Ni/SAPO-11催化剂上棕榈油加氢脱氧制异构烃燃料(英)

采用水热法合成了小粒径、具有介孔结构的SAPO-11分子筛.采用浸渍法制备了不同Ni负载量的Ni/SAPO-11催化剂.并采用X射线衍射,扫描电镜,N_2物理吸附-脱附,NH_3程序升温脱附,热重和H_2化学吸附技术对该类催化剂的物理化学性质进行了详细表征.结果表明,SAPO-11较大表面积和介孔结构可分散Ni,使得Ni粒子尺寸较小.在棕榈油加氢脱氧制备液体烃类燃料反应中,液体烷烃产物由相关脂肪酸中间产物的直接加氢脱氧和脱羰-加氢脱氧两种途径产生.Ni/SAPO-11催化剂的弱/中强酸性质及其匹配的金属-酸双功能可显著抑制积炭反应,提高催化剂的寿命,液体烷烃收率高达70%,异构烷烃选择性超过80%.

生物质多元醇选择性催化氢解制小分子二元醇研究进展

乙二醇、1,2-/1,3-丙二醇等小分子二元醇在精细和有机化工、生物医药等领域应用广泛。与石化路径相比,以可再生的生物质多元醇(丙三醇、山梨醇/木糖醇)为原料选择性催化氢解制取上述小分子二元醇具有过程简单、绿色高效等显著优势,已成为生物质催化转化的研究热点。本文综述了典型生物质多元醇山梨醇/木糖醇和丙三醇选择性催化氢解为乙二醇、1,2-/1,3-丙二醇等小分子二元醇,重点阐述了丙三醇选择性氢解制1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和山梨醇/木糖醇选择性氢解制小分子二元醇的催化剂体系和反应机理,并对该领域的发展前景作了展望,提出开发高效稳定的催化剂体系和工艺是未来的研究重点。

改性丝光沸石催化剂上合成2,6-二异丙基萘

采用盐酸处理以及水热处理结合酸处理两种方法对氢型丝光沸石(HM)进行脱铝改性,制备了一系列脱铝HM催化剂,并以脱铝HM沸石为载体负载磷钨杂多酸(PW),制备负载杂多酸催化剂,用XRD、FT-IR和NH3-TPD等手段对这些催化剂的结构及酸性质进行了表征,在100mL间歇式不锈钢高压反应釜中对其在萘的异丙基化反应中的催化性能进行了考察。结果发现,随着脱铝深度的增加,HM沸石的酸量下降,酸强度降低,将PW负载于脱铝HM沸石载体上,其酸性质得到改善。上述催化剂的异丙基化反应结果表明,脱铝HM沸石的活性和2,6-DIPN选择性均大大高于未经改性的HM沸石;将PW负载于脱铝HM沸石上,其活性均有不同程度的上升,但对2,6-DIPN的选择性有所下降。催化剂的表征和反应结果显示,催化剂的活性和选择性与其孔结构和酸性质密切相关。

硅胶负载的磷钨酸催化剂上萘的异丙基化反应

以负载于硅胶(SiO2)上的磷钨酸为催化剂,在100 mL间歇式不锈钢高压反应釜中,研究了萘与异丙醇的烷基化反应。结果表明,中低负载量的磷钨酸均匀分散于SiO2孔道内,负载量超过30％则产生聚积。负载量为30％的磷钨酸由于酸性强、酸量大且均匀分散而呈现较高的活性。对该催化剂,适宜的反应温度为200℃,醇萘比为3,低浓度反应有利于选择性的提高,产物分布随时间的关系曲线表明该反应属连串反应类型,反应温度是影响2,6-二异丙基萘(2,6-DIPN)产率的主要因素。

超稳Y沸石负载杂多酸催化剂的制备、表征及催化性能 Ⅰ.制备及表征

采用过量浸渍法制备了一系列超稳Y沸石(USY)负载磷钨酸(PW)催化剂,并用XRD、热分析、N2吸附、NH3-TPD和IR等手段对其物化性质进行了详细的表征。结果表明,负载磷钨酸后,试样仍然保持较大的比表面积和与USY相近的二次中孔体积。负载量达30%时,磷钨酸仍在USY表面高度分散。与纯磷钨酸相比,PW/USY试样的热稳定性显著提高。PW/USY的酸量较磷钨酸和USY均有较大提高,在负载量为10%处酸量最大,负载量进一步增大,酸量下降,酸强度提高。PW/USY试样同时存在B酸和L酸中心,PW与USY之间可能存在弱相互作用。

不同沸石分子筛催化剂上萘与异丙醇的烷基化反应

考察了USY、Hβ、HMCM-22、HM、HZSM-5等5种沸石分子筛在萘与异丙醇烷基化反应中的催化性能,并用XRD和NH3-TPD等手段对催化剂的物化性质进行了表征。实验结果发现,沸石分子筛的酸性质和孔结构是影响其活性和选择性的主要因素,以弱酸和中强酸为主的酸性中心以及十二元环开放的孔道有利于提高催化剂活性,而与目标产物2,6-二异丙基萘的分子直径接近的一维孔道有利于其选择性的提高。

海胆状CoCu双金属纳米复合材料的合成及其在甘油氢解制丙二醇中的催化性能

以Ru为多相成核剂和硬脂酸为表面活性剂，在多元醇溶液中合成了CoCu双金属纳米复合物，并在甘油选择性氢解制丙二醇中评价了其催化性能．结果表明，硬脂酸作为结构导向剂可诱使Co纳米晶沿着一维方向生长，形成纳米线．当CO2＋和Cu2＋共存于多元醇溶液中，由于Cu2＋较高的氧化还原电位，首先被还原成Cu0，进而增长成100-300am的球形粒子．在Cu粒子表面，CO2＋被还原成核，在表面活性剂的结构导向作用下生长为长度为100-500am的纳米棒，从而形成海胆状CoCu双金属纳米复合结构．在甘油选择性氢解制丙二醇反应中，海胆状CoCu双金属复合催化剂的单位表面活性与丙二醇选择性均明显高于单金属Co纳米线和Cu球形粒子，在C090Cu10催化剂上获得33％的丙二醇收率．这可能是由于Co和Cu界面的协同效应促进了甘油的转化所致．

纤维素催化氢解制取多元醇的研究进展

化石资源日益减少和使用化石资源带来的气候与环境问题促使人们将目光转向可再生的生物质资源。由生物质资源制备高附加值的化学品已成为国内外的研究热点。通过催化氢解将纤维素转化为多元醇化学品是一种可行的手段。本文总结了由纤维素氢解制备多元醇的最新研究进展,重点介绍了纤维素转化为山梨醇/甘露醇、异山梨醇和小分子多元醇(丙二醇和乙二醇)的催化剂体系以及可能的转化途径。最后分析了该领域存在的问题和今后的研究趋势。

负载的Ni催化剂上植物油脂加氢脱氧制备第二代生物柴油

在半连续反应器中,以棕榈酸甲酯为植物油脂模型化合物,进行了加氢脱氧制取高品质生物柴油燃料的研究。采用浸渍法制备了HY、SiO2、γ-Al2O3及SAPO-11四种载体负载的Ni催化剂,采用XRD、NH3-TPD、H2-TPR、BET、SEM等技术进行催化剂表征。结果表明,Ni/SAPO-11催化剂由于SAPO-11表面呈现的弱酸和中强酸性质,在保持较高的加氢脱氧反应性的同时,抑制了裂解反应的发生,具有较好的催化性能。进一步对SAPO-11上不同的Ni负载量、反应温度、反应压力等进行了研究,发现当Ni负载量为7%,反应温度为220℃,压力为2MPa时,催化剂具有较高的催化性能,棕榈酸甲酯的转化率达到了99.8%,C9～16烷烃的总选择性为92.71%。

MgO/NaY催化糠醛和丙酮合成航空燃料中间体的性能研究

采用"机械混合-焙烧"方法制备了负载型固体碱催化剂MgO/NaY,研究了糠醛与丙酮在水-乙醇体系中的羟醛缩合反应,考察了催化剂负载量、原料配比、反应温度、反应时间等因素对催化剂性能的影响。结果表明,20%MgO/NaY催化剂表现出最佳的催化性能,在85℃条件下反应8 h后,糠醛转化率达到99.6%,亚糠基丙酮(FA)和二亚糠基丙酮(F2A)选择性分别达到42.2%和57.1%,缩合产物的总收率为98.6%。高温促进反应中间体向产物的转化,有利于提高产物的总选择性。改变糠醛/丙酮的摩尔比可调控两种缩合产物的选择性,较高的糠醛/丙酮摩尔比有利于提高F2A的选择性,但会降低整体反应速率。重复性评价表明,催化剂具有较好的再生性能。

百吨/年规模生物质水相合成航油类烃过程的物质与能量转化

以农业废弃物生物质为原料,利用水相转化技术,进行了百吨/年规模生物航油类烃(C_8~C_(15))合成试运行.过程中采用两步酸解法分别将玉米秸秆中半纤维素和纤维素转化为糠醛和乙酰丙酸,作为生物质基平台化合物.在碱性条件下糠醛与乙酰丙酸经Aldol缩合反应实现碳链增长,生成的长链含氧中间体经过低温预加氢、高温加氢脱氧及精制,生成C_8~C_(15)范围内液态烃,可作为生物航油组分.以试运行实验结果为基础,进行了过程的物质与能量转化分析.结果表明,该路线获得液态烃类的基本性质满足合成航油ASTM-7566标准要求,并充分利用了原料中纤维素和半纤维素组分,是一条基于生物质的长链液态烃合成路线,1,t航油约需10~12,t干基玉米秸秆.

第二代生物航空燃油的关键技术分析和进展动态

概述了第二代生物航空燃油的技术现状和进展动态,着重讨论了生物丁醇/异丁醇脱水-聚合技术、木质纤维素水解-水相重整催化合成技术、油脂加氢脱氧-裂化异构两段加氢技术和生物质气化费托合成技术。介绍了生物丁醇/异丁醇、麻风果油、亚麻荠油和海藻油等影响生物航空燃油成本的原料开发现状,以及国内外在建的示范装置,分析了第二代生物航空燃油的技术特点及价格竞争力,并展望了其未来发展方向。

微波辅助的多元醇法合成CoNi纳米材料(英文)

利用微波辅助的多元醇法合成出纳米线和海胆状结构Co0.8Ni0.2,采用X射线衍射和透射电镜技术对该材料合成过程中的结构变化进行了详细的研究.根据晶体的成核与生长速率阐述了Co0.8Ni0.2纳米结构的形成机理.结果表明,Co0.8Ni0.2纳米材料在丙三醇氢解反应中的催化性能与其形貌和粒径密切相关.

Ni／La2O2CO3催化剂对山梨醇氢解产物的选择性调控

采用共沉淀法制备了具有协同稳定作用的Ni/La_2O_2CO_3催化剂,用于山梨醇选择性氢解为小分子醇的研究。采用X射线衍射、氢气程序升温还原、CO_2程序升温脱附和扫描电镜对催化剂进行了表征。考察了不同配比Ni、La的加氢位点和碱性调控对山梨醇氢解产物的影响。结果表明,Ni、La摩尔比为2:3时,山梨醇转化率达到98.6%,C_2~C_3多元醇的产率达到43.8%,催化剂经2次反应后对山梨醇的转化率仍高达90%。探究了催化剂从酸性到碱性调变过程中,山梨醇氢解的产物分布,并提出了反应路径。

核磁共振技术在生物质转化中的应用

生物质结构的精确分析研究有利于其各个组分的转化利用,而核磁共振(NMR)技术是生物质解聚及结构演变分析中重要的表征技术.本文主要介绍了^(1)H NMR、^(13)C NMR、^(31)P NMR和2D HSQC四种NMR技术在生物质结构、产物定性和定量分析、反应路径和催化解聚机理探究中的应用,然后讨论了NMR技术应用于生物质研究中存在的主要问题,并进行了展望.

木质生物质平台化合物催化转化制备长链烷烃的反应路径与催化剂研究进展

介绍了木质纤维素生物质催化转化制取长链烷烃的反应路径。主要从木质纤维素的水解制得平台化合物,中间产物通过羟醛缩合、羟化烷基化、酮化、自身缩合等途径进行加氢脱氧等多步骤合成长链烷烃。阐述了各步转化的反应机理、产物控制途径和相应的催化剂体系,并从技术角度对该领域的研究进行了展望。

镍基催化剂:制备及水相催化糠醛加氢脱氧反应性能

以SiO2-Al2O3、γ-Al2O3为载体采用浸渍法制备了不同负载量的镍基催化剂,以XRD、H2-TPR、NH3-TPD与低温N2吸附等技术对催化剂特性进行了表征,并进行了水相催化糠醛加氢脱氧实验研究以制备以C5为主要成分的生物汽油。重点考察了催化剂的镍负载量、载体种类及反应温度对糠醛转化率、目标产物C5选择性的影响,并对催化剂的重复利用性能和糠醛水相加氢脱氧反应机理进行了探讨。结果表明,Ni/SiO2-Al2O3催化性能明显优于Ni/γ-Al2O3。在140℃、氢冷压3.0 MPa的优化反应条件下,14wt%Ni/SiO2-Al2O3催化糠醛反应的转化率为63%,C5选择性高达93%。升高反应温度可以提高糠醛的转化率,但反应产物的选择性降低。催化剂在第3次重复使用时糠醛的转化率明显降低,催化剂表面有明显的残留有机聚合物和积碳,达到25wt%左右。

Raney-Ni催化生物油轻质组分加氢制备含氧燃料

鉴于生物油的高含氧量,将其轻质组分在温和条件下转化为以饱和醇为主要成分的含氧燃料可能成为生物油利用的新思路。该文以自制Raney-Ni为催化剂,研究在高压反应釜中反应温度（100-180℃）、氢气冷压（4-8 MPa）、催化剂用量（0.5-2 g）对生物油轻质组分催化加氢改质的影响;对Raney-Ni催化剂进行N2吸附脱附、X射线衍射（X-ray diffraction）、扫描电镜（scanning electron microscope）表征,分析催化剂失活机理,研究催化剂的重复使用性能。试验结果表明：反应温度和反应初压对生物油加氢产物分布的影响较大,在反应温度为140℃、氢气初压为6.0 MPa时,产物中饱和醇的相对含量（以GC峰面积百分比计算）最高可达53.51%;当催化剂用量从0.5 g增加到1 g时,产物中饱和醇的含量显著提升,由25.42%提高到51.89%,进一步提高催化剂用量对饱和醇含量的提高影响不大;一次与二次催化剂催化生物油加氢反应产物中饱和醇含量由53.51%降为29.20%,活性显著降低可能与催化剂孔道内部及表面的活性中心被覆盖进而降低反应效率有关。加氢过程中,除有酮醛酚类化合物的加氢反应和酸与醇的酯化反应外,存在醇脱水成醚的反应发生。与烃类液体燃料相比,含氧燃料以其优异的燃烧性能逐渐被人们所青睐。将生物油的轻质组分加氢制备含氧燃料有望成为生物油的应用提供新思路。

一步催化转化纤维素制备化学品的研究进展

高效利用纤维素制备燃料及化学品对人类的可持续发展具有重要的意义。通过化学转化,可以将纤维素转化为一系列的小分子有机物,作为平台化合物制取生物质基液体燃料或材料。本文综述了利用化学方法直接转化纤维素制备小分子化学品(5-羟甲基糠醛、乳酸、乙二醇、山梨醇和异山梨醇)的研究进展,并对后续研究进行了展望。

Fe改性CuZnMn催化剂结构和低碳醇合成反应性能研究

采用连续共沉淀法制备费-托(F-T)组元Fe改性的CuZnMn催化剂,采用N_2物理吸附、H_2-TPR/TPD、XRD等表征手段考察催化剂中Fe-Cu协同作用关系,并在固定床反应器中评价Fe-Cu协同作用的改变对低碳醇合成反应性能的影响。结果表明:CuZnMn催化剂主要以CuMn固溶体形式存在,Fe助剂的加入有利于催化剂比表面积的增加,并促进了FeMn固溶体的形成,降低了固溶体中Cu-Mn相互作用力,这有利于CuO单体逐渐从固溶体中析出,加强了催化剂的还原性能;随着Fe含量的逐渐增加,催化剂中CuO单体含量逐渐增多,Fe-Cu之间形成协同作用,这有利于催化剂活性的提高和醇、烃产物的生成,然而Fe助剂的过量加入则导致催化剂主要表现为F-T合成反应能力,降低低碳醇产物的选择性。