MnCe-Al_(2)O_(3)球形颗粒的制备及其催化燃烧环己烷性能

挥发性有机物(VOCs)的大量排放会导致环境污染和健康危害,催化燃烧是高效降解VOCs的重要手段之一.采用海藻酸盐溶胶-凝胶法合成了MnCe-Al_(2)O_(3)球形颗粒作为环己烷催化燃烧催化剂,结果表明,Mn催化剂中适当添加Ce可提高MnOx的分散性,降低催化剂H_(2)-TPR还原温度.催化剂中Mn和Ce摩尔比为3∶1、煅烧温度650℃时,催化剂催化燃烧环己烷活性最高,可以在345℃实现环己烷的完全转化.反应24 h后,催化剂仍显示出几乎100%的环己烷转化率,表现了良好的催化稳定性.与浸渍法制备的催化剂相比,MnCe-31-Al_(2)O_(3)-650催化剂活性更高.

1,4-环己烷二甲醇改性PBAT共聚酯的合成及性能

为提高降解塑料聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯(PBAT)的力学性能、热性能及加工性能,在PBAT的分子链中引入1,4-环己烷二甲醇(CHDM)单体,采用熔融缩聚法,制备了一系列不同CHDM含量的新型聚对苯二甲酸-co-己二酸环己烷二甲酯/对苯二甲酸-co-己二酸丁二酯(PBCAT)。采用傅里叶变换红外光谱仪、液固两用核磁共振仪对共聚酯进行结构表征;利用乌氏黏度计、万能电子拉伸机、差示扫描量热仪、维卡软化点测试机、接触角测量仪分别测试了共聚酯的黏均分子量、力学性能、热性能和亲水性。结果表明,随着CHDM物质的量的增加,PBCAT共聚酯的熔点和结晶温度均呈现先降低后升高的趋势,熔点由136℃降至114℃,然后升至123℃,结晶温度由90℃降至46℃,然后升至61℃,结晶度下降。当PBCAT共聚酯的黏均分子量可达126 075 g/mol,水接触角均小于90°,材料具有良好的亲水性能。当CHDM物质的量占醇总量的25%时,PBCAT共聚酯综合性能最好,拉伸强度为20.74 MPa,与PBAT相比,提升了17%,且该共聚酯结晶度小,熔融温度较PBAT降低了7.4℃,维卡软化点达到127.4℃。

1,2-环己烷二甲酸醇醚酯结构与增塑PVC性能的关系

以1,2-环己烷二甲酸酐(HHPA)、乙二醇醚(乙二醇甲醚系列、乙二醇丁醚系列)为原料,通过直接酯化法合成了1,2-环己烷二甲酸二(乙二醇醚)酯(简称醇醚酯,下同)。利用FTIR和^(1)HNMR对产物进行了表征,并对醇醚酯增塑后的聚氯乙烯(PVC)制品的力学性能、微观形貌、热稳定性、耐迁移性、耐挥发性和耐候性进行了测试。结果表明,当醇醚酯的单侧乙氧基数目≤3时,其增塑效果与乙氧基数目呈正相关;与邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑后的PVC制品(DOP/PVC)相比,1,2-环己烷二甲酸二(三乙二醇甲醚)酯(HHPTEM)增塑后PVC制品(HHPTEM/PVC)的断裂伸长率提升88.0%,5%热失重温度提高了20.2℃,在正己烷和甲苯中的质量损失率分别下降7.6%和4.9%,70℃下挥发性测试中,质量损失率下降1.9%,10 d紫外老化后断裂伸长率保持率提升8.6%。

有序介孔炭负载Pt-MoO_(x)催化剂的制备及其催化甲基环己烷脱氢性能

以有序介孔炭(CMK-3)作为载体,采用原子层沉积技术制备出催化剂y Pt CMK-3及MoO_(x)助剂调控催化剂y Pt-z MoO_(x)CMK-3(y、z分别为Pt和MoO_(x)的沉积循环次数),研究了沉积循环次数对Pt金属分散度和催化剂甲基环己烷脱氢性能的影响。结果表明,适中的Pt分散度和适量原子级分散的MoO_(x)助剂能显著提升Pt基催化剂的性能。与10Pt CMK-3相比,10Pt-1MoO_(x)CMK-3催化剂上的脱氢速率(单位时间内单位质量Pt产生H_(2)的物质的量)从79.02 mol(g·h)提高至97.88 mol(g·h),甲基环己烷转化率由71%提高到91%。MoO_(x)助剂加入对Pt颗粒分散度影响较小,主要提高了Pt表面电子密度,降低了催化剂的起活温度。此外,MoO_(x)助剂还通过氢溢流促进H_(2)在催化剂表面的脱附,从而提高H_(2)产率。

电内加热Pt/NPC催化剂高效催化甲基环己烷脱氢反应研究

高效储氢技术研发是实现氢能规模化应用的关键。甲基环己烷(MCH)作为理想的有机液体储氢介质,具有质量储氢密度高、储运安全方便等优势,但其脱氢过程仍存在反应温度高、效率低等难题,开发高效脱氢催化剂并引入有效的过程强化是解决上述问题的关键。以不同焙烧温度得到的氮掺杂多孔碳(NPC)作为载体,通过浸渍法制备了系列NPC负载Pt的催化剂(Pt/NPC),在新型电内加热(IEH)模式下,研究了其对MCH脱氢反应性能的影响规律。研究结果表明,随着NPC焙烧温度的升高,Pt^(2+)占比先增加后减少,并在550℃达到最大值。在MCH脱氢反应中,Pt^(2+)占比与反应速率呈近似线性正相关。在优化的Pt/NPC催化剂上,IEH模式下的释氢速率约为传统外加热(CEH)模式的3倍。组合温度测量、反应热与传热计算、性能评价和原位红外表征结果阐明了IEH模式下高的加热速率与传热速率,以及增强的MCH吸附是提升催化性能的重要原因。本研究可为新型电内加热反应方式及与之相匹配高效催化剂的设计研发提供指导。

NiTi^(+)催化甲基环己烷脱氢的密度泛函理论研究

有机液体储氢是极具潜力的氢气存储方式,在原子水平上研究储-释氢催化机理,是寻找高效低廉催化剂的重要途径.采用密度泛函理论(DFT)方法研究了甲基环己烷(MCH)在过渡金属二聚体离子NiTi^(+)催化下逐步脱氢制甲苯的反应机理,考察了反应物、中间体和生成物的能量变化.采用波函数分析方法,观察反应过程中原子电荷变化,并分析了初始化合物的态密度(DOS)等性质.结果表明:NiTi^(+)与甲基环己烷的反应是在混合势能面上进行的放热反应,三个脱氢分子机理相似,反应整体放热为-12.19 kcal·mol^(-1),反应过程出现了中间体甲基环己烯和甲基环己二烯,与实验结果一致.整个反应的速率决定步骤为第三个脱氢反应过程中的IM10→TS10.

苯和环己烯分步制联环己烷过程催化剂设计及性能提升研究

联环己烷是一种高储氢密度、低沸点储氢试剂。与联苯加氢相比,苯和环己烯烷基化制环己基苯再加氢是一种有望实现大规模制备联环己烷的途径。在成熟的烷基化技术基础上,需进一步开展高效环己基苯加氢催化剂的研发。本研究首先使用酸化的USY分子筛催化苯和环己烯烷基化至环己基苯,获得100%转化率和产物选择性。进一步通过原子层沉积(ALD)在γ-Al_(2)O_(3)表面预先沉积不同厚度的TiO_(2)膜后再负载铂颗粒制得Pt/TiO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,研究TiO_(2)膜提升催化剂环己基苯加氢性能机制。TEM、CO脉冲吸附、CO-DRIFTs、准原位XPS、H-D交换和H2-TPR表征显示,与Pt/γ-Al_(2)O_(3)相比,Pt/TiO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂不改变Pt颗粒的分散度,但能够形成新的Pt-TiO_(2)相互作用,提高铂表面电子密度、平面活性位点比例和降低氢溢流能垒,提升环己烷基苯加氢性能。研究为进一步发展联环己烷有机液态储氢试剂提供理论支持。相关金属-载体相互作用调控策略可应用于其他芳香性分子高效加氢催化剂的研制。

二十烷、蒽和对二丁基环己烷在氧化钙中的吸附和扩散特性

在823.15~923.15 K的温度范围内,采用蒙特卡洛方法和分子动力学方法研究了二十烷(C_(20)H_(42))、蒽(C_(14)H_(10))和对二丁基环己烷(C_(14)H_(28))在氧化钙5 nm的孔道中的吸附和扩散性能,分析了3种分子在氧化钙孔道中的吸附等温线、分子扩散动力学、概率密度分布和径向分布函数。吸附等温线的分析结果表明:C_(14)H_(10)在氧化钙孔道内的吸附量最大,923.15 K时C_(14)H_(28)吸附量最小,823.15 K时C_(20)H_(42)吸附量最小;C_(20)H_(42)和C_(14)H_(10)为多层吸附,C_(14)H_(28)为单层吸附。分子扩散动力学分析结果表明:C_(20)H_(42)的扩散系数最大,C_(14)H_(28)次之,C_(14)H_(10)最小;扩散性能主要受温度和分子构型影响,根据扩散活化能可知,C_(14)H_(10)的扩散受温度影响最大,C_(14)H_(28)次之,C_(20)H_(42)最小。概率密度分布和径向分布函数分析结果表明:C_(14)H_(10)在距离孔道表面0.4,0.7,1.1 nm附近存在3个吸附层;C_(20)H_(42)和C_(14)H_(28)的吸附层在距离孔道表面0.5 nm附近的空间中。

高温高湿条件环己烷泄漏率法可行性研究

核设施通常采用碘吸附器净化放射性气态碘,环己烷泄漏率法可用于测试碘吸附器的泄漏率,但是高温、高湿的气流条件会造成环己烷气体在活性炭中过早解吸,可能导致无法辨别机械泄漏与解吸穿透,使得泄漏率试验失效。本试验采用环己烷气体动态解吸法测定了在气流温度为75℃、80℃、85℃,气流相对湿度为85%、90%、95%条件下,环己烷气体在与碘吸附器炭层等厚的活性炭试验床中的解吸穿透时间。结果表明,随着气流温度与湿度的上升,环己烷气体在活性炭床中的停留时段缩短,在最高试验温度(85℃)及试验气体相对湿度(95%)条件下,环己烷气体从活性炭床中的解吸穿透时间远大于工程实践中机械泄漏的判定时间。通过开展机械泄漏模拟试验,在试验炭床上分别设置多孔径泄漏点,测试了高温、高湿试验对应的气流条件下活性炭床的泄漏率。结果表明,高温高湿条件下,环己烷泄漏率法测试机械泄漏的灵敏度高,响应性好,具备用于碘吸附器的泄漏率测试的可行性。

聚合离子液体设计及催化环己烷选择性氧化性能研究

以乙烯基咪唑为单体,添加不同量的引发剂,采用常规热聚合中自由基聚合的方式,合成了不同分子量的聚乙烯基咪唑,热重(TG)分析表明该聚合物具有良好的热稳定性。采用季铵化反应,对最优聚合物进行1-氯代十八烷、1-氯代十二烷以及1-氯代正己烷三种不同烷基链长度的取代,合成系列聚合离子液体(PIL)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角等表征手段分析了聚合离子液体的化学结构及形貌特征,并考察了PIL-C_(18)、PIL-C_(12)、PIL-C_(6)催化环己烷选择性氧化为己二酸的性能,进而选取PIL-C_(12)深入研究了离子率对催化性能的影响规律。结果表明,烷基链段长度以及离子率可以有效调控亲疏水性和反应活性位点,进而提高反应性能,使得反应生成己二酸的转化率达到21.8%,选择性为41.5%。

多环芳烃在超临界环己烷中的溶解:分子动力学模拟研究

重油中大量存在的多环芳烃会经过缩合反应会形成稠环芳烃,而溶解扩散的限制会导致稠环芳烃之间的聚合从形成残焦,使得对重油的利用率大大降低,所以多环芳烃热解过程的溶解扩散是重油改质的关键因素之一.因此,基于环己烷对烃类良好的溶解性,本文采用分子动力学模拟的方法研究了多环芳烃及其混合物在超临界环己烷中的溶解行为,结果表明在不同温度与密度下超临界环己烷对于具有NAP均具有良好的溶解性,而温度对于Bghip溶解的影响较小.在多环芳烃混合物的油滴溶解过程中,NAP优先溶解到环己烷相中,而Bghip则集中在粒径减小的油滴中.通过计算体系中多环芳烃的径向分配函数与溶剂化自由能发现环己烷与多环芳烃间之间能相互吸引,环己烷在多环芳烃分子周围形成的溶剂壳能抑制多环芳烃分子间的聚合.温度升高以及密度的将降低会导致多环芳烃的内聚能密度降低,增加了多环芳烃与超临界环己烷之间的相互作用.环己烷密度越小以及温度的升高可以促进多环芳烃或多环芳烃混合物在超临界环己烷中的溶解.

轴向配体对铁卟啉催化氧化环己烷和苯C—H键的影响

采用密度泛函理论方法系统研究了带有不同轴向配体(F^(-)、Cl^(-)、CH_(3)COO^(-)、SCH^(-)_(3))的铁卟啉作为仿生催化剂催化氧化环己烷和苯C—H键的反应,重点考察了轴向配体对高价铁-氧卟啉几何结构和电子结构的影响,以及轴向配体影响高价铁-氧卟啉氧化环己烷和苯C—H键反应活性的本质差异。相较于其他轴向配体,F^(-)作为轴向配体使高价铁-氧卟啉具有更高的活性,更易于氧化环己烷和苯的C—H键。与苯环C—H键氧化反应相比,改变轴向配体对环己烷C—H键氧化反应的活性影响更大,且轴向配体主要通过影响过渡态结构中环己烷的形变能来改变环己烷C—H键氧化反应的活化能。而在苯环C—H键氧化反应中,轴向配体主要影响过渡态结构中高价铁-氧卟啉与苯的相互作用能以及苯分子的形变能。

顺式-1,2-环己烷二甲醇合成工艺的优化

介绍了硼氢化钠在有机合成中的应用以及影响硼氢化钠还原体系的因素,并探讨了采用硼氢化钠还原体系制备顺式-1,2-环己烷二甲醇两种方法的可行性.方法一,采用硼氢化钠直接还原顺式-1,2-环己烷二甲酸制备顺式-1,2-环己烷二甲醇,其收率很低;方法二,采用硼氢化钠还原顺式-1,2-环己烷二甲酸二甲酯制备顺式-1,2-环己烷二甲醇,收率可达87%.在此基础上,重点考察了不同硼氢化钠还原体系对反应的影响.

MOFs基环己烷选择性氧化催化剂研究进展

系统综述了MOFs基材料作为多相催化剂、载体和前驱体在环己烷选择性催化氧化方面的研究进展,包括本征MOFs、MOFs复合物和MOFs衍生物。重点介绍了MOFs基材料中活性位点类型、组成及比例和孔结构、孔环境等对环己烷催化氧化过程转化率、选择性的影响效果,指出了MOFs基材料面临的挑战并展望了其未来发展方向。

有机储氢化合物甲基环己烷脱氢催化剂研究进展

氢作为理想的高效、清洁能源,是我国能源体系向低碳化转型的首要选择。氢能储运技术是推动氢能产业发展的重点,其中有机液态储氢技术因具备安全性高、储氢密度大等优势已成为研究热点,尤其是甲基环己烷(MCH)-甲苯储氢体系,目前已展现出了良好的工业应用潜力。MCH-甲苯储氢体系发展的最大阻力是MCH催化脱氢过程缺乏稳定高效的催化剂,设计出稳定性好、选择性高且低温高活性的MCH脱氢催化剂是助力MCH-甲苯储氢体系发展的关键。综述了有机液态储氢技术的优势、储氢介质的特点以及MCH脱氢催化剂的研究现状。按照活性金属的稀有度将MCH脱氢催化剂分为贵金属、非贵金属催化剂,从活性组分、载体的选择和制备方式对MCH脱氢催化剂的脱氢性能进行了概述和分析。MCH脱氢催化剂未来研究可从以下方面入手:(1)延长贵金属催化剂寿命的同时提高贵金属活性组分的回收率;(2)对非贵金属脱氢催化剂进行载体改性或引入新的活性组分;(3)整合MCH脱氢催化全过程能量利用方式,引入清洁能源辅助加热,降低脱氢过程能耗。

气相色谱-质谱法测定镇痛泵中增塑剂环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯迁移量

建立气相色谱-质谱法测定镇痛泵在枸橼酸舒芬太尼模拟液中增塑剂环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(DINCH)迁移量,并为该产品的安全性评价提供依据。以二氯甲烷作萃取剂,萃取枸橼酸舒芬太尼模拟液中的DINCH,萃取液经HP-5MS型色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25μm)分离,采用气相色谱-质谱法检测,外标法定量。环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯在质量浓度为0.128~1.281µg/mL范围内与定量离子色谱峰面积线性关系良好,相关系数r为0.9992,方法检出限为0.0387µg/mL,定量限为0.174µg/mL。环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯在模拟液中的加标回收率为93.2%,测定结果的相对标准偏差为3.5%(n=9)。该方法的灵敏度高、重复性好,适用于镇痛泵中DINCH迁移量的测定。DINCH在枸橼酸舒芬太尼模拟液中的迁移量较低,发生迁移的风险较小,相对比较安全。

氧化铝负载Pt基催化剂的制备及其催化环己烷脱氢研究

为降低苯胺类农药中间体的原料成本,并消耗己二酸行业中大量副产的环己烷,采用浸渍法制备了铂基氧化铝催化剂,并将其用于环己烷催化脱氢,考察了反应温度、反应时间、质量空速、催化剂活性物铂含量等对环己烷催化脱氢制备苯和氢气的转化率和选择性影响,并得到优化条件为温度290℃、质量空速1.5 h^(-1)、反应压力30 KPa、铂含量为0.50%、反应时间30 min。优化条件下,环己烷催化脱氢制备苯和氢气的转化率和选择性分别高达97.0%和99.5%,为环己烷的有效利用提供了新方向。

聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯-对苯二甲酸异山梨醇酯合成及性能研究

为了提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的玻璃化转变温度,改善制品的耐热性能,以对苯二甲酸(PTA)、异山梨醇(ISB)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、乙二醇(EG)为原料,采用直接酯化、熔融缩聚法合成聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯-对苯二甲酸异山梨醇酯(PCIT)共聚酯,考察ISB/CHDM比例对酯化及缩聚反应速率和产品性能的影响。采用差示扫描量热仪(DSC)研究了共聚酯的热性能,采用万能材料试验机表征了共聚酯的力学性能。结果表明,随着ISB添加量增加、CHDM添加量减少,酯化表观活化能增加、酯化及缩聚反应速率减缓、共聚酯b值升高、玻璃化转变温度T g升高、热降解速率加快、力学性能下降,但共聚酯在ISB含量为22.8%时,仍保持缺口冲击强度高于130 J/m、断裂伸长率大于100%。

单核铁配合物催化氧化环己烷研究进展

金属配合物催化氧化环己烷生成环己醇和环己酮是催化化学领域中一个常见的课题。介绍了不同配合形式的单核铁配合物催化剂在该领域的研究进展,主要包括苯基配合物、杂环配合物、席夫碱型配合物、构象控制型杂环配合物。并简要分析了铁基配合物的结构和性质。此外,对于铁基配合物在催化氧化环己烷方面的未来发展进行了总结和讨论。

环己烷-乙醇-离子液体液液相平衡数据测定及关联

环己烷-乙醇是化工生产中常见的共沸体系,溶剂萃取是分离环己烷-乙醇的重要途径。在常压,303.15 K实验条件下,以[EMIM][OTF](1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐)、[EMIM][SCN](1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐)、[EMIM][DCA](1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐)3种离子液体为萃取剂,测定环己烷-乙醇的液液相平衡数据。利用分配系数和选择性评价不同离子液体的萃取性能。此外,根据Othmer-Tobias和Hand方程对相平衡实验数据进行一致性和可靠性校验。最后,采用Aspen Plus软件选择NRTL模型对相平衡数据进行关联,获得二元交互作用参数,并将其用于计算相应的相平衡组成。通过研究发现,计算值和实验值的均方根偏差小于0.02,表明NRTL模型能够准确描述三元相平衡过程。