Al_(2)(SO_(4))_(3)催化热解油转化生产酯类燃料

酸类、糖类等不稳定组分的存在是制约热解油直接用作生物燃料的主要因素。为了解决此问题,提出采用Al_(2)(SO_(4))_(3)催化剂将这些不稳定成分酯化为燃料类化合物的途径。首先,分别以单模型化合物左旋葡萄糖或乙酸为原料,考察各种金属硫酸盐催化其转化制备乙酰丙酸乙酯或乙酸乙酯的能力,筛选出催化性能最好的催化剂;其次,以左旋葡萄糖和乙酸的模型混合物为原料,探究Al_(2)(SO_(4))_(3)催化同时转化制备酯类的最佳反应条件;最后,以真实热解油为原料,验证Al_(2)(SO_(4))_(3)在最佳反应条件下催化酯化的可行性。结果表明,酯化后热解油中大部分酸、糖、醛消失,同时产生大量的酯和缩醛,酯类和缩醛类占改性热解油总色谱面积的39.5%。Al_(2)(SO_(4))_(3)能有效将热解油中的酸类、糖类等不稳定组分酯化为燃料类化合物,可为热解油转化制备生物燃料提供借鉴。

芬顿氧化法处理氧化性泡沫去污废液中的有机物

氧化性泡沫去污废液因含有大量有机物而无法被直接处理。针对该问题,将芬顿氧化法用于降解泡沫去污废液中的有机物,为泡沫去污废液的预处理提供了一种新思路。采用芬顿氧化法以及两步联合降解工艺对氧化性泡沫去污废液进行了预处理,探索了过氧化氢用量、亚铁离子用量、反应时间、反应温度、紫外光照等工艺参数对氧化性泡沫去污废液化学需氧量去污率的影响规律,以及每步降解实验的适宜操作条件。结果表明:在初次降解的最佳工艺条件下,芬顿氧化法可将废液的化学需氧量从(37000±1850)mg/L降至(2064±95)mg/L(n=3),化学需氧量去除率高达(94.40±0.54)%(n=3),但化学需氧量为(2064±95)mg/L的残液仍不符合既有废液处理方法的条件;在二次降解的最佳工艺条件下,芬顿联合紫外法可继续将残液的化学需氧量从(2064±95)mg/L降至(478±12)mg/L,满足了既有废液处理方法的条件。结果说明,芬顿氧化法以及两步联合降解工艺适宜作为氧化性泡沫去污废液的预处理方法。

N掺杂对TiO_2负载Cu基催化剂甲醛乙炔化性能的影响

以TiO_2及N掺杂的TiO_2为载体、CuCl_2·2H_2O为铜源、NaOH为沉淀剂,采用沉积沉淀法制备了Cu含量(质量分数,下同)为30%的CuO/TiO_2及CuO/N-TiO_2催化剂。结合N_2物理吸附、XRD、XPS、H_2-TPR、CO-IR等表征,研究了N掺杂对TiO_2负载CuO催化剂结构及甲醛乙炔化性能的影响。结果表明,经N掺杂的TiO_2呈现出较多的Ti ^(3+)物种及氧空位,增加了CuO与载体间的相互作用,有利于CuO物种的分散。在炔化反应过程中,CuO原位转变为高分散的Cu^+活性中心,催化剂表现出高的催化活性与使用稳定性。

不同晶相TiO_2负载Cu_2O催化甲醛乙炔化反应

分别以金红石相和锐钛矿相TiO_2为载体,采用液相还原-沉积法制备了Cu_2O/TiO_2催化剂.采用氮气物理吸附-脱附(N2-physisorption)实验、氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、CO红外光谱(CO-IR)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等技术,研究了不同晶相TiO_2载体对Cu_2O/TiO_2结构及其催化甲醛乙炔化反应性能的影响.结果表明,以金红石相TiO_2为载体的催化剂炔化活性明显高于以锐钛矿相TiO_2为载体的催化剂,原因在于金红石相TiO_2主要暴露(110)晶面,其与铜物种的配位环境及较高的空位密度形成了更多的Cu—O—Ti结构物种,表现为Cu_2O与TiO_2之间强的相互作用.这导致Cu_2O高效转变为乙炔亚铜活性物种,并保持了较高的分散度与稳定性,抑制了过度还原物种金属Cu的生成,进而使催化剂表现出较高的催化性能.

不同沉淀剂制备CuO-ZnO催化剂甲醛乙炔化反应性能

分别以NaOH、 Na_2CO_3、 NaHCO_3为沉淀剂,采用共沉淀法制备了Cu∶Zn摩尔比为2∶1的CuO-ZnO催化剂,利用氢气程序升温还原(H_2-TPR)、热重(TG)、 X射线衍射(XRD)及拉曼光谱(Raman)等技术对催化剂进行了表征,结合甲醛乙炔化活性评价,研究了沉淀剂对催化剂结构及催化性能的影响.结果表明,不同沉淀剂对催化剂中活性组分分散度有较大影响,进而在甲醛乙炔化合成1,4-丁炔二醇反应中表现出不同的催化活性.以Na_2CO_3为沉淀剂制备的催化剂中形成CuO-ZnO固溶体,提高了CuO的分散度及Cu^+在还原性气氛下的稳定性,经活化后可生成较多的活性物种炔化亚铜,表现出最佳的炔化反应活性与1,4-丁炔二醇选择性.

制备条件对Cu2O结构及甲醛乙炔化性能的影响

以Cu(NO3)2·3H2O为铜源,在液相还原过程中,调变沉淀剂NaOH、还原剂L-抗坏血酸钠的加入顺序制备了Cu2O,借助X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、俄歇电子能谱(XAES)和H2程序升温还原(H2-TPR)等手段研究了制备条件对Cu2O结构及催化甲醛乙炔化性能的影响.结果表明,调变NaOH及L-抗坏血酸钠的添加方式改变了Cu2O的结晶度与粒径尺寸,从而使Cu2O表现出不同的炔化性能.先加入NaOH,后加入抗坏血酸钠,Cu2O结晶度高,粒径大,难以转化为活性物种炔化亚铜;先加入抗坏血酸钠,后加入NaOH,Cu2O被过度还原为非活性的金属Cu,两者均造成催化剂活性较低.而NaOH和抗坏血酸钠混合后添加的方式制备出表面Cu2O结晶完整而体相Cu2O分散度高的样品,这使得Cu2O高效转化为炔化亚铜活性物种,表现出最优的炔化性能,在适宜的反应条件下,1,4-丁炔二醇收率达到71.7%,经6次循环后,仍保持在56.5%.