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高效钴氧化物催化羧酸可控加氢制醇(英文) 被引量:1
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作者 宋松 王栋 +5 位作者 狄璐 王传明 戴卫理 武光军 关乃佳 李兰冬 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期250-257,共8页
羧酸选择加氢是合成醇的重要方法,廉价高效的催化体系仍然在探索中.我们利用地球上储量丰富的钴氧化物作为催化剂,通过控制催化反应过程,进而实现高选择性地催化羧酸加氢制备醇.一系列含有不同官能团的羧酸可以被选择加氢至相应的醇类... 羧酸选择加氢是合成醇的重要方法,廉价高效的催化体系仍然在探索中.我们利用地球上储量丰富的钴氧化物作为催化剂,通过控制催化反应过程,进而实现高选择性地催化羧酸加氢制备醇.一系列含有不同官能团的羧酸可以被选择加氢至相应的醇类化合物,反应选择性可以满足工业生产要求.通过一系列的谱学表征以及理论计算,我们证实了钴氧化物在羧酸选择加氢反应中的优选活性位点位为氧化亚钴,从而建立了催化剂与反应活性之间的构效关系,为催化剂的理性设计提供指导.首先,我们选取硬脂酸加氢反应作为模型反应,通过对地球上储量丰富的氧化镍、四氧化三铁和四氧化三钴的催化活性对比发现,四氧化三钴催化剂活性最高,在473 K,2 MPa氢气条件下,反应速率可以达到1.2 mmol/(h·g).对四氧化三钴催化剂进行不同温度的预还原处理,我们发现催化剂的活性得到显著提高,其中573 K还原的样品活性最高,反应速率可以达到7.3 mmol/(h·g),要远远高于贵金属催化剂Pd/C(0.6 mmol/(h·g))和Pt/C(1.8 mmol/(h·g)).XRD结果表明,随着还原处理温度的不断升高,催化剂由四氧化三钴变为氧化亚钴,最终变为金属态的钴.当还原温度为573 K时,催化剂的组成为单一相氧化亚钴.XPS测试结果表明,当还原温度为573 K时,样品中只含有Co^(2+)的信号峰,并且Co/O的比例为1/1,进一步证明样品是纯态的氧化亚钴.从TEM照片中可以发现,在原始的四氧化三钴样品中观察到晶面间距为0.467和0.244 nm,分别对应四氧化三钴的(111)和(311)晶面.而对于573 K还原的样品只观察到一种晶面间距(0.246 nm),对应氧化亚钴的(111)晶面.结合表征手段和硬脂酸催化加氢活性结果,我们得出氧化亚钴是573 K还原样品催化羧酸加氢反应的活性位点.理论计算结果进一步证实了这个实验结论.理论计算结果表明,在氧化亚钴(111)晶面,硬脂酸加氢转换为十八醇是非常快速和高效的,然而,对于氢解C-C键和C-O键,需要耗费更高的能量,能垒约为1.2 e V.因为硬脂酸的吸附远远强于十八醇的吸附,硬脂酸的存在会抑制十八醇氢解形成烯烃的反应,只有当硬脂酸酸完全转化为十八醇,才会发生随后的氢解反应.通过控制催化反应过程,可以实现在氧化亚钴(111)晶面高选择性催化酸加氢至醇,也就是反应控制催化过程.基于氧化亚钴在硬脂酸加氢制备十八醇上的优异催化性能,我们进一步研究了一系列含有不同官能团的羧酸化合物的催化加氢,发现氧化亚钴表现出良好的官能团容忍度,可以实现高效、广谱的酸选择加氢至醇反应. 展开更多
关键词 选择加氢 羧酸 氧化钴 反应控制催化
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胆碱和*BEA分子筛在硅锗铝IWR分子筛制备中的协同导向效应(英文) 被引量:1
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作者 付文华 袁志庆 +6 位作者 金少青 刘巍 王振东 王传明 王仰东 杨为民 何鸣元 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期856-866,共11页
分子筛的制备过程一般需要结构导向剂的参与.结构导向剂主要包括碱(土)金属离子、有机胺或季铵盐为代表的有机模板剂和固体晶种等三类.研究合成凝胶中不同结构导向剂之间的作用对于理解分子筛晶化机理意义重大.以往的研究大都集中在模板... 分子筛的制备过程一般需要结构导向剂的参与.结构导向剂主要包括碱(土)金属离子、有机胺或季铵盐为代表的有机模板剂和固体晶种等三类.研究合成凝胶中不同结构导向剂之间的作用对于理解分子筛晶化机理意义重大.以往的研究大都集中在模板剂-模板剂、模板剂-碱(土)金属离子和模板剂-同晶之间的相互作用,迄今尚未有模板剂-异晶之间相互作用研究的报道.我们研究组首次发现模板剂和异晶在分子筛制备中存在协同导向效应.在硅锗铝IWR分子筛的合成中,我们考察了不同的季铵碱模板剂和铝源,发现只有使用胆碱作模板剂、*BEA分子筛作铝源才可以成功制得目标分子筛,相同条件下不加入*BEA分子筛或换用MOR、ZSM-5、MCM-22、USY分子筛及异丙醇铝等铝源都无法合成得到IWR分子筛.这说明*BEA分子筛在IWR分子筛的制备中起到了其他铝源所不具备的结构导向作用,因此我们称之为合成IWR分子筛的"异晶".为了研究胆碱和*BEA分子筛之间的相互作用,进而揭示模板剂-异晶协同导向制备分子筛的一般规律与反应机理,我们制备了不同晶化时间的IWR分子筛样品,使用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-拉曼光谱(UV-Raman)、固体核磁共振(MAS NMR)和N2物理吸附等手段对这些样品进行了表征.结果显示,加热过程中*BEA分子筛首先发生溶解解离, 72 h后该分子筛相完全消失;12 h开始出现CDO分子筛相,随着晶化时间延长, CDO分子筛先增多后减少,在24 h时达到最大值, 120 h时消失,说明该分子筛是晶化过程的一个中间相;IWR分子筛在12 h开始出现,此后结晶度不断升高,至168 h晶化完全.在上述表征的基础上,我们提出了模板剂-异晶协同导向制备IWR分子筛的晶化机理.IWR分子筛的晶化分为以下5个步骤:(1)*BEA分子筛溶解解离得到硅铝4元环、5元环和6元环等结构单元;(2)胆碱诱导形成硅锗5元环结构单元;(3)硅锗5元环组装生成CDO分子筛;(4)CDO分子筛溶解解离形成硅锗5元环;(5)*BEA分子筛导向的结构单元与胆碱导向的结构单元重组生成IWR分子筛.其中,步骤3和4是一对可逆反应,且可与步骤5同时进行;随着反应物原料的不断消耗,步骤5占据主导,从而导致CDO分子筛完全消失和IWR分子筛的结晶完成.由于胆碱只导向生成5元环结构单元,而构成IWR分子筛骨架结构的4元环和6元环只能由*BEA分子筛提供,因而模板剂和异晶在反应中都不可或缺,二者起到协同导向的作用.分析发现,*BEA分子筛与IWR分子筛具有共同的结构单元(4、5、6元环)和一定的结构相似性是其可以成为异晶、发挥协同导向作用的关键.上述协同导向法的关键在于模板剂和异晶分别导向生成部分结构单元,再经重组得到目标分子筛.这种方法有望用于合成通过传统水热法难以得到的分子筛,并且为新结构分子筛的开发提供新思路.使用协同导向法制备更多种类分子筛的研究正在进行中. 展开更多
关键词 IWR分子筛 协同导向效应 有机模板剂 胆碱 异晶 *BEA分子筛
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Insight into the topology effect on the diffusion of ethene and propene in zeolites: A molecular dynamics simulation study 被引量:6
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作者 chuanming wang Bowei Li +1 位作者 Yangdong wang Zaiku Xie 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第6期914-918,共5页
Selectivity control is a difficult scientific and industrial challenge in methanol-to-olefins(MTO)conversion.It has been experimentally established that the topology of zeolite catalysts influenced the distribution of... Selectivity control is a difficult scientific and industrial challenge in methanol-to-olefins(MTO)conversion.It has been experimentally established that the topology of zeolite catalysts influenced the distribution of products.Besides the topology effect on reaction kinetics,the topology influences the diffusion of reactants and products in catalysts as well.In this work,by using COMPASS force-field molecular dynamics method,we investigated the intracrystalline diffusion of ethene and propene in four different zeolites,CHA,MFI,BEA and FAU,at different temperatures.The self-diffusion coefficients and diffusion activation barriers were calculated.A strong restriction on the diffusion of propene in CHA was observed because the self-diffusion coefficient ratio of ethene to propene is larger than 18 and the diffusion activation barrier of propene is more than 20 kJ/mol in CHA.This ratio decreases with the increase of temperature in the four investigated zeolites.The shape selectivity on products from diffusion perspective can provide some implications on the understanding of the selectivity difference between HSAPO-34 and HZSM-5 catalysts for the MTO conversion. 展开更多
关键词 methanol-to-olefins conversion diffusion zeolites ETHENE PROPENE molecular dynamics simulation
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Paroxetine engenders analgesic effects through inhibition of p38 phosphorylation in a rat migraine model 被引量:2
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作者 chuanming wang Wei Bi +5 位作者 Yanran Liang Xiuna Jing Songhua Xiao Yannan Fang Qiaoyun Shi Enxiang Tao 《Neural Regeneration Research》 SCIE CAS CSCD 2012年第13期1006-1012,共7页
In this study, a model of migraine was established by electrical stimulation of the superior sagittal sinus in rats. These rats were then treated orally with paroxetine at doses of 2.5, 5, or 10 mg/kg per day for 14 d... In this study, a model of migraine was established by electrical stimulation of the superior sagittal sinus in rats. These rats were then treated orally with paroxetine at doses of 2.5, 5, or 10 mg/kg per day for 14 days. Following treatment, mechanical withdrawal thresholds were significantly higher, extracellular concentrations of 5-hydroxytryptamine in the periaqueductal grey matter and nucleus reticularis gigantocellularis were higher, and the expression of phosphorylated p38 in the trigeminal nucleus caudalis was lower. Our experimental findings suggest that paroxetine has analgesic effects in a rat migraine model, which are mediated by inhibition of p38 phosphorylation. 展开更多
关键词 PAROXETINE MIGRAINE 5-HYDROXYTRYPTAMINE P38 PHOSPHORYLATION neural regeneration
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A Real-Time Multi-Vehicle Tracking Framework in Intelligent Vehicular Networks 被引量:1
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作者 Huiyuan Fu Jun Guan +2 位作者 Feng Jing chuanming wang Huadong Ma 《China Communications》 SCIE CSCD 2021年第6期89-99,共11页
In this paper,we provide a new approach for intelligent traffic transportation in the intelligent vehicular networks,which aims at collecting the vehicles’locations,trajectories and other key driving parameters for t... In this paper,we provide a new approach for intelligent traffic transportation in the intelligent vehicular networks,which aims at collecting the vehicles’locations,trajectories and other key driving parameters for the time-critical autonomous driving’s requirement.The key of our method is a multi-vehicle tracking framework in the traffic monitoring scenario..Our proposed framework is composed of three modules:multi-vehicle detection,multi-vehicle association and miss-detected vehicle tracking.For the first module,we integrate self-attention mechanism into detector of using key point estimation for better detection effect.For the second module,we apply the multi-dimensional information for robustness promotion,including vehicle re-identification(Re-ID)features,historical trajectory information,and spatial position information For the third module,we re-track the miss-detected vehicles with occlusions in the first detection module.Besides,we utilize the asymmetric convolution and depth-wise separable convolution to reduce the model’s parameters for speed-up.Extensive experimental results show the effectiveness of our proposed multi-vehicle tracking framework. 展开更多
关键词 multiple object tracking vehicle detection vehicle re-identification single object tracking machine learning
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山区桥梁嵌岩桩水磨钻施工技术
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作者 王洁 王燊 王传明 《葛洲坝集团科技》 2019年第1期17-19,共3页
在山岭地区高速公路项目中,桥址区内地势多为陡峻,河谷纵横,山高谷深,地质条件复杂,路线多以桥梁形式从陡坡、沟谷通过,桥梁墩台基础施工中一般没有作业平台,施工难度大,易造成山体边坡过度开挖,既不利于环保也不经济。本文根据巴中至... 在山岭地区高速公路项目中,桥址区内地势多为陡峻,河谷纵横,山高谷深,地质条件复杂,路线多以桥梁形式从陡坡、沟谷通过,桥梁墩台基础施工中一般没有作业平台,施工难度大,易造成山体边坡过度开挖,既不利于环保也不经济。本文根据巴中至万源高速公路项目桥梁墩台基础挖孔嵌岩桩施工情况,探讨在陡坡上人工挖孔嵌岩桩采用水磨钻开挖工艺和施工技术。 展开更多
关键词 高速公路 挖孔嵌岩桩 水磨钻开挖 环保经济
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具有超低镍负载的Ni-C_(3)N_(4)高效催化5-羟甲基糠醛氢解制2,5-二甲基呋喃
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作者 曲虹宇 胡文德 +8 位作者 李相呈 徐睿 韩笑 李俊杰 陆怡卿 叶迎春 王传明 王振东 杨为民 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS 2024年第5期253-261,共9页
生物质平台化合物的选择性氢解对生产可持续化学品和燃料具有重要意义.2,5-二甲基呋喃(DMF)是一种重要的生物基化学品,其不仅可作为汽油添加剂,还可与乙烯发生Diels-Alder环加成脱水反应直接合成生物基对二甲苯.DMF主要通过5-羟甲基糠醛... 生物质平台化合物的选择性氢解对生产可持续化学品和燃料具有重要意义.2,5-二甲基呋喃(DMF)是一种重要的生物基化学品,其不仅可作为汽油添加剂,还可与乙烯发生Diels-Alder环加成脱水反应直接合成生物基对二甲苯.DMF主要通过5-羟甲基糠醛(HMF)氢解制备.当以氢气为氢源时,常用的催化剂体系包括贵金属(如Ru,Pt,Pd)及多种非贵金属(如Ni,Cu,Co)复合催化剂体系.虽然上述催化剂表现出良好的催化性能,但是贵金属的高成本以及非贵金属复合催化剂的回收难等问题阻碍了其工业应用.因此,利用单一非贵金属催化剂实现高效HMF氢化制DMF具有重要意义.本文采用简单的配位-浸渍-热解法制备了超低Ni负载的非贵金属Ni-C_(3)N_(4)/HC催化剂,Ni负载量低至0.86 wt%.在190℃及1.5 MPa氢气条件下,经过4 h反应,HMF完全转化,DMF产率达到94.2%,DMF生产能力可达12.8 mmolDMF mmolNi-1 h^(-1),在已报道的Ni,Co和Cu基催化剂中处于较高水平.此外,Ni-C_(3)N_(4)/HC催化剂表现出良好的稳定性,在固定床反应器中连续反应120 h未见明显失活.透射电镜结果表明,Ni物种高度分散在活性炭载体上,其平均粒径约为2.6 nm.Ni纳米颗粒被约1.3 nm厚的C_(3)N_(4)壳层紧密包裹,有效稳定了Ni纳米颗粒并抑制了其在反应过程中团聚.X射线能谱分析显示,Ni和N元素呈现均匀分布,表明可能形成了Ni_(3)N物种.X射线光电子能谱和电子能量损失谱结果进一步证实了Ni_(3)N物种的存在.密度泛函理论计算结果表明,Ni_(3)N是氢解反应的本征活性组分,它表现出良好的C-O键活化性能.推测反应主要遵循HMF先转化为MF(5-甲基糠醛),再转化为MFA(5-甲基-2-呋喃甲醇),最终生成DMF的路线进行.鉴于Ni-C_(3)N_(4)/HC催化剂中的Ni_(3)N物种表现出了较好的C-O键活化性能,进一步考察了该催化剂对木质素衍生单体和木质素模型化合物的催化性能.实验结果表明,Ni-C_(3)N_(4)/HC催化剂在C-O键活化断裂加氢反应中表现出广泛的适用性.另外,H_(2)处理的活性炭载体也发挥了重要作用:(1)降低了活性炭的含氧量,提高载体热稳定性,并减弱了载体的酸性,从而有效避免了底物的HMF聚合;(2)有助于Ni物种的均匀分散,减少了NiO物种的生成,增加了Ni_(3)N活性物种的含量,从而提升了催化剂的性能.综上,本文制备了超低Ni负载的非贵金属Ni-C_(3)N_(4)/HC催化剂,其表现出高效的HMF氢解制DMF性能及良好的稳定性.同时,该催化剂对木质素衍生单体和木质素模型化合物也有广泛的适用性.本研究为开发用于生物质加氢和氢解反应的单一非贵金属催化剂提供了新思路. 展开更多
关键词 生物质 5-羟甲基糠醛 2 5-二甲基呋喃 氢解 Ni_(3)N
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Understanding Zeolites Catalyzed Methanol-to-Olefins Conversion from Theoretical Calculations 被引量:3
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作者 chuanming wang Yangdong wang Zaiku Xie 《Chinese Journal of Chemistry》 SCIE CAS CSCD 2018年第5期381-386,共6页
Zeolites catalyzed methanol-to-olefins (MTO) conversion provides an alternative process to produce light olefins such as ethene and propene from nonpetroleum resources. Despite of successful industrialization of the... Zeolites catalyzed methanol-to-olefins (MTO) conversion provides an alternative process to produce light olefins such as ethene and propene from nonpetroleum resources. Despite of successful industrialization of the MTO process, its detailed reaction mechanism is not yet well understood. Here we summarize our work on the hydrocarbon pool reaction mechanism based on theoretical calculations. We proposed that the olefins themselves are likely to be the dominating hydrocarbon pool species, and the distribution of cracking precursors and diffusion constraints affect the selectivity. The similarities between aromatic-based and olefin-based cycles are highlighted. 展开更多
关键词 zeolite catalysis methanol-to-olefins conversion hydrocarbon pool mechanism computational catalysis density functional theory
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