Au/Co_(3)O_(4)-ZnO催化剂上CO_(2)-丙三醇羰基化合成丙三醇碳酸酯

CO_(2)与丙三醇羰基化合成丙三醇碳酸酯是一项前景广阔的CO_(2)利用途径。尽管该反应可以通过热驱动的催化途径实现,但受热力学平衡的限制。在本研究中,我们开发了xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO系列催化剂,并引入太阳光辐射能量来实现光热协同催化反应,以突破热力学限制。由p型半导体Co_(3)O_(4)和n型半导体ZnO复合而成的Co_(3)O_(4)-ZnO氧化物具有异质结构,而负载于Co_(3)O_(4)-ZnO表面的Au纳米粒子具有局域表面等离子体共振(LSPR)效应。我们研究了xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO的可见光吸收性能、光生电子-空穴对分离效率以及Au添加对xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO催化剂光热协同催化性能的影响。此外,我们还研究了Au掺杂对xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO的体相和表面性质(晶相结构、形貌、比表面积、元素结合能、表面酸碱性、还原行为)的影响。研究结果显示,Au/20Co_(3)O_(4)-ZnO的异质结构有助于吸收可见光并提高电子-空穴对的分离效率。负载于Co_(3)O_(4)-ZnO表面的Au纳米颗粒约为50 nm,Au的加入改变了Zn和Co的电子密度,增强了Co物种的还原性,并增加了Co_(3)O_(4)-ZnO表面的氧空位。此外,Au纳米粒子的LSPR进一步提高了Au/20Co_(3)O_(4)-ZnO的可见光吸收能力,并改善了光生电子-空穴对的分离,从而提高了光热协同催化性能。在优化的条件下(150℃、5 MPa、6 h、25 W可见光照射),2%Au/20Co_(3)O_(4)-ZnO表现出良好的光热协同催化性能,丙三醇碳酸酯的产率为6.5%。这项工作有望为合理设计更好的CO_(2)-丙三醇羰基化制丙三醇碳酸酯光热催化剂提供参考。

烃类／醇类重整制氢的研究进展

综述了国内外近年来烃类和醇类重整制氢催化剂及制氢工艺的研究进展,讨论了不同原料(炼厂气、煤层气、液态烃、地沟油、甲醇、乙醇)和不同方式(水蒸气重整、部分氧化、自热重整、膜分离-反应耦合制氢等)制氢技术的特点。现阶段大宗氢气的生产依然来源于烃类水蒸气重整技术,烃类分解制氢和炭黑技术日益引起关注,膜分离-反应耦合制氢、甲醇的低温重整制氢以及一氧化碳的净化是重整制氢技术今后的主要发展方向。

基于等效电路参数特征量的油纸绝缘老化状态评估

针对油纸绝缘等效电路参数与绝缘老化机理内在关系的研究较少,通过对变压器油纸绝缘等效电路参数与老化状态之间的关系进行分析,提出了利用等效电路中极化支路的平均弛豫时间常数作为评估变压器油纸绝缘老化状态的特征量,该参数受绝缘系统几何结构影响较小。通过大量数据分析获得利用平均弛豫时间常数与油纸绝缘老化之间的规律:油纸绝缘老化越严重,则平均弛豫时间常数越小。最后利用变压器实例验证了该特征量评估绝缘老化状态的有效性,为评估变压器绝缘状态提供新的思路与方法。

科研性实验在物化实验教学中的应用

该文介绍了关于“金属氧化物的制备、性质表征及在碳酸二甲酯合成中的催化性能评价”的科研性教学实验，该实验综合了物理化学学科内有关领域的知识与技术以及物理化学与无机化学、有机化学、分析化学中相关的知识与技术。科研型实验大大激发了学生做实验的兴趣、也使学生得到综合训练。

甲醛和甲酸甲酯偶联合成乙醇酸甲酯的研究试验研究——酸催化剂的性能及反应条件的影响

在釜式反应器中研究了甲醛和甲酸甲酯偶联生成乙醇酸甲酯及甲氧基乙酸甲酯反应的各种酸催化剂的性能。在液体酸中强酸有良好的催化活性。固体酸ＳＡ－Ｒ１、ＳＡ－Ｒ２、ＳＡ－Ｒ３、ＳＡ－Ｍ１、ＳＡ－Ｈ１以及ＳＡ－Ｈ２也有一定活性。考察了反应温度、反应时间、原料甲醛和甲酸甲酯的配比、催化剂浓度以及溶剂和水等反应条件的影响。

铵盐添加剂对Rh催化高碳烯烃氢甲酰化反应的影响

采用高压反应釜研究了无机铵盐添加剂对Rh催化的高碳烯烃(C8、C12烯烃)氢甲酰化反应的影响。结果表明,钼酸铵、重铬酸铵、铬酸铵或钨酸铵的添加对提高产物醛的收率有促进作用,并且在蒸馏分离催化剂和产物的过程中可以减少Rh的损失。

油纸绝缘等效电路参数辨识及老化状态评估

对油纸绝缘等效电路参数进行准确辨识是当前研究的一个难点。为此摒弃了传统利用恢复电压特征量对油纸绝缘等效电路建模和参数辨识方法,并提出了一种电路建模和参数辨识的新方法。恢复电压曲线含有丰富的介电弛豫响应信息,利用微分解谱得到包含介电弛豫响应信息的子谱线,分析子谱线弛豫参数与等效电路参数的关系并求解等效电路参数。该方法可以准确地确定等效电路拓扑结构,能避开复杂的方程组运算而准确辨识电路中的参数量,并可求解出各极化支路的非典型自由弛豫的线型参数。同时,对多台变压器绝缘等效电路的部分参数与油纸绝缘老化状态的关系进行了研究,结果表明:变压器绝缘状态良好时,恢复电压曲线可分解5条子谱线,线型参数较小且接近0.5;子谱线数量越多,线型参数越大,则变压器油纸绝缘老化越严重。因此,利用子谱线数量和线型参数能准确评估油纸绝缘老化状态。

物理化学实验教学的发展趋势与改革探讨

国内外的物理化学实验教学的改革，基本围绕着激发学生做实验的兴趣、培养学生的创新意识与综合能力而展开，物理化学实验教学的内容与方式也呈现领域、学科之间的融合和综合的趋势。在实验教学模式上，增加实验类型和实验内容让学生选择，让学生积极主动、自主地做实验，以学生为本进行实验教学改革。

基于时域谱线特征量的变压器油纸绝缘诊断

针对应用介电响应理论评估油纸绝缘老化状态存在的不足,提出一种新的变压器油纸绝缘诊断方法。对变压器的回复电压微分谱线进行解谱,分析时域微分子谱线的数量和弛豫时间常数比Kτ与绝缘老化状态间的关系,从而实现变压器油纸绝缘状态诊断。对多台变压器的测试数据进行统计和分析,得出结论:回复电压时域微分谱线的子谱线数随绝缘状态发生改变,油纸绝缘老化越严重,分解的子谱线数量越多;Kτ能准确判断绝缘油相对于绝缘纸的老化状态。

在Cu-Fe-Na/分子筛复合催化剂上CO_2加氢的研究

研究了２５０℃、２．０ＭＰａ压力下在ＣｕＦｅＮａ／分子筛复合催化剂上进行的ＣＯ２催化加氢反应，考察了ＣｕＦｅＮａ上的碱金属Ｎａ含量以及分子筛的硅铝比对ＣＯ２转化率、产物选择性的影响。结果表明，Ｈ型分子筛和ＣｕＦｅＮａ复合，使得ＣＯ２催化加氢生成支链烃的选择性提高。分子筛的硅铝比影响到复合催化剂的活性和选择性，当ＣｕＦｅＮａ上Ｎａ含量很少时（０．０１７ｗ％以下），ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比小的ＨＹ分子筛使ＣｕＦｅＮａ催化剂的活性下降，但ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比大的ＨＵＳＹ以及ＨＭｏｒｄｅｎｉｔｅ分子筛不影响ＣｕＦｅＮａ催化剂的活性。当ＣｕＦｅＮａ上Ｎａ含量较多时（０．８２４～８．１４０ｗ％），Ｎａ型分子筛以及ＨＭｏｒｄｅｎｉｔｅ改善了ＣｕＦｅＮａ催化剂的催化性能。ＣｕＦｅＮａ上过量的碱金属Ｎａ可能在催化剂还原过程中向分子筛迁移，从而使得催化剂的性能得到改善。

基于弛豫电量的变压器油纸绝缘老化评估

回复电压法是一种研究电力变压器绝缘老化状态的无损检测方法。回复电压含有丰富的反映绝缘状态的介电弛豫响应信息,为充分发挥回复电压法诊断油纸绝缘老化的优点,提出了利用驰豫电量评估变压器绝缘老化状态的新方法,并给出了相对驰豫电量与变压器油中糠醛含量的定量关系。首先,对回复电压曲线进行微分解谱求解回复电压的驰豫响应函数;其次,利用驰豫电量与驰豫响应函数的关系,计算出回复电压测量过程中的相对驰豫电量;最后,分析了相对驰豫电量与绝缘老化状态的关系。分析结果表明,驰豫电量对变压器油纸绝缘的老化非常敏感,相对驰豫电量Q_(1000)和Q_(500)与变压器油中糠醛含量存在较好的线性关系,相对驰豫电量可用于变压器油纸绝缘老化的定量评估。

顺酐及其衍生物加氢合成γ-丁内酯——钌络合物催化剂的性能以及添加剂的效果

采用釜式反应器研究了钌络合物催化剂对于顺酐及其衍生物（马来酸、琥珀酸以及琥珀酸酐）加氢生成γ－丁内酯的催化性能以及添加剂的添加效果。结果表明，有机膦配位钌络合物催化剂具有良好的γ－丁内酯生成活性，添加酸性物质对顺酐及其衍生物加氢生成γ－丁内酯有促进效果。考察了溶剂以及反应温度、氢气压力和反应时间对γ－丁内酯收率的影响。

顺酐及其衍生物加氢合成γ-丁内酯的研究——负载型钯催化剂的性能以及分子筛的添加效果

采用釜式反应器研究了负载型钯催化剂对于顺酐及其衍生物（马来酸、琥珀酸以及琥珀酸酐）加氢生成γ－丁内酯的催化性能以及分子筛的添加效果。结果表明，以活性炭为载体的钯催化剂具有良好的γ－丁内酯生成活性，添加碱金属型分子筛对顺酐及其衍生物加氢生成γ－丁内酯有促进效果。考察了溶剂以及反应温度。

顺丁烯二酸酐加氢合成γ-丁内酯催化剂的研究

研究了负载型钯及镍催化剂对于顺酐加氢生成γ-丁内酯的催化性能，考察了不同载体的影响。结果表明，或催化剂的性能优于镍催化剂，在2.5％Pd／C上γ-丁内酯的收率为52．5％，180℃和5.05MPa氢压的反应条件有利于γ-丁内酯的生成。

α,ω-二元羧酸单酯在铑系双组份催化剂上加氢制ω-羟基羧酸酯

在小型高压反应釜中研究了铑系催化剂对于α，ω－ 二元羧酸单酯加氢生成ω－ 羟基羧酸酯的催化性能。结果表明，Ｒｈ － Ｒｅ 以及Ｒｈ － Ｍｏ 双组份催化剂具有良好的催化加氢性能；α，ω－ 十五烷二酸单甲酯在Ｒｈ － Ｒｅ 和Ｒｈ － Ｍｏ双组份催化剂上加氢生成ω－ 羟基十五烷酸甲酯的收率分别达到８７－５ ％ 和８４－７ ％ ；其它α，ω－ 二元羧酸单酯在Ｒｈ －Ｍｏ 双组份催化剂上加氢生成相应的ω－ 羟基羧酸酯的收率也达到８０－９ ％ ～９１－３ ％ 。反应温度对α，ω－ 二元羧酸单酯加氢生成ω－ 羟基羧酸酯的收率有较大的影响，乙二醇二甲醚作为溶剂有利于目的产物的生成。

Cu-Fe混合氧化物催化剂上碱金属Na对CO_2加氢反应的影响

研究了由共沉淀法制备的Ｃｕ－Ｆｅ－Ｏ混合氧化物催化剂上残留的碱金属钠对ＣＯ２加氢的催化活性、选择性的影响，考察了反应温度对催化剂性能的影响。结果表明，在３００℃下，当残留的钠含量低于０．０４８％（ｍａｓｓ，下同）时，对ＣＯ２加氢反应产物的选择性影响不大；当钠含量在０．８２４％～８．１４％范围内时，有利于烯烃及乙醇的生成；当钠含量高于８．１４％时，促使１－丁烯向异丁烯转化。

纳米二氧化锆催化剂上一氧化碳加氢合成异丁烯

考察了纳米ZrO2 的制备方法及Al2 O3 和KOH助剂的添加对ZrO2 催化CO加氢合成异丁烯反应的影响 .纳米ZrO2 的制备方法对ZrO2 的物理性质和催化性能有较大的影响 .用超临界流体干燥法干燥并在流动N2 气氛中焙烧制得的ZrO2 催化剂对异丁烯具有较高的选择性 .Al2 O3 和KOH助剂表现出非常优良的助剂效应 ,在大幅度提高催化剂对i C4烃选择性的同时保持了和ZrO2 同样高的催化活性 .催化剂的酸碱性表征结果表明 ,酸碱性对催化剂的催化性能影响很大 。

Mo/ZrO_2催化剂上甲烷选择氧化制甲醛

制备了一系列甲烷选择氧化制甲醛的Mo/ZrO2 催化剂 .采用催化剂性能评价、BET比表面积测定、XRD、共焦显微激光拉曼光谱、H2 TPR和XPS等方法研究比较了不同Mo担载量催化剂的性能及其结构和性质 .实验结果表明 :Mo/ZrO2 催化剂具有催化选择氧化甲烷制甲醛的性能 ,且对甲醛有较高的选择性 .在所考察的范围内 ,随着催化剂Mo担载量的增加 ,甲烷的转化率增加 ,甲醛的选择性增加 ,甲醛的比活性增加 .随着反应温度的升高 ,甲烷的转化率增加 ,甲醛的选择性降低 ,甲醛比活性升高 .Mo/ZrO2 催化剂中主要含有ZrO2 和Zr(MoO4 ) 2 .催化剂的性能和性质与催化剂中Zr(MoO4 ) 2 的性质密切相关 .随着Mo担载量的增加 ,Zr(MoO4 ) 2 晶粒尺寸增大 ,并且其含量增加 ;ZrO2 晶粒尺寸基本不变 .Zr(MoO4 ) 2 晶粒尺寸增大和含量增加导致催化剂的比表面积降低 ,使甲烷选择氧化生成甲醛的钼氧物种增多 ,催化剂的还原温度升高和表面Mo的配位不饱和程度降低 .从而使得Mo含量较高的催化剂 (12 %Mo/ZrO2 )

Ni/ZrO_2催化剂上甲烷水蒸气重整反应的研究

研究了Ni/ZrO2催化剂对甲烷水蒸气重整制合成气的反应性能。考察了催化剂的还原温度、载体焙烧温度以及反应温度、原料配比和空速等对催化剂性能的影响。利用XRD、TEM、XPS等手段对催化剂的织构形貌进行了表征。研究表明,Ni/ZrO2催化剂用于甲烷水蒸气重整制合成气不仅具有较高的活性,也具有较好的稳定性。水蒸气比增加,CH4转化率增大、CO选择性下降。CH4转化率及CO选择性均随空速增大而下降。使用10%Ni/ZrO2催化剂,在650℃、空速1 984×104h-1、原料气配比H2O∶CH4∶N2=2∶1∶2 67的条件下,获得CH4转化率85%、CO选择性70%的结果。

Mo/La-Co-O催化剂上甲烷选择氧化制甲醇反应

制备了一系列Mo/La Co O催化剂 ,考察了催化剂对甲烷选择氧化制甲醇反应的催化性能 ,并用BET ,XRD ,LRS ,H2 TPR和XPS等技术研究了催化剂的结构和性质 .结果表明 ,在n(CH4 ) ∶n(O2 ) ∶n(N2 ) =10∶1∶1,SV =14 4L/ (g·h) ,p =4 2MPa和θ =4 2 0℃的反应条件下 ,7%Mo/La Co O催化剂表现出较好的催化性能 ,甲醇选择性为 6 0 % ,甲醇收率为 6 7% .Mo负载于La Co O上以后 ,Mo O物种以无定形的状态存在于La Co O表面 ,并与La Co O发生相互作用 .Mo的负载量影响Mo O物种的结构及催化剂的性质 .催化剂的还原性和表面O-/O2 -比影响催化剂上甲烷选择氧化制甲醇反应的性能 .