咪唑磺酸基多酸离子液体在酯化反应中的催化性能研究

合成了三种咪唑磺酸基多酸离子液体催化剂,并将其用于棕榈酸与甲醇的酯化反应研究.探讨了有机阳离子磺酸基上的酸性催化点位与多酸Brnsted酸性催化点位协同作用对酯化反应的影响.结果表明,[MIMPS]H2PW12O40(MIMPS=C7H13N2SO3)在醇酸物质的量比11∶1,催化剂用量0.06 mmol,反应时间8 h,反应温度65℃时转化率达98.3%,催化剂可循环使用6次.

多酸催化剂催化木质纤维定向转化研究进展

在从木质纤维中去除木质素和纤维素糖化的过程中常用无机酸作为催化剂,但无机酸通常会造成设备腐蚀及环境污染。多金属氧酸盐(Polyoxometalates,POMs)是组成与结构确定、强氧化还原性的固体强酸,可通过改变组成元素对酸强度及氧化还原性进行调控,制备多活性点位POMs催化剂。通过室温氧化、酸处理木质纤维,完成木质素的分离和生物利用,实现纤维素和半纤维素向葡萄糖和5-羟甲基糠醛等平台化合物的转化,为生物质绿色、高效转化提供崭新思路与方法。

双核磺化酞菁钴-表面活性剂薄膜电极对巯基乙醇的电催化氧化

采用双核磺化酞菁钴-DDAB表面活性剂修饰电极在碱性溶液中利用Co（Ⅱ）/Co（Ⅲ）电对催化氧化巯基乙醇.结果显示：在pH为10～13.5的溶液中,巯基乙醇的催化电位为-50～-60 mV,在pH为11时,催化效果最好.当巯基乙醇浓度在5.0×10-3～7×10-2mol/L时,氧化峰电流随浓度线性增加;当浓度为7×10-2mol/L,扫速为100～700 mV/s时,峰电流与扫速平方根成正比,表明反应为扩散控制过程.

不同金属取代Finke型多金属氧酸盐显色检测多巴胺的催化性能

制备不同金属取代的Finke型多金属氧酸盐(polyoxometalates,POMs) PW_(9)M_(4)(M为Zn、Co、Mn和Cu)和P_(2)W_(15)M_(4)(M为Co、Cu和Zn).在水溶液中,以H_(2)O_(2)作为氧化剂,测试催化剂显色检测多巴胺(Dopamine,DA)的催化性能.结果表明:PW_(9)Cu_(4)显色检测DA时溶液由无色变为橙色,线性范围为3.17×10^(-5)~4.85×10^(-4)mol/L,检出限为3.17×10^(-5)mol/L;P_(2)W_(15)Cu_(4)对DA显色检测具有良好的显色稳定性,线性范围为3.68×10^(-5)~2.96×10^(-4)mol/L,检出限为3.68×10^(-5)mol/L.干扰物质对DA显色检测没有影响,表明PW_(9)Cu_(4)和P_(2)W_(15)Cu_(4)对DA显色检测具有较高的灵敏度和选择性.

无醛生物质胶黏剂制备技术及应用前景

简要介绍了生物质胶黏剂的研究现状,采用非粮淀粉、豆粕、脱脂豆粉、木质素等生物质作为原料制备无醛生物质胶黏剂的研究内容及关键技术,总结了无醛生物质胶黏剂的特点、性能和应用,简要评价了无醛生物质胶黏剂对我国人造板行业发展的影响。

双核磺化酞菁钴掺杂聚苯胺膜的制备和表征

采用电聚合方法制成不同浓度双核磺化酞菁钴(bi-CoPc)掺杂的聚苯胺(PAn-bi-CoPc)膜,并用电化学、紫外-可见-近红外光谱、红外光谱、扫描电子显微镜及电导率进行了表征.结果表明:酞菁浓度对膜的电化学行为有影响,PAn膜和PAn-bi-CoPc膜在近红外区都有较宽的吸收带,当bi-CoPc为1 mmol/L时,PAn-bi-CoPc膜在近红外区出现明显的吸收峰,膜在近红外区的吸收强度随酞菁浓度增加而下降;红外光谱发现掺杂后酞菁的共轭体系得到加强.

多酸负载型生物炭活化过硫酸盐降解磺胺甲恶唑

作为水环境中持久存在的抗生素,磺胺甲恶唑(SMX)对环境以及人类健康都存在一定危害.制备一系列多酸负载型生物炭催化剂x CoPMoV/C(Co_(2)PMo_(11)VO_(40)/C,简称CoPMoV/C,x为10%、20%、30%、40%),通过XRD、FT-IR、XPS对催化剂进行表征,研究其在过硫酸盐(PMS)体系中对磺胺甲恶唑的去除性能,考察催化剂用量、PMS用量、多酸负载量以及无机离子种类对降解SMX性能的影响.结果表明:Co_(2)PMo_(11)VO_(40)成功负载在生物炭上;CoPMoV/C能够高效降解SMX(SMX初始质量浓度为20 mg/L,20%CoPMoV/C投入量为0.2 g/L,PMS为0.5 mmol/L),30 min内SMX的降解率可达99%;催化剂具有良好的可重复使用性,循环3次后,SMX的去除率仍可达到90%以上.

微波辅助磁性固体酸催化纤维素水解的研究

以生物质基磁性固体酸为催化剂,采用微波相结合的辅助手法对预处理的微晶纤维素进行水解研究。以还原糖得率为指标,通过单因素试验和正交试验(四因素三水平)考察水解时间、水解温度、纤维素与催化剂量的比例和微波功率对纤维素水解的影响,利用红外光谱(FT-IR)分析纤维素水解残渣。结果表明,微波辅助生物质基磁性固体酸催化剂催化纤维素水解的最佳工艺条件为:水解时间30 min、水解温度80℃、催化剂量与纤维素的比例2:1、微波功率450 W,此时还原糖得率最高,达57.4%;4个因素对纤维素水解影响的主次顺序为:微波功率>催化剂量>水解时间>水解温度。FT-IR分析表明微波辅助纤维素水解残渣中几乎没有纤维素存在,即纤维素基本被完全水解。

玉米秸秆液化产物中酚类物质的测定

为获得生物质液化产物中酚类物质总含量,以浓硫酸为催化剂,苯酚为液化剂,采用微波辅助的方法液化玉米秸秆;采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定液化产物的组成成分,红外光谱(FT-IR)分析玉米秸秆、液化残渣及液化产物的主要官能团变化,化学试剂法测定液化产物中酚类物质总量.结果表明:利用化学试剂法测定的液化产物中酚类物质总含量为52.0 mg/L,GC-MS测定液化产物中的芳香族有机物相对含量较高,为49.16%,以酚类化合物为主.FT-IR分析表明,液化过程中玉米秸秆基本上被完全降解液化,说明液化产物中的酚类物质主要来自于木质素.

石墨基炭材料的制备及其性能

以天然鳞片石墨为原料,高锰酸钾(KMnO4)、浓硫酸(H2SO4)、过氧化氢(H2O2)、乙酸(CH3COOH)为氧化插层体系,采用化学氧化法制备石墨基炭材料.采用7因素3水平正交试验L18(3^7)研究不同氧化插层体系配比对石墨基炭材料膨胀体积的影响;通过拉曼光谱(RSM)、扫描电镜(SEM)、比表面积及孔径测定仪(BET)表征石墨基炭材料的性能.结果表明:当氧化插层体系配比为m(KMnO4(g))∶V(H2SO4(mL))∶V(H2O2(mL))∶V(CH3COOH(mL))=1∶10∶2∶2时,在40℃恒温水浴下搅拌60min,80℃下干燥4h制备得到可膨胀石墨;然后,在700℃下高温膨胀得到石墨基炭材料.在该条件下得到的石墨基炭材料的最大膨胀体积为230mL/g.经氧化处理过的石墨高温膨胀后石墨层结构发生了明显变化,无序度增加,结晶度减小;石墨基炭材料的外观蓬松,呈卷曲状,层间孔隙大小明显;最大吸附量可达到75.9cm^2/g,具有较好的吸附性能;最大孔隙结构直径为369.10nm,具有发达的孔隙结构.本研究成果可为石墨基炭材料的制备提供方法和应用依据.

废弃红砖粉催化生物质焦油热解的可行性

生物质热化学转化制备富氢燃气是生物质能源生产的一种有效途径,而焦油是该过程最主要的污染物,焦油的控制和转化是决定生物质燃气能否成功应用的关键.分析生物质焦油组成及危害,探讨消除方法,提出以废弃红砖粉作为基础催化剂,进一步负载活性金属,催化生物质焦油热解,分析催化热解的可行性.该方案既可有效去除焦油,又能产生高质量的富氢产气,可为进一步实现废弃生物质资源在环境、能源化工领域的应用奠定基础,推动生物质能及副产物的高效综合利用.

纳米Ag/ZnO微波辅助合成与微波增强光催化罗丹明B

本文通过微波辅助、程序升温溶剂热以及煅烧等不同方法制备了系列纳米复合材料Ag/ZnO,并采用X-射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附-脱附测定以及扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)等测试手段对上述合成材料的晶型结构、形貌及表面物理化学性质进行了表征。结果表明,合成过程中辅以微波后其纤锌矿晶型结构未发生明显变化。但同时,其光的吸收性质以及粒子尺寸、形貌以及颗粒分布等方面则有较大改变。其中,经微波辐射、程序升温溶剂热以及煅烧三步处理的样品(mcd-Ag/ZnO)更多呈现规则的六棱柱结构。在紫外光照射和微波辐射下,合成产物光催化降解罗丹明B的实验结果显示,经微波辅助合成的Ag/ZnO光催化活性较未经微波处理样品的活性有较大提高,且明显高于市售P25。同时,mcd-Ag/ZnO在微波辐射下的光催化活性也被有效增强。

灵动型微波辅助玉米秸秆液化及特性的研究

为探索灵动型微波辅助玉米秸秆的液化过程及特性,以生物质玉米秸秆为原料,液化温度、液化时间、微波功率、固液比为影响因素设计单因素实验和正交实验,液化率为表征指标展开微波辅助玉米秸秆液化及特性的研究。对液化产物的理化性能进行分析,同时利用红外光谱(FT-IR)分析其官能团吸收峰的变化情况。结果表明,灵动性微波辅助玉米秸秆液化的最佳工艺条件为:液化温度150℃,液化时间15 min,液化功率600 W,固液比1∶5。在最佳工艺条件下,测得液化率为99.67%,液化产物羟值为314.16 mg(KOH)/g,酸值为45.78 mg(KOH)/g;通过FT-IR分析可知,玉米秸秆在微波辅助液化后基本完全降解,液化率较高;并且有新的官能团生成,可提高液化产物的活性,有利于后续加工利用。

磁性氧化铁/SO_4^(2-)生物质基固体酸催化剂合成及特性

利用聚乙二醇法和亚硫酸钠法制备磁性氧化铁颗粒,通过负载法合成磁性氧化铁/SO2-4生物质基固体酸催化剂,从磁性氧化铁颗粒的不同制备方法入手分析催化剂的合成及特性.以表面酸量、磁响应性能及催化水解微晶纤维素所得还原糖得率(DNS法)为指标考察催化剂的活性;利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)表征催化剂结构.结果表明:磁性氧化铁颗粒的合成方法对制备催化剂活性和结构有较大影响.其中,用亚硫酸钠法制备磁性颗粒合成的催化剂表面酸量大(1.13 mmol/g),还原糖得率高达30%,且制备工艺周期适中(2 970 min),催化剂的碳含量较高,负载的磁性氧化铁颗粒较多且与碳材料结合程度高,比表面积较大,孔道结构丰富;通过VSM分析可知:聚乙二醇法合成的催化剂为铁磁性材料,亚硫酸钠法合成的催化剂为亚铁磁性材料.

三种多金属氧酸盐的制备及催化H_2O_2氧化淀粉性能比较

以磷钼钒多阴离子[PMo11VO40]4-、[PMo10V2O40]5-、[PMo9V3O40]6-为构建基元,分别和1-辛基-3-甲基咪唑阳离子通过离子交换反应制备三种多金属氧酸盐。以这三种多金属氧酸盐为氧化性催化剂,可溶性淀粉为原料,双氧水为氧化剂,应用于淀粉氧化实验并比较它们的催化氧化活性。试验结果显示,三种催化剂均具有较好的催化性能,其中用[Omim]4H[PMo10V2O40](OPMo V2)作催化剂时氧化淀粉中的羧基含量最高。

三种多金属氧酸盐的制备及催化H2 O2氧化淀粉性能比较

以磷钼钒多阴离子[ PMo11 VO40]^4-、[ PMo10 V2 O40]^5-、[ PMo9 V3 O40]^6-为构建基元，分别和1-辛基-3-甲基咪唑阳离子通过离子交换反应制备三种多金属氧酸盐。以这三种多金属氧酸盐为氧化性催化剂，可溶性淀粉为原料，双氧水为氧化剂，应用于淀粉氧化实验并比较它们的催化氧化活性。试验结果显示，三种催化剂均具有较好的催化性能，其中用[Omim]4H[PMo10V2O40]（OP-MoV2）作催化剂时氧化淀粉中的羧基含量最高。

酸性溴化锂熔盐水合物溶解木质素的实验研究

以溴化锂对木质素的溶解为研究基础,研究溴化锂浓度及反应温度对纯化后酸性玉米芯木质素溶解性能的影响,使用傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征溶解前后木质素的官能团,得出最适合溶解木质素的条件:溴化锂浓度为60%,反应温度为120℃最适合木质素溶解;酸性溴化锂熔盐水合物能选择性裂解木质素β—O—4芳基醚键,木质素的α—OH在溴化锂作用下发生溴化,从而在温和条件下导致部分木质素发生溶解,并且LiBr和HCl在催化醚键中起到重要作用。

生物质醇解制备乙酰丙酸酯研究进展

随着化石资源的日渐枯竭,生物质能源的开发利用日益受到关注。生物质可用于生产生物燃料和平台化学品,在环保和回收方面具有重要意义。乙酰丙酸酯作为一种高附加值的平台化合物,在能源、食品、医药等领域有着广泛的应用。介绍了乙酰丙酸酯的理化性质和用途,以及生物质制备乙酰丙酸酯的合成方法,对不同催化体系催化制备乙酰丙酸酯最新研究进展进行了综述,分析了各种催化剂的优缺点,并指出了今后乙酰丙酸酯研究的发展方向。

玉米秸秆全组分气凝胶的制备及其表征

以玉米秸秆为原料,经溴化锂溶液溶解、叔丁醇溶液置换制备得到玉米秸秆全组分气凝胶,利用单因素试验对制备条件进行优化,并通过SEM、FT-IR、N_(2)吸附-脱附试验和光学接触角等手段表征气凝胶相关性能。研究结果表明:不同工况下,溴化锂溶解玉米秸秆形成凝胶的时间均不超过10 min,在较优条件(溴化锂质量分数66%、反应温度130℃、固液比1∶45(g∶g)、反应时间50 min)下制备的玉米秸秆全组分气凝胶密度可低至0.0274 g/cm^(3),比表面积为98.43 m^(2)/g,并具有超亲水性和超亲油性,对去离子水和大豆油的最大吸附倍率分别为15.04和18.78 g/g。SEM分析表明制备的全组分气凝胶具有二维片状和三维网络结构;FT-IR分析表明全组分气凝胶中含有纤维素、半纤维素和木质素成分,纤维素中的氢键网络被破坏。

钼钒同多酸催化降解纤维素制备甲酸的性能研究

以合成的钼钒同多酸Na_(6)[α-Mo_(6)V_(2)O_(26)]·16H_(2)O为催化剂,对甲苯磺酸为酸催化剂,在水相介质和O_(2)气氛中,考察了钼钒同多酸将纤维素选择性转化为甲酸(FA)的催化性能。实验结果表明:合成的钼钒同多酸催化剂表现出较强的氧化性。在纤维素0.2 g,Na_(6)[α-Mo_(6)V_(2)O_(26)]·16H_(2)O 0.1 g,对甲苯磺酸0.15 g,去离子水10 mL,O_(2)压力为1 MPa,温度140℃条件下反应3 h,纤维素转化率为98%,甲酸的产率为47%。此外研究了该催化剂将单糖类(木糖和葡萄糖)转化为甲酸的催化性能,其中以木糖为底物时的甲酸产率最高,达到63%。