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%。

自组装超分子前驱体制备g-C_(3)N_(4)及其光催化分解水产氢的研究

光催化剂的结构调控对提高光催化效率有重要意义。以三聚氰胺为原料制备了g-C_(3)N_(4),并以三聚氰胺-三聚氰酸超分子为前驱体,制备了一系列MCx-g-C_(3)N_(4)(x为三聚氰胺与三聚氰酸的物质的量比,x=1、2、3或4)。采用XRD、FT-IR、SEM、TEM、N_(2)吸/脱附和XPS等对g-C_(3)N_(4)和MCx-g-C_(3)N_(4)进行了表征,发现g-C_(3)N_(4)和MCx-g-C_(3)N_(4)具有不同的形貌、结构、组成和比表面积。其中,MC3-g-C_(3)N_(4)为多孔的纳米片结构,n(C元素):n(N元素)为1.23,比表面积为45.63 m^(2)/g,是g-C_(3)N_(4)比表面积的4.5倍。以Pt为助催化剂,三乙醇胺为牺牲剂,在可见光下(≥400 nm)考察了催化剂的光催化分解水产氢性能。结果表明,MC3-g-C_(3)N_(4)表现出最佳的光催化分解水产氢性能,其产氢速率达到1127.83μmol/(h·g),是g-C_(3)N_(4)的35倍。MC3-g-C_(3)N_(4)较大的比表面积和多孔结构为反应提供了更多的活性位点,且纳米片结构缩短了光生电子迁移到催化剂表面的距离,促进了光生电子和空穴的分离,从而显著提高了其光催化分解水产氢性能。

将立德树人融入《化学反应工程》课程,培养一流化工人才

加强专业课与思政课的结合,是习近平总书记提出的推动高校思想政治教育的重要渠道。基于《化学反应工程》课程特点,立足专业课程学术内涵,结合近代以来化工界涌现的诸多科学家所具有的优秀品格,在化学反应工程课堂上进行课程思政,从而使得《化学反应工程》课程和课程思政有机结合,达到立德树人的目的,为国家培养一流卓越化工人才。本文结合广西大学《化学反应工程》课堂上的尝试,进行课程思政教学的理论和实践进行初步探析,以期为化学工程与工艺专业课堂上进行课程思政带来新的思路和视角。

高校化工专业《工业催化》课程思政建设探索与实践

《工业催化》课程是化工类专业学生的专业选修课,对化工专业的学生培养具有重要作用。加强课程思政与《工业催化》课堂教学相结合,充分发挥专业课的德育功能,提升教学质量,可为国家培养卓越的化工人才,为推进社会主义现代化作出贡献。本文根据《工业催化》课程的特点,对课程思政教学进行建设和探索,为相关专业课程的思政建设提供借鉴。

超声辅助蒸馏提取肉桂油的成分与抗氧化活性

使用超声辅助蒸馏、水蒸气蒸馏从肉桂的枝、叶部位提取肉桂油,结合气相谱质谱法(GC-MS)分析肉桂油中成分的含量差异,并对肉桂油主要成分的二苯基苦基苯胼(DPPH)自由基清除能力与总抗氧化能力进行研究。结果表明:超声辅助蒸馏的最佳提取条件是:超声功率为275 W,超声时间为30 min,脉冲比为7∶3,肉桂油中的主要成分为肉桂醛、香豆素、邻甲氧基肉桂醛。邻甲氧基肉桂醛在肉桂叶中含量较高,在超声辅助蒸馏提取的桂叶油中质量分数最高达29.62%。当超声桂叶油质量浓度为15 g/L时,其对DPPH自由基清除率最高达76.30%,总抗氧化能力FRAP值达564.86μmol/L,与L抗坏血酸在浓度为175.68μmol/L时的总抗氧化能力FRAP值相当。肉桂油主要成分的抗氧化活性由大到小顺序为邻甲氧基肉桂醛、肉桂醛、香豆素。

甲烷干重整Ni基催化剂上积碳调控的研究进展

甲烷干重整(DRM)利用CO_(2)和CH_(4)两种温室气体生产合成气,在科学研究和工业应用领域都受到广泛的关注。Ni基催化剂是应用最广泛的非贵金属催化剂,但在高温反应过程中会产生积碳导致催化剂失活,影响了其工业化应用。对Ni基催化剂在DRM反应过程中的失活过程,尤其是对积碳机理及抗积碳的方法进行了综述,分析了DRM过程中Ni基催化剂中不同组分间的相互作用,阐述了Ni基催化剂中活性金属、载体和助催化剂等组分间的相互作用对DRM反应中催化剂积碳的影响。通过分析DRM反应在Ni基催化剂上的反应途径、催化活性及反应过程中的积碳情况,发现活性金属、载体和助催化剂等组分间的相互作用不仅改善了Ni基催化剂的DRM反应性能,并可利用各组分的相互作用,设计出具有抗积碳性能的Ni基催化剂。抗积碳催化剂的研究为Ni基催化剂在DRM反应中的工业化应用提供了一定的理论指导和研究依据。

三氯乙醛废硫酸中有机物的气相色谱分析

介绍以对二甲苯为内标物，分析三氯乙醛废硫酸中三氯乙醛、三氯乙酸乙酯及硫酸二乙酯的气相色谱法。结果表明：在0～50g／L的范围内，三氯乙醛、三氯乙酸乙酯及硫酸二乙酯的标准工作曲线的相关系数分别为0．9998、0．9993及0．9994，回收率范围分别为98．59％-100．27％、96．16％-101．68％及97．37％～103．63％，标准偏差低于0．96％，变异系数低于4．20％，该方法简单、快速，准确度和精密度高。

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。

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。

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%。

专业实验与创新实验协同促进反应工程教学

介绍了专业实验教学与创新实验结合对学生整体思维能力、实践能力和创新精神培养的意义,与专业教学实验相比,指出了创新实验所具有的优点。重点阐述了气固相加氢反应过程对《化学反应工程》教学的重要性以及对工业发展的重要作用。以硝基苯催化加氢为苯胺为例子,探索了气固相加氢反应实验的开展对开发学生创新意识、增强学生创新实践能力、提高《化学反应工程》课程教学质量的促进作用,以达到培养高水平创新人才的目的。

臭氧氧化净化硫酸中的三氯乙醛

利用臭氧氧化法对硫酸中的三氯乙醛进行氧化去除,采用响应面法优化了工艺,用中心组合设计方法研究了反应时间、臭氧量、反应温度对三氯乙醛降解率的影响,并建立二次响应曲面模型,对臭氧氧化去除三氯乙醛的效果进行预测。三氯乙醛降解率的模型方程高度显著,温度和臭氧量的二次方影响高度显著。对模型进行分析得出最优操作条件:当反应温度为50℃、臭氧量为0.6 g/h、反应时间为102 min时,三氯乙醛降解率为100%。验证试验表明模型预测值和试验值相对误差在±3.20%内,精确度较高,模型具有一定的指导意义。

化学工程领域专业学位硕士绿色工程教学体系研究

进入二十一世纪以来,我国的经济建设和社会发展进入到高速发展的阶段,并在2021年提出了建立健全绿色低碳循环发展经济体系,同时设定了中国的碳达峰与碳中和的目标。化工行业是我国国民经济的支柱产业,化工教育应当担负起培养绿色可持绿发展的工程人才的责任,要求在新阶段的硕士研究生教育中,不仅要以培养应用型人才为主,还需要在课程教育中灌输使用绿色工程和可持续发展的理念,并将绿色工程的理念植入到工程师工程伦理的教学中。因此,在教学体系的改革中,针对课程的改革显得尤为重要,课程需要按模块化设计,并体现出先进性、复合性、工程性和创新性。

《化学反应工程》网络课件的设计与开发

《化学反应工程》是化工类专业的核心课程,根据教学大纲的要求,应用计算机网络技术,开发了《化学反应工程》网络课件。网络课件采用文本、图像、声音、动画、视频等媒体组合在一起,为学生提供了丰富的教学资料,生动形象地表现了用文字难以描述的难点以及抽象内容。文章论述了开发《化学反应工程》网络课件的意义、方法以及网络课件特点及应用。

Co负载量对Co/TiO2催化CO2甲烷化性能影响

采用沉淀-沉积法制备出w（Co）=10%、15%、20%和25%的Co/TiO2催化剂,并用于催化CO2甲烷化反应。通过XRD、TEM、N2吸附-脱附、H2程序升温还原（H2-TPR）和CO2程序升温脱附（CO2-TPD）对催化剂进行了表征与测试。结果表明,Co的负载影响了催化剂中Co3O4晶粒尺寸、比表面积、孔径以及催化剂的还原性能,且Co物种与TiO2载体发生了强相互作用。其中,w（Co）=20%的Co/TiO2催化剂中Co颗粒平均尺寸约为8nm,比表面积及孔径分别为40.9 m2/g和6.96 nm,且Co分散度达10.1%,从而更有利于CO2甲烷化反应。此外,w（Co）=20%的Co/TiO2催化剂表面具有最大的中强碱位量（28μmol/g）,从而可活化更多的CO2。活性测试结果表明,当反应温度为400℃、压力0.5 MPa、原料气空速3 600 m L/（g·h）、V（H2）/V（CO2）=4时,w（Co）=20%的Co/TiO2催化剂的活性最好,其CO2转化率和CH4选择性可分别达到69.9%和98.3%,且在20 h内保持稳定。

对二甲苯及其选择氧化产物的气相色谱分析

采用空气氧化法催化选择氧化对二甲苯生产对苯二甲醛是一条新的生产工艺,但对二甲苯的空气氧化产物较复杂,目前的方法难于方便、快捷地分析检测对二甲苯及其选择氧化产物对苯二甲醛。为此,以邻二氯苯为内标,建立测定对二甲苯及其选择氧化产物对苯二甲醛含量的气相色谱分析方法,结果表明:对二甲苯和对苯二甲醛在0～0.002 5 g/mL的范围内,标准工作曲线有较好的线性关系,相关系数分别为0.999 9和0.999 1。对二甲苯、对苯二甲醛回收率范围分别为100.00%～103.41%和96.80%～103.08%,标准偏差低于1.72%,变异系数低于4.80%。该方法简单便捷,分析速度快,准确度较高。

基于通气无氧阈模型与最大心率百分比法建立甲基苯丙胺戒断者的运动强度处方——一项随机对照试验

目的:探讨两种运动强度处方对甲基苯丙胺(methamphetamine,MA)戒断者心肺适能的改善效果,并比较两者的优良性。方法:75名男性MA戒断者被随机分为3组:不运动对照组、最大心率百分比(percentage of _(max)imum heart rate,%HR_(max))组、通气无氧阈(ventilatory anaerobic threshold,VAT)组。运动组执行每天50 min,每周5天,共12周,但运动强度不同的有氧训练方案:1)采用%HR_(max)法设定运动强度(64%~76%HR_(max));2)采用VAT心率值设定运动强度。结果:与运动前相比,运动后%HR_(max)组的VO_(2max)显著升高(P<0.05),总胆固醇、甘油三酯和血糖显著降低(P<0.05);VAT组的VO_(2max)、最大心率显著升高(P<0.05,P<0.01),体质量、腰围、体脂率、甘油三酯和血糖显著降低(P<0.05)。与%HR_(max)组相比,VAT组在12周时体脂率显著降低(P<0.05),最大心率和VO_(2max)显著升高(P<0.05),且VAT组所有受试者均产生了个体VO_(2max)训练反应。结论:基于VAT和%HR_(max)法建立的运动强度处方均能降低MA戒断者血糖和血脂,但基于VAT的运动强度处方能够显著提高VO_(2max)并引起更多的个体VO_(2max)训练反应。

载体形貌对Ni/γ-Al_(2)O_(3)催化甲烷干重整的影响

为实现碳达峰、碳中和目标,除加大节能减排力度之外,还需进一步加强对CO_(2)、CH_(4)等温室气体的资源化利用,甲烷干重整(DRM)利用CO_(2)和CH_(4)生产H_(2)和CO合成气是一个备受关注的热点。采用“双溶剂”法制备纳米片、纳米棒和纳米颗粒三种形貌γ-Al_(2)O_(3)载体,研究了载体形貌对Ni/γ-Al_(2)O_(3)催化DRM的影响。结果表明,Ni/Al_(2)O_(3)活性受γ-Al_(2)O_(3)载体形貌影响,Ni负载于Al_(2)O_(3)纳米棒催化剂表现出优异的活性,CO_(2)和CH_(4)的初始转化率分别是84.3%和75.4%,产物中H_(2)/CO的比例为0.88,在反应过程中稳定性最高,没有失活迹象,与Ni负载于市售Al_(2)O_(3)催化剂相比,CO_(2)和CH_(4)的转化率提升23.6和26.8个百分点。这是由于高比表面积的Ni负载于Al_(2)O_(3)纳米棒催化剂有利于Ni金属在表面的分散,存在较多的Ni的活性位点抑制反应过程中的Ni颗粒的团聚;Ni负载于Al_(2)O_(3)纳米棒催化剂拥有最多的碱性位点,有利于CO_(2)在催化剂表面的吸附活化。

Zr对Ni/Ti_(2)C_(3)催化剂结构及催化肉桂醛选择加氢的影响

采用KBH4还原法制备了Zr负载量为5%~15%(质量分数)的NiZr/Ti_(2)C_(3)(MXene)催化剂,通过结构表征结合催化剂上肉桂醛选择加氢活性测试,研究添加Zr对Ni/Ti_(2)C_(3)催化剂结构及其催化肉桂醛选择加氢的影响。结果表明,随着Zr负载量的增加,能减少Ni金属颗粒团聚,载体Ti_(2)C_(3)的层状结构清晰,催化剂比表面积先增加后减小,表面酸性位点的种类变化不大,其中,10Ni10Zr/Ti_(2)C_(3)催化剂的活性金属Ni的平均粒径最小且具有最大比表面积(132.8m^(2)/g),其Br?nsted酸强度和稳定性略微增强,Lewis酸强度和稳定性降低,表现出最佳催化性能;在同一反应条件下,与10Ni/Ti_(2)C_(3)催化剂相比,10Ni10Zr/Ti_(2)C_(3)催化剂上肉桂醛的转化率从92.57%提高到98.34%,苯丙醛的选择性从91.15%增加到94.81%,苯丙醛收率提高了8.86%,在循环实验中表现出较高的稳定性。