Catalytic properties of Cu-Co catalysts supported on HNO_3-pretreated CNTs for higher-alcohol synthesis

HNO 3 -pretreated CNTs were employed as supports, and a special ultrasound-assisted impregnation method was designed to prepare supported Cu-Co catalysts for higher-alcohol synthesis from syngas. The catalysts used in this work were characterized by N 2 adsorption-desorption, TEM, XRD, H 2 -TPR, CO-TPD techniques. It was found that the pre-treatment procedure of CNTs remarkably promoted the catalytic properties of the Cu-Co/CNTs catalysts. For the Cu-Co catalyst supported on CNTs pre-treated by 68 wt% HNO 3 , some active components were introduced into the CNTs channels, their dispersions and the amount of strongly adsorbed CO-species were improved. The CO conversion and alcohol yield on the HNO 3 -pretreated Cu-Co/CNTs catalyst were increased by ～21% and ～69%, respectively, compared with those on the normal Cu-Co/CNTs catalyst.

不同诱导物对白地霉中高级醇脱氢酶的影响

化学或物理因子作为诱导物,能够直接或间接影响菌体基因转录表达。为探索高级醇底物对白地霉的诱导效果,以分离自土壤的白地霉S12为对象,采用五种高级醇(正丙醇、正丁醇、异丁醇、正己醇和异戊醇)作为诱导物,研究不同高级醇的诱导剂量、诱导时间对菌体S12降解不同高级醇活性及脱氢酶活力的影响。结果表明,当正己醇和异丁醇分别作为诱导剂时,胞内酶活力较高。正丙醇、正丁醇、异丁醇和正己醇作为诱导剂时,最适诱导时间均为6 h;而以异戊醇为诱导剂时,最佳诱导时间为12 h。以正丙醇和正己醇为诱导剂时,最适的诱导浓度为1.5 g/L;以正丁醇、异丁醇和异戊醇为诱导剂时,最适诱导浓度分别为1.0、0.5和2.5 g/L。NativePAGE电泳结果表明,以五种高级醇为诱导剂均能使菌体合成分子量为223 kDa左右的脱氢酶。其中,以正己醇为诱导剂时所得菌体同时降解多种高级醇的能力最强,其降解产物均为其相应的酸类和酯类物质。

酒中高级醇调控的研究进展

酒作为大众喜爱的饮品,人们对其需求量和品质的要求在不断提高。高级醇是酒中最主要的呈味物质之一,适量的高级醇可赋予酒体醇香的口感、增加酒体协调性,而高级醇含量过高或过低均会影响酒体的口感,当高级醇含量超过一定限度时还会对饮用者的身体健康造成损害。因此,调控酒中高级醇的含量及比例对有效提高酒体品质、促进酒产业健康发展具有重要意义。该文系统阐述酒中高级醇的形成机制,总结发酵工艺、酿酒酵母菌株以及菌株选育对高级醇的影响,旨在为酒工业化生产中高级醇精细化调控提供参考。

生物乙醇制高级醇催化剂研究进展

与乙醇相比,高级醇具有高的十六烷值、高能量密度、对发动机部件无腐蚀性、与水不混溶、稳定性好等直接作为燃料或燃料添加剂的优势,将发酵产生的生物乙醇转化为更有价值的高级醇受到了广泛关注。本工作综述了近年来世界各国有关生物乙醇制高级醇的研究进展,包括金属氧化物、羟基磷灰石(HAP)和负载型金属催化剂的研究开发现状,并比较了不同类型催化剂参与下的乙醇转化率和高级醇选择性,结合乙醇经缩合反应制备高级醇的机理进行了讨论,最后对当前生物乙醇制高级醇的挑战以及未来研究趋势进行了总结与展望,指出多功能催化剂的开发是未来研究重点,羟醛缩合是进一步提高生物乙醇制高级醇转化率与选择性的有效策略。

市售茶酒中5种高级醇含量的检测与分析

目的检测并分析市售茶酒中5种高级醇含量。方法随机购买9款茶酒,按其酒精度进行不同程度的稀释,采用静态顶空-气相色谱法测定高级醇含量(包括异丁醇、异戊醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇等5个指标),以2款普通黄酒和2款普通白酒进行检测方法的准确性验证,同时将茶酒中高级醇含量与2款普通白酒进行对比。结果2款普通黄酒和2款普通白酒的高级醇含量测定结果与文献报道相符,表明本研究方法具有科学性,数据可靠;换算成相同酒精度(100%vol)后,研究所用茶酒中白酒的高级醇含量显著高于啤酒、配制酒和露酒,均在2000mg/L以上;研究所用同类型酒中茶酒的高级醇含量相对随机购买的普通酒更低。结论本研究中不同类型的市售茶酒中高级醇含量差异明显,含茶白酒高于其他类型含茶酒,而低于普通酒,有助于为茶酒等新型功能酒的进一步开发提供数据参考。

泡沫硅负载钴锰催化剂的制备及其合成气制低碳醇反应性能研究

本研究采用浸渍法、沉淀法和水热合成法制备了一系列泡沫硅负载CoMn基催化剂,并结合XRD、H_(2)-TPR、N_(2)物理吸附-脱附、TEM和XPS等表征技术考察了制备方法对催化剂在合成气制低碳醇反应中的性能影响。研究表明,催化剂表面存在Co_(2+)(CO_(2)C)、Co^(0)物种,水热合成法制备的催化剂表面CO_(2)C-Co^(0)活性位点存在良好的协同作用有利于醇的生成,较高比例的CO_(2)C也促进了CO的非解离吸附和插入,从而呈现最高的醇选择性。在t=260℃,p=5.0 MPa,GHSV=4500 h^(-1),H_(2)/CO(体积比)=2∶1的反应条件下,该泡沫催化剂可实现CO转化率11.1%,总醇选择性34.7%,C_(2)+OH选择性34.5%的反应性能。

K改性NiMoS/ZnAl氧化物负载型催化剂合成气制低碳醇性能研究

采用共沉淀法和浸渍法,以ZnAl混合金属氧化物为载体,制备了系列不同K/Mo物质的量比的高分散K改性NiMoS/ZnAl催化剂,并对其合成气转化制低碳醇性能进行了研究。结果表明,K的引入可以调变MoS_(2)片层的堆积程度和尺寸,提高NiS_(x)和NiMoS之间的协同作用,促进低碳醇合成(HAS)过程中CHx的插入和非解离CO的插入能力,有效抑制烃类和CO_(2)的生成。其中,K/Mo物质的量比为0.6的KNiMoS/ZnAl催化剂具有最多的双层MoS2结构(33.7%)和适宜的NiS_(x)与NiMoS协同作用,产物中总醇选择性达到69.8%,低碳醇空时产率为78.6 mg/(g·h)。

关键氨基酸对酿酒酵母高级醇代谢的影响

该研究确定了高粱发酵液中高级醇生成量最低时所对应的α-氨基氮质量浓度为90 mg/L。将该α-氨基氮浓度视为最适氨基氮浓度,然后在此浓度下单独添加甘氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸和色氨酸7种关键氨基酸,比较不同氨基酸对酿酒酵母代谢的影响。结果表明,在最适氨基氮浓度下单添加这7种氨基酸,对酿酒酵母发酵速率、葡萄糖消耗量和乙醇生成量没有显著影响。甲硫氨酸的添加抑制了酿酒酵母中多种高级醇的生成,色氨酸的添加使酿酒酵母合成苯乙醇的能力显著提高,苏氨酸的添加导致正丙醇、异丁醇、异戊醇和苯乙醇生成量显著降低,活性戊醇的生成量显著提高。该研究还发现在较高α-氨基氮浓度下添加甘氨酸才能促进酿酒酵母高级醇的生成。因此,了解氨基酸对酿造过程中高级醇生成的影响,有利于实现对产品风味的精准调控,为酿造工业中原料的选择提供一定的参考价值。

氧空穴ZrO_(2)复合CuFe催化剂合成气制高级醇反应性能研究

合成气制高级醇具有重要的现实意义,催化剂的构建是合成气制高级醇技术的关键。分别采用碳酸钠共沉淀法和草酸凝胶沉淀法制得CuFe和富含氧空穴氧化锆(ZrO_(2)-OV)组分,并将两者物理研磨混合制备了一系列复合催化剂CF-Z-n(其中CF、Z和n分别代表CuFe、ZrO_(2)-OV和两者质量比),该复合催化剂CF-Z-n可有效提高醇产物中高级醇分布。采用EPR、N_(2)吸/脱附、XRD、TEM、XPS、H_(2)-TPR和CO-TPSR-MS等手段表征了催化剂的物理化学性质,并考察了催化剂催化合成气转化制备高级醇的反应性能。结果表明,富含氧空穴ZrO_(2)可促进CO活化。富含氧空穴ZrO_(2)与CuFe催化剂物理混合后,在复合催化剂CF-Z-n的表面形成了高碳贫氢的化学环境,能促进CO的转化和高级醇的生成。复合催化剂CF-Z-n的催化性能可通过调变n值来进行优化。在260℃、5 MPa和空速为4000 h^(-1)的反应条件下,CF-Z-8催化剂的CO转化率为23.5%,总醇选择性为15.0%,其中高级醇质量占比可达96.1%。

毛细管气相色谱法分析米香型白酒发酵液中高级醇

该研究以正丙醇、异丁醇、异戊醇、活性戊醇、β-苯乙醇5种一元醇为测定指标,利用毛细管气相色谱法分析9种酒曲酿造米香型白酒发酵液中的高级醇。结果表明,米香型白酒中异戊醇和异丁醇含量最高,分别占高级醇总量的32%~40%和27%~41%;其次是正丙醇,占比为7%~19%;苯乙醇和活性戊醇含量较低。9种酒曲酿造的米香型白酒发酵液中,金黄田酒曲(JM)组中高级醇总量最高(701.62 mg/L),含量较低的为鹰金钱酒曲(YM)组和长乐烧米粉曲(CM)组,分别为410.95 mg/L和346.83 mg/L。

CO/CO_(2)加氢制低碳醇改性费托合成催化剂研究进展

一氧化碳/二氧化碳(CO/CO_(2))加氢制低碳醇(C2+OH)是碳一化学的重要组成部分,是将煤、天然气、生物质、CO_(2)等非石油资源转化为液体燃料和高附加值化学品的重要途径。该过程具有工艺路线短、原子经济性高、操作可行性强等优点,是颇具前景的合成路线。改性的费托合成催化剂是该体系最具潜力的催化剂之一,但仍存在低碳醇时空收率不理想、反应网络复杂、产物分布难以调控及稳定性差等问题,高效稳定催化剂的开发极具挑战。本文首先从热力学上分析了CO/CO_(2)加氢反应制低碳醇适宜的工艺条件;其次,对改性费托合成催化剂上CO/CO_(2)加氢制低碳醇的反应路径进行了解析,并据此提出催化剂的设计思路。随后,介绍了铁基和钴基催化剂的研究现状,详细阐述了前体结构、助剂、金属-载体相互作用等因素对催化剂性能的影响机制,重点分析了高性能催化剂的构建策略。后续可借助于先进表征技术和理论计算进一步加深对反应机理的认识,并通过催化剂结构的精细调控,获取低碳醇时空收率和催化剂稳定性的提升策略。

复合酵母菌发酵对黄酒品质的影响

为解决传统小曲黄酒中高级醇含量偏高、饮用者易出现“上头”等问题,该研究以低产高级醇的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)(1∶1∶1)混合制备复合酵母菌剂。以传统小曲发酵黄酒为对照,考察复合酵母菌剂发酵黄酒理化指标、挥发性风味物质及感官品质。结果表明,与传统小曲发酵黄酒相比,复合酵母菌剂发酵黄酒酒精度无明显差异,达13.66%vol,而总糖含量(301.54 g/L)提高7.5%;增加了5种挥发性风味物质,分别为异戊酸乙酯、3-甲硫基丙醛、糠醛、5-甲基糠醛和2,3-丁二酮;酯类物质总含量(247.50 gm/L)提高了5倍,总高级醇含量(420.09 mg/L)降低了15.9%,苦味氨基酸含量降低了33.1%,感官评分(75分)提高了17%。

传统黄酒的风味成分及品质控制研究进展

黄酒作为中国传统酿造酒,营养丰富,口感香醇。不同的黄酒具有不同的风味特征,通过对黄酒风味物质的分析能够探究不同黄酒的品质特征。醇类、酯类、酚类、酸类以及醛类等挥发性风味物质是决定黄酒香气特征与品质的重要因素。然而,黄酒中过量的高级醇、氨基甲酸乙酯、甲醇和生物胺等成分对黄酒品质存在潜在的不利影响,并且在去除的过程中也会一定程度上影响黄酒的风味物质。该文介绍了黄酒中的各种特征风味物质,阐述了黄酒品质的主要控制方法,同时总结了影响黄酒品质的主要因素控制及其对风味的影响,并对黄酒的现存问题和发展前景进行了阐述和展望。

基于CRISPR-Cas9系统构建LEU1基因缺失酿酒酵母用于酿造低醉酒度米酒

为探究酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)异丙基苹果酸合成酶基因LEU1的缺失对酿造米酒生成高级醇的影响,该研究构建重组质粒p414-Cas9-BleoR和p426-gRNA.LEU1-kanMX后电转化酿酒酵母XF0,利用成簇规则间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9(CRISPR-Cas9)系统构建LEU1基因缺失的酿酒酵母XF0-L。将出发菌株XF0和重组菌株XF0-L进行培养基模拟发酵和米酒发酵,测定发酵酒的理化指标和高级醇含量。结果表明,菌株XF0-L与XF0模拟发酵酒的理化指标无显著差异(P>0.05),说明LEU1基因的缺失对酿酒酵母发酵性能无影响。相较于出发菌株XF0,重组菌株XF0-L模拟发酵酒中正丙醇(26.27 mg/L)和异丁醇含量(88.64 mg/L)分别提高21.96%和85.25%,异戊醇含量(141.82 mg/L)、异戊醇/正丙醇(5.39)、异戊醇/异丁醇(1.60)分别降低15.53%、30.99%、54.42%;相较于出发菌株XF0,重组菌株XF0-L发酵米酒中正丙醇(268.67 mg/L)和异丁醇含量(992.33 mg/L)分别提高14.17%、52.90%,异戊醇含量(1016.33 mg/L)、异戊醇/正丙醇(3.78)、异戊醇/异丁醇(1.02)分别降低13.58%、24.40%、43.65%,说明重组菌株XF0-L能够显著降低发酵酒中的异戊醇/正丙醇、异戊醇/异丁醇从而降低醉酒度(P<0.05)。

Al组分含量对CuZnAl催化剂CO加氢制乙醇和高级醇性能影响

随着原油储量的减少和环境问题的加剧,迫切需要寻找生产燃料和化学品的新技术。Cu基催化剂是合成气直接制乙醇和高级醇(C_(2+)醇)的重要催化剂之一,但存在目标产物选择性低的问题。采用完全液相法制备了一系列不同Al组分含量(n(Al)/n(Zn)计)的CuZnAl催化剂(Cat-Alx),结合X射线衍射、N_(2)吸/脱附和H_(2)-程序升温还原等对催化剂的物相组成、织构性质和还原性能等进行了表征。在模拟浆态床反应器中研究了Cat-Alx对CO加氢制乙醇和C_(2+)醇反应的催化性能。结果表明,Cat-Al0.8表面具有最丰富的Cu^(+)物种以及较多的氧空位,表现出相对最优的催化性能。在280℃、4 MPa和V(H_(2))/V(CO)=2/1的条件下反应24 h,Cat-Al0.8的CO转化率为18.45%,总醇选择性为30.34%,乙醇在总醇中的占比为30.19%,C_(2+)醇在总醇中的占比为48.08%。

K-CoMoS催化剂上合成气制低碳醇的宏观动力学

针对K促进的掺杂Co的MoS_(2)催化剂(K-CoMoS),设计合成气(H_(2)+CO)制低碳醇的动力学实验,利用固定床反应器测定反应数据,建立CO消耗和低碳醇生成的宏观动力学模型。模型参数回归结果表明,CO消耗活化能为105.16 kJ·mol^(-1),低碳醇链增长活化能为56.9 kJ·mol^(-1),链终止活化能为55.2 kJ·mol^(-1),链增长的反应速率低于链终止的反应速率,是速率控制的关键步骤。通过动力学模型预测,提高CO分压有利于提高低碳醇的选择性,与实验值一致,证明了该动力学模型的合理性。

不同红曲酿造白酒中挥发性风味物质的代谢差异

选取了3种红曲(L、G、J)进行白酒发酵,采用气相色谱质谱联用技术分析白酒的挥发性风味物质。为了深入研究不同种类红曲和不同红曲含量添加量对酿造的白酒挥发性风味物质代谢的影响,定性定量酒中的47种挥发性风味成分,运用统计学方法比较各样品之间的挥发性风味成分的差异。结果表明,红曲L以及高含量红曲J的添加对酒样中总高级醇含量的降低有显著效果(25.9%~29.5%),主要是对异丁醇和异戊醇的降低;红曲L、J、G的添加对乳酸乙酯(68.5%~244.4%)、乙酸乙酯(24.85%~50.89%)和己酸乙酯(23.35%~145.17%)含量的提升效果显著。不同种类的红曲和不同的添加量,对高级醇和酯类的生成有一定调控作用,所酿白酒的挥发性风味成分有显著差异,差异主要体现在酯类物质的种类以及高级醇含量的降低,对白酒品质的改善有促进作用。

二氧化碳催化加氢制高级醇催化剂研究进展

二氧化碳(CO_(2))催化加氢制高级醇是实现CO_(2)高价值利用及缓解温室效应的重要途径之一。综述了近年来CO_(2)催化加氢制高级醇的研究进展。首先从热力学角度分析了CO_(2)催化加氢制高级醇的有利反应条件及催化剂要求。然后重点介绍了适用于该领域的不同类型的催化剂(贵金属基、铜基、钴基和钼基催化剂)的研究情况。最后基于关键中间体及主反应路径,总结了CO_(2)催化加氢制C2+醇合成机理。通过总结与分析,指出了目前CO_(2)催化加氢制高级醇研究面临的主要挑战,并对该领域未来的研究方向进行了展望。

合成气直接制备多碳醇的研究进展

将煤炭资源通过合成气转化为多碳醇可有效提升现有煤基产品的附加值,实现煤炭资源清洁利用,并降低多碳醇对石油合成路径的依赖。合成气直接制备多碳醇技术受催化剂性能的制约。详细总结了合成气制备多碳醇的催化反应机理:甲醇同系化机理、烯烃水合机理、缩合机理、插入机理,并对铑基催化剂、钼基催化剂、改性甲醇合成催化剂和改性费-托合成催化剂4种合成气制多碳醇催化剂的研究进展进行了详述。合成气制备多碳醇在Rh单金属催化剂上遵循CO插入机理;在钼基催化剂上添加碱金属可促进CO的插入从而促进多碳醇的形成;在改性甲醇合成催化剂中添加碱金属可中和催化剂表面的酸性、抑制副反应的发生,促进多碳醇的生成;醇类合成催化剂与费-托合成催化剂组合可促进合成气制备多碳醇反应。合成气直接制备多碳醇的机理分析可为设计催化活性高、多碳醇选择性高的催化剂提供理论基础依据。

饮料酒低产高级醇的研究进展

饮料酒品质的好坏取决于酒体中的风味物质,高级醇是一类广泛存在于饮料酒的风味物质。适量的高级醇增加酒体层次感,使酒体香气更为丰富柔和;而饮用酒中高级醇含量过高,会造成饮后宿醉感,甚至危害饮用者的中枢神经系统。因此,减控饮料酒中高级醇的生成量对改善饮料酒品质有重要意义。通过系统阐述高级醇合成的途径,详细介绍了低产高级醇酿酒酵母的选育和发酵工艺优化,旨在为饮料酒实际生产过程中提出高效的减控高级醇的参考方法。