铝合金表面脱氧化物/出光处理技术研究

以含有较多较难去除的含铜金属间化合物黑色颗粒的铝合金2024-T3为研究对象,通过金相观察,开发了一种用于碱蚀后铝合金表面脱氧化物/出光的浓–稀两阶段处理技术。室温下先用含有5.0g/LNaHF2和100g/LFe2(SO4)3的30%(质量分数)硝酸溶液处理7min,然后用含有0.5g/LNaHF2的1%(质量分数)硝酸溶液处理4min,可有效去除碱洗后铝合金表面的黑色氧化物,形成无污染的氧化铝薄层。该工艺简单、快速、成本低,为后续转化反应的顺利进行奠定了基础。

吹脱氧化法处理高浓度含氰废水技术的研究

以河北万全化工厂生产过程中排出的高浓度含氰废水为研究对象,采用酸性条件下吹脱氧化法进行处理,研究温度、pH值、曝气量、曝气时间等因素对处理效果的影响,并提出了采用该项技术的运行参数。

热轧毛管内壁脱氧化物剂(硼砂)的研究

在天津钢管公司生产物资的国产化项目中,热轧毛管内壁脱氧化物剂(硼砂)是较为重要的一项。通过对原进口的意大利MAIMNE厂家该产品的剖析、研究和改进,目前已实现了国产化,并纳入正常的供货渠道。产品性能达到或超过原进口产品的性能指标,给公司带来可观的经济效益。

丁烷氧化脱氢Ni-Zn双金属催化剂:氧移动性与催化性能

针对丁烷氧化脱氢反应中NiO催化剂性能差的问题,提出采用溶胶凝胶法制备一系列Ni-Zn双金属催化剂,考察了不同Zn含量下催化丁烷氧化脱氢的性能。结合氢气程序升温还原(H2-TPR)、程序升温氧化还原(TPRO)及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了催化剂的氧化还原能力对催化性能的影响。结果表明,NiZn_(0.5)催化剂的性能最好。Zn元素的加入提高了催化剂的氧移动性,体现在催化剂氧容量增大及催化剂上晶格氧的补充能力增强。NiZn_(0.5)催化剂由于具有最大的氧容量和最高的氧补充速率,在反应过程中催化剂上的氧空位更容易被填补。此外,双组分催化剂改善了单一NiO易结焦的问题。

酞菁敏化MIL-53(Al)光催化氧化脱硫性能

采用水热法将羧基取代金属酞菁(MTc Pc,M=Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)负载在金属有机框架MIL-53(Al)表面上,制备了复合材料MTcPc/MIL-53(Al)。通过SEM、XRD、FTIR、UV-Vis吸收光谱和XPS对MTcPc/MIL-53(Al)进行了表征,在常温常压、空气中氧气为氧化剂的条件下,测试其对噻吩/正辛烷为模拟燃油的光催化氧化脱硫性能。结果表明,MTcPc分子以有序晶态形式较均匀地分散在MIL-53(Al)表面上,其平面共轭结构对MIL-53(Al)晶体特定方向的生长具有明显诱导作用。与MTcPc相比,MTcPc/MIL-53(Al)的Q带存在一定程度的红移,扩展了光响应范围。MnTcPc/MIL-53(Al)表现出最佳的光催化脱硫性能,催化反应150 min,噻吩转化率100%,经4次循环后,噻吩转化率为93.01%。MTcPc与MIL-53(Al)之间的π-π堆积作用提高了MTcPc的分散,MIL-53(Al)的呼吸效应促进了噻吩分子和氧分子在MTcPc/MIL-53(Al)表面的强吸附富集作用,有利于活性中间体MIL-53(Al)/MTcPc–^(1)O_(2)的形成,从而提高了氧化脱硫的活性;MTcPc的共轭结构和中心离子的构型也是影响氧化脱硫效率的重要因素。

酞菁钴功能化钒取代多金属氧酸盐催化剂的合成及氧化脱硫性能

以钒原子取代的Keggin型多金属氧酸盐[PMo_(12-x)V_(x)][PMoV,x=1~10]和双核酞菁钴磺酸铵[C_(116)H_(80)O_(32)N_(42)S_(11)Co_(4)(Co-Pc),酞菁钴]为原料进行反应,合成一系列复合型催化剂PMo_(12-x)V_(x)/Co-Pc.用直接空气氧化法系统地研究了不同数目钒原子取代的多金属氧酸盐以及与酞菁钴不同摩尔比复合后对模拟油氧化脱硫性能的影响,其中以n(PMo_(3)V_(9))∶n(Co-Pc)=7∶1得到的复合催化剂PMo_(3)V_(9)/Co-Pc为代表对催化剂进行了红外光谱、X射线粉末衍射、N_(2)吸附/脱附等表征.同时,对影响催化剂脱硫效率的各种因素、催化剂的稳定性及氧化脱硫反应机理也进行了探讨.结果表明:PMo_(3)V_(9)/Co-Pc具有较高的催化活性、良好的稳定性和可重复使用性,是直接利用空气法深度氧化脱硫较好的催化剂.

氯氧化锆基三元低共熔溶剂的制备和氧化脱硫性能

通过简单加热乙二醇,对甲苯磺酸和八水氯氧化锆混合物制备了三元低共熔溶剂。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(^(1)H NMR)验证了低共熔溶剂成功合成。分别采用紫外-可见吸收光谱和旋转式黏度计对其酸性和黏度进行测试。以双氧水作为氧化剂,以合成的低共熔溶剂为萃取剂和催化剂构成萃取-氧化脱硫系统,考察了低共熔溶剂的组成、反应温度、氧硫比、剂油比以及不同硫化物等对脱硫率的影响。实验结果表明,在氯氧化锆、乙二醇和对苯甲磺酸物质的量比为1∶10∶10,反应温度50℃、剂油比为1∶5、氧硫比为8的最佳反应条件下,二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、苯并噻吩(BT)模拟油的脱硫率分别为100%、92.2%、60%,且低共熔溶剂重复使用五次后脱硫率仍可达到96.2%,最后对氧化脱硫的机理进行了探讨。

硬模板法制备大比表面积钼酸钴及其有氧氧化脱硫性能

以氯化钴和钼酸铵为原料、KIT-6为硬模板,结合碱蚀过程制备了大比表面积的钼酸钴催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和N_(2)吸附-脱附技术确定了催化剂的形貌和结构特征。以介孔钼酸钴为催化剂、O_(2)为氧化剂,氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩。考察反应温度、O_(2)流量、催化剂加入量以及硫化物种类对脱硫率的影响。试验结果表明,最佳的反应条件如下:模拟油量为20 mL,催化剂加入量为0.05 g,O_(2)通入流量为200 mL/min,反应温度为110℃,反应时间为60 min。在此条件下脱硫率可以达到96.2%,催化剂重复使用5次后活性没有明显降低。机理研究结果表明,在催化剂作用下形成的超氧自由基是催化剂具有较高脱硫活性的关键。

花状钼酸钴的制备及其好氧氧化脱硫性能

有氧氧化脱硫是一种安全环保的脱硫方法,但是氧气常需要在较为苛刻的条件下才能被激活,合成高效的有氧氧化脱硫催化剂是提高脱硫活性的有效途径。以氯化钴、钼酸铵为原料,以尿素为沉淀剂和结构控制剂,采用一步水热法合成了大比表面积的花状钼酸钴(CoMoO_(4))。通过FT-IR、XRD、SEM、XPS和N_(2)-吸附脱附技术确定了催化剂的形貌和结构特征;以CoMoO_(4)为催化剂、氧气为氧化剂,氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩,考察了温度、氧气流量、催化剂质量以及硫化物类型对氧化脱硫的影响;此外,研究了花状CoMoO_(4)的循环使用性能。结果表明,在最适宜的反应条件下,脱硫率达到98.2%;催化剂循环使用5次后,氧化脱硫活性无明显降低,超氧自由基的形成提高了脱硫活性。

PEG辅助合成片层结构钛硅分子筛催化氧化脱硫性能研究

以正硅酸乙酯为硅源、钛酸四丁酯为钛源、四丙基氢氧化铵为模板剂,采用聚乙二醇作为结构导向剂制备了片层结构钛硅分子筛,进行了表征和分析。结果表明:聚乙二醇辅助合成的钛硅分子筛(PTS)具有明显的片层结构、较高的比表面积和多级孔道结构;以1 000 mg/L噻吩-正辛烷为模拟油、H_(2)O_(2)为氧化剂进行脱硫性能实验,在相同脱硫时间内PTS-30(硅钛比为30)对噻吩脱除性能较传统钛硅分子筛提高近10%,循环7次后PTS-30分子筛脱硫性能仍保持60.2%。

ZnCaZr固溶体催化异丁烷-CO_(2)氧化脱氢制异丁烯的研究

本研究采用一锅式共沉淀法制备了xZn-CaZr固溶体催化剂并将其应用于CO_(2)-BDH反应,通过多种手段探明该系列催化剂的理化性质并结合催化性能阐述其构效关系及表面氧化还原机制。研究表明,xZn-CaZr催化剂在Zn含量为6%−12%的情况下形成了Zn物种高度分散的固溶体结构,且氧缺陷的数量与Zn的含量成正比。在xZn-CaZr催化剂上,晶格氧的数量和氧迁移率是决定催化性能的关键因素,其中,0.4Zn-CaZr催化剂展示出最佳的催化活性,而0.2Zn-CaZr催化剂展示出最佳的反应稳定性。该研究为进一步开发绿色高性能的CO_(2)-BDH催化剂提供了参考价值。

介孔WO_(3)/SiO_(2)的制备及其氧化脱硫性能

以稻壳为硅源和介孔模板,磷钨酸为钨源,采用等体积浸渍法制备了一系列不同WO_(3)负载量的介孔WO_(3)/SiO_(2)催化剂。结果表明,低负载量的样品,WO_(3)晶粒在载体SiO_(2)上高度分散,且样品的比表面积、外表面积和介孔体积均较高。采用二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)模拟油的氧化脱硫反应,评价了样品的催化性能。在优化的条件下,2.4%WO_(3)/SiO_(2)样品给出了99.9%的DBT转化率和99.5%的4,6-DMDBT转化率。

以稻壳为原料的介孔MoO_(3)/SiO_(2)制备及其氧化脱硫性能

以稻壳为硅源和介孔模板,四水合钼酸铵为钼源,通过等体积浸渍法制备了一系列不同MoO_(3)负载量的介孔MoO_(3)/SiO_(2)。通过XRD、UV-Vis、FT-IR和N 2吸附-脱附等温线的技术手段对样品进行了表征。结果表明,低负载量的样品,MoO_(3)在载体SiO_(2)上分散较好;高负载量的样品开始出现正交晶系的MoO_(3)晶体。样品具有较大的比表面积和明显的介孔结构。采用二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)模拟油的氧化脱硫反应,评价了样品的催化性能,筛选出合适的催化剂为10%MoO_(3)/SiO_(2)。在优化的反应条件下,DBT和4,6-DMDBT的转化率均为99.9%。

N-杂环的催化氧化脱氢的研究进展

由于氢气高质量能量密度(120MJ·kg^(-1))和无碳燃烧产物,其生产正越来越多地与过剩的可再生电力相结合。但是以氢作为储能介质仍然无法大规模利用,主要障碍在于氢不利的元素特性。N-杂环或其他能与氢气结合并在环境条件下储存的化合物,为克服经典的氢气储存加氢和脱氢释放有关的问题提出了一个替代方案。探索一种简单、高效、稳定和绿色的催化体系是实现这一典型转化的关键。总结了过去5年来开发Ru、Ni、Co、Fe和Mn催化剂与n杂环化合物催化氧化脱氢反应所取得的显著进展,期望这一领域的研究结果能够启发其他人进一步制备新型高效、可控和绿色的催化剂,用于氢的借用或氢气转移的应用,从而能够促进在不久的将来建立适合燃料电池的供氢体系。

PtSn@S-1&β-Mo_(2)C串联催化剂CO_(2)氧化丙烷脱氢制丙烯性能研究

PtSn双金属催化剂因具有高活性和高选择性被广泛应用于丙烷脱氢制丙烯反应中。然而在高温下,催化剂易产生积炭从而导致稳定性降低。二氧化碳氧化丙烷脱氢(CO_(2)-PDH)因其有望在转化丙烷的同时兼具消除积炭和推动脱氢反应正向移动的特点,已成为新的研究热点。将逆水煤气催化剂β-Mo_(2)C与丙烷脱氢催化剂PtSn@S-1串联用于CO_(2)-PDH反应中,开发高活性、高选择性和高稳定性的催化剂,并结合XRD、CO_(2)-TPD、C3H6-TPD及热重等方法对催化剂进行了表征。结果表明,在CO_(2)-PDH反应中,PtSn@S-1串联加入β-Mo_(2)C后,粉末混合的串联催化剂PtSn@S-1&β-Mo_(2)C的稳定性明显提升,并在连续运转1440min内未出现失活现象,催化剂的高稳定性归因于反应过程中CO_(2)消除了部分积炭。对反应条件进行了优化,发现在n(CO_(2)):n(C3H8)为1.0、m(PtSn@S-1):m(β-Mo_(2)C)为1.0:0.4时,粉末混合的串联催化剂PtSn@S-1&β-Mo_(2)C在CO_(2)-PDH反应中表现出最佳性能,丙烷转化率在反应500min后稳定在43.0%以上,丙烯选择性超过99%。

介孔V_(2)O_(5)/SiO_(2)的制备及其氧化脱硫性能研究

以农业废弃物稻壳为硅源和介孔模板,偏钒酸铵为钒源,通过等体积浸渍法制备了一系列不同V_(2)O_(5)负载量的介孔V_(2)O_(5)/SiO_(2)催化剂。采用相关的表征手段对样品进行了表征。结果表明,V_(2)O_(5)负载量在5%及以下时,V_(2)O_(5)在载体SiO_(2)上分散较好,且样品具有较大的比表面积和介孔体积。采用二苯并噻吩模拟油的氧化脱硫反应为探针反应,考察了样品的催化性能,并优化了反应的条件。结果表明,以5%V_(2)O_(5)/SiO_(2)为催化剂,叔丁基过氧化氢为氧化剂,在优化的反应条件下,二苯并噻吩(DBT)的转化率达到99.5%。

2D层状材料的燃料油氧化脱硫研究进展

二维(2D)层状材料因其独特的性质在燃料油氧化脱硫领域应用广泛,如石墨烯和类石墨烯材料(如类石墨相氮化碳和六方氮化硼等)、2D硅基材料、层状双金属氢氧化物、MXene、2D金属有机骨架材料、二硫化钼等。本文从不同2D层状材料出发,综述了如何构建催化氧化脱硫催化剂、催化剂脱硫效率以及脱硫过程和机制,并对2D层状材料在氧化脱硫领域的研究现状进行了梳理。然而,普通的2D层状材料大多因为材料本身的催化性能不足,不能直接应用于燃料油氧化脱硫工艺。因此,研究人员通过制造缺陷、元素掺杂、官能团改性和负载活性位点等方法对2D层状材料进行改性并将其应用于催化氧化脱硫工艺。最后,本文对2D层状材料在氧化脱硫领域的研究方向提出了展望,指出了构建具有可控、开放2D传输孔道的2D层状氧化脱硫催化剂是未来脱硫领域研究的重要方向之一。

基于分子模拟技术的不同聚合度多酚与氧化三甲胺脱甲基酶的相互作用机制研究

内源性甲醛是影响海产品品质和安全的常见因素,而氧化三甲胺脱甲基酶(trimethylamineN-oxide demethylase,TMAOase)被证明在内源性甲醛的生成过程中具有重要作用,因此抑制TMAOase的活性可以有效控制海产品内源性甲醛的产生。以往研究表明,植物多酚可以显著抑制TMAOase的活性,但关于二者的相互作用研究主要通过抑制动力学和光谱学分析证明它们之间的非共价相互作用,鲜有团队尝试利用分子模拟技术阐明两者间的关键结合位点和构效关系。因此,该研究采用分子对接及分子动力学模拟研究不同聚合度多酚与TMAOase之间的相互作用,并分析复合物的结合稳定性及对TMAOase结构的影响。分子对接结果表明4种不同聚合度的多酚均能与TMAOase形成复合物,其主要通过疏水相互作用和氢键结合,其中原花青素B2与酶的结合能力最强,其可通过疏水性氨基酸His-89、Phe-169、Gly-195、Gly-198、Gly-243和Phe-244以及氢键作用位点Thr-199和Asn-438与TMAOase结合。分子动力学模拟显示4种多酚均能增加TMAOase的表面疏水性并降低其分子内氢键数量,但并未使二级结构发生明显变化。原花青素B2对TMAOase的抑制作用为非竞争性抑制,与酶形成的复合物稳定性最好,且范德华力作为主要相互作用力也参与了复合物的形成和稳定。该研究在分子水平上解析了不同聚合度多酚与TMAOase之间的相互作用机制,为未来TMAOase抑制剂的筛选提供了新思路。

原油氧化脱硫研究及应用现状

氧化脱硫被誉为面向21世纪的绿色脱硫方法。首先介绍了氧化脱硫机理;其次,从氧化/空气氧化、H_(2)O_(2)氧化、有机过氧化物、氧化氧载体氧化四个方面分析氧化脱硫发展现状;最后,总结原油氧化脱硫的发展方向,研究结果可为原油氧化脱硫发展提供一定指导意义。