紫外光辐照下,PbWO4能有效地对糖蜜酒精废水进行光催化作用,过程为一级动力学反应。对于经30倍稀释的糖蜜酒精废水,添加4.0g·L-1的PbWO4光催化剂,通入126L·h-1的空气,不改变废水的pH值及不添加助氧化剂H2O2的条件下,在300W高压汞灯照射下反应120min,PbWO4光催化降解糖蜜酒精废水的脱色率为90.2%,COD去除率为78.6%,得到了较好的降解。

TiO_2催化高压脉冲放电等离子体降解2,4-二硝基苯酚

采用TiO2催化高压脉冲放电等离子体降解废水中的2,4-二硝基苯酚,对反应进行了动力学研究。研究结果表明,在高压脉冲放电等离子体及TiO2催化高压脉冲放电等离子体反应中,2,4-二硝基苯酚的降解过程均符合表观一级反应动力学方程。加入TiO2催化剂、提高放电电压均可提高2,4-二硝基苯酚的降解反应速率常数。在TiO2加入量为0.15%、放电电压为16kV时,2,4-二硝基苯酚的降解率为87.4%,TiO2的催化效应增强因子为1.55。

掺杂ZnO光催化剂研究进展

ZnO作为半导体光催化剂,具有无毒性、高效性和低成本等优点得到广泛研究。但是ZnO禁带宽度较宽,为3.37 eV,仅能吸收紫外光,而且光生电子和空穴较容易复合,在太阳光照射下,表现出较低的光催化活性,不能满足工业应用要求。对ZnO进行改性能够提高ZnO对可见光的利用率及光催化活性。其中,对ZnO进行掺杂能够有效改变光催化剂的比表面积、颗粒大小和光催化活性等性质,适当引入一些金属或非金属离子有可能使催化剂对光的吸收范围扩展到可见光区。金属掺杂能使ZnO形成更多的晶格缺陷,降低电子和空穴的复合几率;而非金属掺杂能够在ZnO晶格中引入氧空位以及引起ZnO晶格膨胀,使ZnO禁带变窄,进而能吸收可见光;同时,掺杂两种非金属有可能比掺杂单一非金属更能改善ZnO对可见光的吸收。结合金属掺杂与非金属掺杂的优点,金属与非金属共同掺杂到ZnO中,使ZnO的各种缺点得到全面改善。此外,利用金属氧化物对ZnO进行掺杂,可改变ZnO晶格结构以及表面电子状态,提高ZnO光催化活性。需加强对掺杂理论的研究,掺杂虽能使ZnO能够吸收可见光,但是对可见光吸收不强,对太阳能利用率不高,需要对ZnO改性方法进行更深入研究,同时,光催化要进一步在工业上进行应用,应加强对光催化降解多组分废水及真实废水进行研究,其稳定性、固载化及其回收利用方面也应该得到更多关注。

波纹片对臭氧催化氧化反应器的流体力学和气含率分布的影响

干塔压降、湿塔压降、液泛气速是评价臭氧催化氧化反应器性能的重要指标,直接影响反应性能和综合能耗。本文将一种结构导向波纹片放置于散堆填料中,构建了A、B、C型规整填料,研究了波纹片数量对臭氧催化氧化反应器的流体力学和传质性能的影响。使用计算流体力学(CFD)软件的多孔介质模型,计算了臭氧催化氧化反应器中填料的干塔压降及臭氧的气含率分布。结果表明,在散堆填料中放置波纹片后,平均干塔压降降低了30%左右。在相同的气相动能因子(F)下,4种填料的干塔压降从高到低顺序为:散堆填料>A>C>B。在喷淋密度L=26.09 m^(3)·(m^(2)·h)^(-1)时,相比散堆填料,B型填料的湿塔压降平均降低了约14.73%。干塔压降值的计算结果与实验结果有良好的一致性,臭氧的气含率分布更均匀。

甘蔗糖蜜生产耐酸双倍焦糖色的研究

从原料甘蔗糖蜜出发,经焦糖化反应,得到双倍焦糖色素,样品带负电荷,其着色率、耐酸性等各项指标均符合国家标准。本文讨论了反应所加催化剂量、反应温度、反应时间等主要工艺参数对产品质量的影响。

基于互联网的化学反应工程有效教学模式的探索与实践

为使学生真正从被动学习变为主动学习、从被动接受变为主动求索,我们将从以下几个方面加大化学反应工程课程教学过程改革的力度,逐步形成并完善该课程的有效教学模式:1.基于化学反应工程网络课件,从课程内容的逻辑关系培养学生的自主学习能力;2.建立基于工程应用的讨论式案例教学;3.课堂教学与专业实验、教学实习、创新实验、科研结合,培养学生的工程创新能力;4.完善化学反应工程课程的考核方式。

酸处理活性炭催化臭氧氧化肉桂醛为苯甲醛

以经酸处理的活性炭为催化剂,进行多相催化臭氧氧化肉桂醛为苯甲醛。考察了溶剂种类、乙醇用量、活性炭用量、臭氧流量及臭氧化反应温度对反应的影响。结果表明,活性炭能够明显提高臭氧的利用率,臭氧利用率从单独使用臭氧时的53.5%提高到67.4%。最佳反应条件为:无水乙醇为溶剂,m(无水乙醇)/m(肉桂醛)=3,氧气流量为800 mL/min(臭氧流量为0.71 g/h),m(活性炭)/m(肉桂醛)=0.01,在0℃下臭氧化反应2 h,然后进行还原反应,苯甲醛收率为44.0%。

甘蔗糖蜜制取液体糖工艺的研究

对糖蜜制备液体糖的工艺进行了研究,考察了絮凝剂、糖蜜浓度、加热时间、沉降温度等对液体糖的影响,并优化了制备工艺参数。研究表明采用絮凝剂量为12ppm,糖蜜稀释至32.4波美,加热保温60min,于85℃沉降,所得产品各项指标符合卫生标准,可以用于食品工业。

新工科背景下地方高校化工创新人才培养探索

通过分析新工科背景下化工专业创新人才培养过程中的建设理念、人才结构和知识体系方面存在的挑战以及未来的科学技术与卓越工程人才对化工人才培养的新要求,提出应通过注重专业和产业对接,服务社会经济、注重学科交叉和创新创业能力、注重以学生为中心及注重家国情怀等方面对地方高校化工创新人才培养进行顶层考虑,并以广西大学化学化工学院为例说明新工科背景下化工创新人才培养的探索。

木糖母液生产酱油用高红色指数焦糖色素

使用价廉的原料和安全易得的催化剂生产食品添加剂对于发展食品工业具有十分重要的意义。本文研究了用木糖母液催化合成酱油用焦糖色素的工艺条件,探讨了预处理方法、催化剂用量、反应温度、反应时间等参数对产品质量的影响。研究表明,在36°Be′的木糖母液中,加入9.60%的M-16催化剂,于120℃下焦糖化反应180min,得到色率为2.8万EBC单位,红色指数达6.3以上的焦糖色素。理化分析表明,该焦糖色带负电荷,耐盐性达26%以上,胶体特性合格,用之炒豆腐后色泽金黄不褪色,其它各项理化指标均符合GB8817-2001。通过计算机拟合出在120℃下,以木糖母液为原料生产焦糖色素的色率(X)、红色指数(R)随反应时间(t)变化的关系式分别是:X=-2.7×10-4t4+9.27×10-2t3-9.03t2+369.77t-1723.67,R=-1.6672×10-8t4+7.8564×10-6t3-1.17×10-3t2+4.571×10-2t+7.85917,通过该关系式可以方便地调控焦糖色生产过程中色率和红色指数。

硝基苯气-固相催化加氢为苯胺的实验研究

研究了Ni/膨润土催化剂的制备方法与催化剂的热分析(TG-DTA)和氢程序升温还原(H2-TPR)分析,并将其应用于硝基苯气-固相催化加氢合成苯胺过程中。结果表明,Ni/膨润土催化剂在300℃,常压下进行硝基苯催化加氢为苯胺反应,硝基苯的转化率在6 h内均能达到99%以上,苯胺的收率达到85%以上。热分析表明,经350℃焙烧2 h后可获得的催化剂的活性成分为Ni O;H2-TPR分析表明,催化剂上的Ni O被还原为Ni金属而起催化作用。对催化剂的活性测试部分进行了改进,改进后的气-固相催化加氢实验在固定床反应器中进行,相比液相加压反应,改进后的实验安全性更高,更加直观,且易于理解与操作。

宽口径化工专业的工业催化教学探索与实践

培养宽口径化工专业人才是我国高等教育的目标,也是我国高校对人才培养的一次深入探索。我们以工业催化课程教育为落脚点,在教学过程中融入"重基础、宽口径"的教学理念,以人为本,对教学方法和内容形式进行了调整,以期对培养高素质复合型人才产生重要作用。

液电等离子体降解含酚废水的研究

研究了采用液电等离子体降解含酚废水的模型物2,4-二硝基苯酚及液电等离子体降解含酚废水过程.研究发现,在16 kV下反应30 min,2,4-DNP基本被降解.废水经过液电等离子体降解后,形成等离子体酸类物质,其pH值降到3.30左右,电导率增加到300μS/cm.废水的初始电导率增加会抑制液电等离子体放电过程;其初始pH值在4.00左右时,降解率最高;空气流速对2,4-DNP降解的影响不大,鼓入大量空气可提高气液传质,利于酚类降解.

工程案例讨论与分析在《化学反应工程》教学中的应用

化学反应工程是化工类专业的核心专业课程,根据该课程的特点,分析了对化学反应工程课程进行改革的必要性;并在化学反应工程的教学中引入案例讨论与分析,以提高学生的学习兴趣与培养学生的工程概念,对培养出"厚基础,宽口径,重工程,强创新,有特色"的化工创新人才具有重要的意义。

焙烧温度对固相法制备BiYO_3可见光催化剂的影响

以Y_2O_3和Bi_2O_3为原料,采用固相反应制备了BiYO_3可见光催化剂,用热分析、X射线衍射、N_2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱和拉曼光谱等方法对催化剂进行表征,并以可见光催化降解甲基橙染料废水为探针反应,研究了焙烧温度对BiYO_3的结构及可见光催化活性的影响。研究表明,750℃焙烧的BiYO_3的活性较高,700℃焙烧的催化剂中还存在少量的Bi_2O_3及Y2_O_3,使其光催化活性不高,800℃焙烧的催化剂存在一定的烧结现象,使其比表面积较小,影响其光催化活性。