单层Janus Ga_(2)SSe光催化水解性质的第一性原理研究

光催化水解制氢为解决能源危机和环境污染问题提供了一种可行的策略.本文通过第一性原理计算,提出了单层Janus Ga_(2)SSe是一种有效的水解光催化剂.结构稳定性分析表明,单层Janus Ga_(2)SSe具有能量和动力学稳定性.电子性质表明,单层Janus Ga_(2)SSe属于间接带隙半导体,有利于降低载流子的复合几率.光催化性能分析表明,单层Janus Ga_(2)SSe的能带边缘位置适合PH=0~14宽范围的光催化水解.此外,单层Janus Ga_(2)SSe具有较高的紫外光和可见光吸收、较大的内建电场、较小的载流子有效质量保证了光生载流子有效分离并快速迁移到反应活性位点参与水的氧化还原反应.研究结果为单层Janus Ga_(2)SSe的合成及其作为水解光催化剂的潜在应用提供了有价值的理论指导.

磷酸催化水解废旧渔网的研究

为了减少海洋污染的压力,有效回收海洋塑料垃圾,采用磷酸作为反应催化剂,对废旧尼龙6渔网水解反应工艺进行研究。使用红外光谱(FT-IR)、热重(TG)和紫外光(UV-Vis)对产物进行定性和定量分析。使用Design-Expert设计实验,研究温度、时间和催化剂浓度对己内酰胺(CPL)转化率的影响。结果表明:反应后得到的固相产物为未反应完的废旧尼龙6渔网,液相产物主要为己内酰胺,当催化剂浓度为1.8mol/L、时间为300min、温度为223℃时,己内酰胺的转化率最高,为94.11%。采用磷酸作为催化剂可以有效水解废旧尼龙6渔网。

猪粪制备的生物炭对西维因的吸附与催化水解作用

以猪粪为原料,在不同温度下制备生物炭,并对其进行除灰处理,研究了不同处理温度和灰分含量的生物炭与西维因的相互作用。猪粪制备的生物炭含有无机矿物、不定型有机质和结晶态芳香碳,且随处理温度升高,灰分含量增加,BET比表面积增加。生物炭对西维因的吸附表现为非线性,等温线符合Freundlich方程,且随生物炭制备温度的升高,非线性增强。生物炭除灰后,吸附作用大大增强,表明有机碳与无机成分复合造成其一部分吸附点位的损失。生物炭对西维因的吸附由亲脂性分配与特殊作用力构成,随着生物炭不同以及西维因浓度的变化,吸附机制发生变化。生物炭可提高溶液pH,pH随生物炭添加量和处理温度而升高,生物炭含有的矿物对西维因水解具有催化作用,其水解速率及程度与生物炭灰分含量呈正相关。

Al_2O_3上羰基硫常温催化水解的氧中毒机理

利用原位漫反射傅立叶变换红外光谱、X光衍射、BET、离子色谱(IC)等手段,对Al2O3常温催化水解羰基硫(OCS)的氧中毒机理进行了研究.实验表明,表面—OH在OCS的催化水解反应中起关键作用,表面HSCO2-物种是OCS催化水解反应的中间体.有氧条件下,利用原位红外光谱和离子色谱检测到了催化剂表面SO42-的生成.SO24-在催化剂表面积累是Al2O3上OCS常温催化水解氧中毒的主要原因.

TiO_2/wAC复合光催化剂的酸催化水解合成及表征

以TiCl4为钛源,采用酸催化水解法合成了活性炭(AC)复合光催化剂TiO2/wAC(w:AC的质量分数,%).通过对苯酚、甲基橙以及六价铬的光催化降解,考察了AC含量、反应溶液初始pH值、使用次数对TiO2/wAC光催化剂催化活性的影响,并采用重力沉降法测试了催化剂分离性能.采用XRD、DRS、FTIR、SEM、低温液氮吸附等对光催化剂晶相结构、光谱特征、表面结构等进行了表征.结果表明,适宜AC含量的TiO2/wAC(wAC=5%,记为5AC)具有较高的光催化活性.AC掺杂可减小TiO2粒子凝聚,而对TiO2的晶相结构、晶粒大小以及表面性质影响不大,对TiO2能阈结构不产生影响.TiO2与AC结合牢固,接触界面处有Ti—O—C键生成.TiO2/5AC表现出高光催化活性的主要原因是,AC所提供的适宜高浓度环境及对纳米尺寸TiO2团聚的有效抑制.TiO2/5AC的高活性,不易失活,易分离以及活性受pH变化影响较小的特性,使其在实际废水处理方面具有潜在应用价值.

磁性碳基磺酸化固体酸催化剂的制备及其催化水解纤维素

以纤维素和硝酸铁为原料,发烟硫酸为磺酸化试剂,采用热解法合成了磁性碳基磺酸化固体酸催化剂(Fe/C-SO3H).利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪和振动样品磁强计(VSM)等手段对催化剂进行了表征,评价了催化剂在纤维素水解反应中的催化活性.结果表明,Fe是以γ-Fe2O3的形式存在于碳本体中,催化剂呈现超顺磁性.对于纤维素的水解反应,在优化条件下,纤维素的转化率可达40.6%.此外,催化剂可稳定分散于反应体系中,并在外加磁场作用下可快速与反应体系分离.但催化剂重复使用时催化活性有所下降,其失活原因经初步认定是由于表面部分磺酸基团在反应过程中脱落.

用离子交换树脂催化水解醋酸甲酯的反应动力学研究

研究了在常压下、温度为３０８～３２８Ｋ的范围内，用阳离子交换树脂作催化剂的醋酸甲酯催化水解宏观反应动力学。建立了实验条件下的动力学模型。研究了反应温度、催化剂浓度、水酯比、催化剂装填方式及进料中含甲醇等因素对催化水解的影响。实验数据采用拟均相二级反应动力学模型进行回归，得出醋酸甲酯催化水解的正逆反应活化能为３５．５和２９．５ｋＪ／ｍｏｌ。与催化剂浓度关联的最终速率表达式为：ｋ＋＝（５．３９２７９×１０－１０Ｃ－２．０７２０５９×１０－８）ｅｘｐ（－４．２７０／Ｔ）ｋ－＝（５．９１０６６×１０－１０Ｃ－１．５１５４３×１０－８）ｅｘｐ（－３．４２８／Ｔ）

脂肪酶催化水解法浓缩鱼油DHA甘油酯的研究

研究了脂肪酶催化水解法制备 DHA甘油酯产品的工艺条件。比较了 6种脂肪酶选择性水解鱼油的效果 ,以国产解脂假丝酵母 (Candida lipalytica L ipase)脂肪酶为最佳。在选定脂肪酶的情况下 ,试验了反应温度、反应时间、酶用量、油水比、乳化剂种类等影响水解反应的主要因素 ,提出了鱼油水解的适宜条件为 :脂肪酶用量 30 0 u· g-1油 ,乳化剂为 Ca(OH) 2 ,油水比为 0 .4 m L· g-1油 ,4 5℃下搅拌 12 h。用本工艺制得的富含DHA的甘油酯产品中 ,DHA和 EPA含量分别为 34 .0 %和 13.9% ,总含量为 4 7.9%。 DHA甘油酯产品经高效液相色谱分离、红外光谱分析确证为甘油酯混合物 ,包括单甘油酯 (MG) ,二甘油酯 (DG)和三甘油酯 (TG)3种形态。

特种纤维素酶催化水解壳聚糖及壳寡糖的制备研究

用凝胶渗透色谱法研究了特种纤维素酶催化水解过程中的分子量及其分布,制备了不同低分子量的壳聚糖和壳寡糖,详细研究了水解温度、pH值、时间和酶的用量等因素对酶催化水解产物的分子量及其分布的影响,制备壳寡糖的反应条件为壳聚糖质量分数w=0.01,水解温度58℃,pH=5.3,特种纤维素酶w=0.10,反应时间3h。

酸催化水解阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖工艺

阿拉伯胶是提取制备L-阿拉伯糖的理想原料,对阿拉伯胶进行酸催化水解可获得含L-阿拉伯糖、D-半乳糖、L-鼠李糖的反应液,优化酸水解条件使水解液中L-阿拉伯糖的含量和收率均达到最佳水平,是保证后续分离纯化工艺稳定性及产品品质的关键。利用单因素实验考察了反应时间、酸浓度、反应温度、固液比等因素对水解工艺的影响,获得了影响酸水解反应的关键因素及适宜的水解条件。结果表明:温度对L-阿拉伯糖的生成速率有明显影响。经优化,当固液比为1:10(g/ml)、100℃、0.1 mol·L-1 H2SO4水解90 min或90℃、0.1 mol·L-1 H2SO4水解200 min,水解液中L-阿拉伯糖的相对纯度分别达85%和87%,水解收率高达85%。

过渡金属负载γ-Al_2O_3对HCN催化水解性能的影响

为高效催化水解净化废气中的HCN,采用等体积浸渍法改性γ-Al2O3制备HCN水解催化剂,考察不同金属组分及其负载量对HCN催化水解效率的影响.结果表明：不同金属对HCN的催化水解活性依次为Cu〉Cr〉Fe〉Zn〉Ni〉Co,Cu/γ-Al2O3系催化剂中Cu的最佳负载量为15.0%,添加1.0%的Ni有助于增加该催化剂对HCN的催化水解性能.空速为18 000 h-1时,Cu/Ni/γ-Al2O3型催化剂在6 h内净化效率均能保持在91%以上,尾气中ρ（NH3）为16.6 mg/m3.采用X线衍射（XRD）、扫描电镜与能量色谱（SEM/EDS）、N2物理吸附（N2-BET）对Cu/Ni/γ-Al2O3系催化剂表征可知,CuO是Cu/Ni/γ-Al2O3系催化剂的主要活性成分,与未改性γ-Al2O3相比,Cu、Ni改性后催化剂微孔和中孔（孔宽为1.7~15.0 nm）的孔体积有所降低,其中直径较小的中孔对HCN的催化水解起主导作用.

催化水解法低温脱除煤气中羰基硫的研究

采用等体积浸渍法制备了负载钼酸铵、碳酸钾、氢氧化钠3种活性组分的氧化铝基水解催化剂,考察了氧含量、温度、湿度对羰基硫水解转化率的影响.实验结果表明,随着氧含量的增加,催化剂反应活性降低;随着温度的升高,催化剂反应活性提高.水蒸气在低含量时可促进水解反应进行,但含量过高则会造成催化剂反应活性的下降.该催化剂在80～ 100℃,湿度25％条件下具有优异的水解活性和稳定性.

纳米TiO_2光催化剂的酸催化水解合成与表征

以TiCl4为钛源,采用酸催化水解法控制TiCl4水解速度,合成了纳米TiO2光催化剂。以苯酚的光催化降解为模型反应,考察了酸催化剂种类、水解温度、煅烧温度对TiO2光催化活性的影响。采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(DRS)、扫描电镜(SEM)、低温氮物理吸附,分析了TiO2光催化剂的晶相结构、光谱特征以及表面形貌。结果表明,以HCl为催化剂、水解温度98℃、煅烧温度500℃下制得TiO2活性最高。最佳条件下合成的TiO2前驱体为无定型结构,400℃煅烧时几乎完全转化为锐钛矿相,800℃时完全转化为金红石相。随着煅烧温度升高,TiO2光吸收阈值红移,TiO2粒子尺寸增大,比表面积下降,光催化活性降低。

烷基卤去卤化酶对芥子气的催化水解

本文通过密码子优化、高效表达并纯化出三种烷基卤去卤化酶DhaA、DmbA与LinB,评价了它们对芥子气的水解效率,分析并优化了酶促水解过程中需要调控的机制.通过实验,最终确定了活性成分为DhaA,缓冲剂为HEPES-NaOH,助溶剂为丙三醇的芥子气高效生物酶洗消体系,使用高效液相色谱质谱确定该体系的洗消产物为无毒硫二甘醇.酶活实验及对芥子气的消毒效果评价结果表明:该洗消体系对芥子气的最佳水解pH值为8.6,kcat/Km值为9.6s-1mmol·L-1,是国外同类水解酶的1.7倍,水解速率为自然水解速率的320倍,对10mg·mL-1芥子气的水解率从27.4%提高至93.2%,较好解决了高浓度芥子气高效水解脱毒问题.

磷酸催化水解柞蚕丝制取复合氨基酸的研究

研究了磷酸催化水解柞蚕丝制取复合氨基酸的最佳条件 ,证明用85%的磷酸 ,以柞蚕丝和磷酸的浴比1:4,在130℃条件下反应4h ,可制得复合氨基酸 ,回收率达70%以上 ;且所制产品的各项指标均符合作为食品、化妆品添加剂的要求。

纳米多孔Co-Ni-B/Cu-BTC复合材料的制备及其催化水解氨硼烷的研究

首次通过化学还原法制备了纳米多孔Co-Ni-B/Cu-BTC复合材料,在Co-Ni-B合金中掺入金属框架化合物Cu-BTC后有效地提高了复合材料的比表面积,其形貌由团聚的纳米粒子变成纳米多孔结构,复合材料的催化性能也得到显著的提高,用于催化氨硼烷的水解,表现出良好的催化活性。在30℃时,催化水解氨硼烷制氢的反应速率到达2 670mL/(min·g),其水解反应的活化能为22.4kJ/mol,与文献相比,表现出较大的优势。所制备的复合材料还具有良好的化学稳定性,表现出重要的应用前景。

Zn-Ca-Fe氧化物催化水解微晶纤维素

以尿素为沉淀剂制备了一系列复合金属沉淀物,将其在高温条件下煅烧获得一系列复合金属氧化物固体催化剂,并将其用于催化微晶纤维素的水解反应;考察了反应温度、反应时间、搅拌转速、催化剂用量和微晶纤维素用量对反应的影响。实验结果表明,在反应温度160℃、反应时间20 h、搅拌转速400 r/mnin、微晶纤维素2.0 g、Zn-Ca-Fe氧化物0.9 g和H_2O 200 mL的条件下,微晶纤维素的转化率高达42.56%,葡萄糖的收率为69.20%,且微晶纤维素水解液为中性溶液。在相同反应条件下,Zn-Ca-Fe氧化物可重复使用5次,其催化活性无明显降低。

碳酸乙烯酯催化水解合成乙二醇

对二步法合成乙二醇(EG)过程的碳酸乙烯酯(EC)催化水解反应进行了研究,考察了水/EC摩尔比、反应温度、催化剂用量(以EC质量计)和反应压力对反应的影响,确定了EC催化水解反应的较佳工艺条件:反应温度160～180℃,水/EC摩尔比2.0～4.0,催化剂质量分数约2.0%,反应压力范围3.0～4.0MPa。在以上工艺条件下,原料含有EG时(EG/EC摩尔比0.5～1.0),反应2h,EC也可完全水解,EG选择性高于98%。

酶和碱对含铬革屑的催化水解

对蛋白酶及氢氧化钠催化水解制革含铬废弃物进行了初步研究。试验结果表明 :酶催化水解时 ,起始p H高 ,革屑水解率大 ,水解液中蛋白质含量高 ,水解产物分子量小 ;碱催化水解时 ,产物分子量较大 ,但水解率低于相同碱量下的酶催化水解的。

N-十二烷基二乙醇胺-La^(3+)催化水解α-吡啶甲酸对硝基苯酚酯的动力学研究

建立了三元配合物MmLl催化反应的数学模型,并且以此方法获得催化反应的热力学和动力学参数。研究了在30±0.1℃,pH=7.10的条件下,L a(Ⅲ)配合物催化水解PNPP(α-吡啶甲酸对硝基苯酚酯)的动力学行为,以及表面活性剂B rij35和CTAB对该催化水解反应的影响,并用建立的数学模型获得了L a(Ⅲ)配合物催化水解PNPP的热力学和动力学参数。实验结果表明,在水解反应中配体活性的-OH是有效的亲核基团,使PNPP的水解速率增加,随着表面活性剂浓度的增大PNPP的水解速率变小。