铜纳米颗粒催化剂的重构及其合成碳酸二甲酯性能研究

甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)是中国重点开发的现代煤化工路线,其关键在于高性能催化剂的设计研发。本研究采用液相重构法,通过调变溶剂种类、气氛和压力制得高效铜团簇催化剂,在DMC合成反应中时空收率(STY_(DMC))高达3520 mg/(g·h),经过10次循环,STY_(DMC)下降21.8%。N2吸附-脱附、XRD、TEM、STEM等表征手段表明,强还原性的CO不但可使铜纳米颗粒(~9.7 nm)部分重构为亚纳米团簇(~1.34 nm),同时有效维持了Cu^(0)物种的存在,从而提升了催化活性和稳定性。进一步研究表明,铜重构的发生取决于气氛-金属-载体三者的相互作用,且随氧化、还原性气氛的变化呈可逆状态。

3D多级孔炭负载铜催化剂及其合成碳酸二甲酯性能研究

以ɑ-纤维素和NaHCO3为原料,采用生物质发泡法制得大孔、介孔和微孔共存的三维(3D)多级孔炭(HPC);以硝酸铜为铜源,通过调变铜负载量制得3D多级孔炭负载铜催化剂(y Cu/HPC),并考察其催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯性能。实验结果表明:当铜负载量(质量分数)为10%时,10Cu/HPC催化剂在DMC合成反应中时空收率(STYDMC)和转换频率(TOF)分别达1778 mg/(g·h)和13.8 s^(-1)。N2吸附、XRD、TEM等表征表明:3D多级孔结构不但有利于铜物种的高度分散,同时可加快底物分子的传质速率,从而提升催化活性。

脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的性能研究

研究了C12~14脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚AEO9Pm(P=0、2和4,P=0即为AEO9)的性能,包括平衡表面张力、动态表面张力、粘度、泡沫、润湿和乳化性能。实验结果表明:随着PO数的增加,临界胶束浓度、泡沫体积和粘度降低,动态表面张力下降速度增加,润湿性和乳化能力提高。

原子层沉积制备纳米催化剂研究进展

纳米催化正在面临技术上的革命,对金属纳米颗粒的尺寸分布及形貌结构等的精准控制提出了更高的要求,原子层沉积(ALD)由于可实现原子尺度的精准控制而为这一问题的解决提供了参考。本文综述了ALD技术在纳米催化中的研究进展,回顾了ALD的发展历史、基本原理和主要设备及工艺,介绍了ALD常见底物及得到的催化剂结构类型。重点阐述了ALD所得催化剂的分类及其在热催化、电催化及光催化领域中的应用。分析了ALD目前面临的挑战,并对未来发展进行了展望。

助剂含量对CuLi/AC催化剂结构及甲醇氧化羰基化反应性能的影响

采用微波辐射法制备出不同助剂含量的CuLi/AC(活性炭)催化剂,考察了其在甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)反应中的催化性能,使用X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积、H2程序升温还原、X射线光电子能谱和CO程序升温脱附对催化剂的结构进行了表征.研究结果表明,添加适量的Li有助于铜物种还原为低价态的Cu0,形成颗粒尺寸更小、分布更加均匀的铜纳米颗粒,并高度分散在活性炭载体表面.催化剂活性与表面单质铜的含量有关,即Cu0是催化剂的主要活性物种,并且Cu0的晶粒尺寸越小,催化剂活性越好.添加Li后增加了催化剂表面的CO弱吸附位,有利于CO对Cu—OCH3的插入反应,因此提高了催化活性.随着Li含量的增加,DMC的时空收率逐渐升高,当Li添加质量分数达到0.15%时,DMC的时空收率达到最高值540.6 mg·g-1·h-1,甲醇转化率为4.5%,DMC选择性为81.4%.

金属氧化物催化CO2与甲醇合成碳酸二甲酯的研究进展

CO2是主要的温室气体。近年来随着工业的大力发展,CO2的排放量迅猛增加,严重影响着人类的生存环境。将CO2转化成有价值的化工产品,受到了研究领域的广泛关注。其中将CO2与产能过剩的甲醇作为原料,生产碳酸二甲酯(DMC),既能减少CO2排放,又能产生有价值的绿色产品DMC。本文简述了影响CO2转化的因素,即受热力学限制和CO2活化困难;重点介绍了具有酸碱活性中心的金属氧化物ZrO2、CeO2以及复合金属氧化物催化剂的催化性能和反应机理,并分析了影响催化活性的主要原因:表面酸碱性能决定了催化活性;进一步分析了催化剂表面的酸碱性来源于Lewis酸碱位和Br?nsted酸性位。对于开发高效的金属氧化物催化剂未来的研究方向提出了展望:通过调控催化剂的晶相和形貌、增加氧空位和羟基官能团、掺杂碱性或者酸性物种来改变催化剂表面的酸碱性,并且向催化系统中添加脱水剂。最后指出了由于CO2分子的稳定性很难被活化,需进一步深入研究其活化CO2的机理,提高CO2的转化率。

HPF法焦化脱硫废液中硫氰酸铵去除研究

HPF法焦化脱硫废液含有大量硫氰酸铵、硫代硫酸铵和硫酸铵,对其进行提盐所得硫氰酸铵等产品盐存在纯度不高、市场容量有限、产品大量堆积等问题。采用硫酸溶液去除脱硫废液中硫氰酸铵,并将其转化为硫酸铵,可在实现脱硫废液有效处理的同时回收硫酸铵。本文针对硫酸溶液去除硫氰酸铵反应,考察了反应过程中硫酸浓度、反应温度对硫氰酸铵去除率的影响,利用X射线光电子能谱技术对反应产物的晶型和组成成分进行了分析,并对实际焦化脱硫废液的处理效果进行了研究。结果表明:随着反应温度的升高和硫酸浓度的增大,硫氰酸铵去除率逐渐增大。反应温度为100℃,硫酸浓度为50%时,反应0.5min就可实现硫氰酸铵的100%去除,反应后产物为硫酸铵。此外,使用硫酸溶液可有效去除焦化脱硫废液中硫氰酸铵,实现脱硫废液的资源化利用。在反应温度100℃、硫酸质量分数为50%下,反应20min时脱硫废液中硫氰酸铵去除率达到97.9%。

不同盐类对安佳再制干酪的品质特性影响

再制过程中乳化盐对干酪品质影响较大,以新西兰安佳干酪为原料,通过单因素试验,研究多聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸钠和磷酸氢二钠5种乳化盐对安佳再制干酪pH值、融化性的影响。采用色差仪、质构仪和扫描电镜分析5种乳化盐对安佳再制干酪色泽、质构特性和微观结构的影响。试验结果表明:焦磷酸钠的添加使再制干酪弹性较好,有较好的乳化作用,多聚磷酸钠的加入使再制干酪网络结构更加致密。5种乳化盐乳化能力从大到小依次为焦磷酸钠、多聚磷酸钠、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠。