PdMoP/γ-Al2O3催化剂上大豆油甲酯加氢脱氧制备烷烃类生物柴油

采用NiMoP浸渍液中添加乙二醇(EG)的方式制备了不同EG含量的NiMoP(x)/Al2O3催化剂,为研究EG及其含量对该系列催化剂催化性能和活性相结构的影响,用二苯并噻吩(DBT)和喹啉(Q)为模型化合物,考察了催化剂的加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)性能。结果表明,在EG添加量较低的情况下(EG/Ni物质的量比分别为0、0.5、1、2、3),EG能够明显提高催化剂对DBT和Q的HDS和HDN活性,其中,HDN活性提高幅度大于HDS,且随着EG含量提高,催化剂的HDS和HDN活性进一步提高。通过TEM分析和XPS分析可知,EG有助于增加催化剂中MoS2颗粒的堆积层数和片层长度,且随着EG含量增加,堆积层数和片层长度都有所增加;EG有助于提高Mo表面原子浓度,对Ni表面原子浓度影响较小,但明显提高了Mo和Ni硫化程度。TG表征说明,EG在氧化铝和催化剂表面存在多种相互作用方式,并且存在与活性组分相互作用的耐高温有机物种。

负载Pt催化生物柴油加氢脱氧性能研究

采用XRD、BET、SEM、NH_3-TPD对Pt/Al_2O_3、Pt/Al_2O_3-ZSM-5、Pt/ZSM-5催化剂进行表征,在不同反应工艺条件下考察三种分子筛的酸性、孔径分布、外部形貌、晶体结构对其加氢脱氧性能的影响。结果表明,Br■nsted酸性位点和中孔体积占比对脂肪酸甲酯的加氢脱氧反应来说至关重要,其中,Br■nsted酸性位点在脱氧反应中的C-O键断裂发挥主要作用,中孔孔径则能提高整个反应的质量传递效率以及避免C_(12-18)长链烷烃发生裂解。三种催化剂的加氢脱氧催化效果大小为:Pt/Al_2O_3-ZSM-5>Pt/Al_2O_3>Pt/ZSM-5;适宜的反应工艺条件为:t=350℃,p=2 M Pa,H2/oil=1000,WHSV=0.5 h^(-1),在此条件下Pt/Al_2O_3-ZSM-5的脂肪酸甲酯转化率为99.4%,目标产物液体收率为86.8%。

Pt/Al_2O_3-beta催化脂肪酸甲酯加氢脱氧制备第二代生物柴油

采用混捏挤条和等体积浸渍法相结合的方法制备了Pt/Al_2O_3、Pt/beta与Pt/Al_2O_3-beta三种不同载体类型的贵金属催化剂,利用XRD,BET,SEM,NH_3-TPD,H_2-TPR等手段对制备的催化剂进行表征,考察了所制备催化剂在脂肪酸甲酯上的加氢脱氧效果,优化了催化剂催化加氢的工艺条件。实验结果表明,所制备的Pt/Al_2O_3-beta催化剂具有适宜的酸性强度及孔径分布,明显提高了目标产物的收率,降低了裂解率;催化剂催化脂肪酸甲酯加氢脱氧反应的优化条件为:350℃、2 MPa、氢油体积比1000、WHSV为0.5 h-1,在此条件下,脂肪酸甲酯转化率最高可达99.52%,目标产物收率最高为88.48%。

碳酸盐中CO2气化生物质制合成气

以杉木屑为原料,CO_(2)为气化剂,熔融碳酸盐Li2CO3-Na2CO3-K2CO3(LNK)为热介质和催化剂进行气化制合成气(H2+CO)的研究,考察气化剂CO_(2)流量、CO_(2)通入方式、复合熔盐体系中添加的金属氧化物种类和Cr2O3含量等因素对气体产物组成分布及产率的影响。结果表明:CO_(2)流量显著影响气化反应的平衡;以鼓泡法通入CO_(2)时生物质的气化效果优于吹扫法的情况,CO_(2)流量为99.8 L/h时气化效果较好,合成气含量和产率分别达到61.4%和350.2 mL/g生物质;添加的金属氧化物中Cr_(2)O_(3)对生物质气化过程的促进作用优于MgO和Fe_(2)O_(3),随着Cr_(2)O_(3)含量的增大,合成气含量先增大后略微减小,在Cr_(2)O_(3)含量为10.0%时最高,为67.9%。

响应面法优化冷冻结晶纯化壬醛酸甲酯工艺

以壬醛酸甲酯粗品为原料,采用无水乙醇为溶剂冷冻结晶提纯壬醛酸甲酯,通过单因素实验考察结晶温度、结晶时间以及溶剂与原料质量比对壬醛酸甲酯质量分数的影响。在单因素实验基础上,采用Box-Behnken响应面法优化纯化工艺参数。结果表明:结晶温度和结晶时间对壬醛酸甲酯质量分数的影响极为显著;经响应面分析优化得到壬醛酸甲酯纯化的最佳工艺条件为结晶温度9.03℃,结晶时间1.88 h,溶剂与原料质量比2.94,壬醛酸甲酯的预测质量分数为34.73%;在此优化条件下壬醛酸甲酯的平均质量分数为34.41%。优化模型能较好地预测壬醛酸甲酯质量分数,为壬醛酸甲酯的生产提供参考。

超声辅助制备氨基改性Mg-Al LDHs及其CO2吸附性能研究

通过超声辅助表面活性剂法,以N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷为改性剂,制备了氨基改性层状双氢氧化物(MgAl LDHs)。结合XRD、SEM、TG、EA和XPS等表征手段,探讨了制备过程中不同超声强度对氨基改性LDHs表面形貌等结构的影响,进一步分析了此氨基改性LDHs材料的CO2吸附动力学过程。结果表明,超声辅助处理明显改善了氨基改性LDHs的表面形貌,有效提高了氨基改性LDHs的CO2吸附容量;在30℃,0.1 MPa纯CO2环境下,经195 W超声辅助材料的CO2吸附容量达1.65 mmol·g^-1,比未经超声处理的氨基改性LDHs的CO2吸附容量提高了50%,适度超声辅助处理能有效增强LDHs化学吸附性能。根据双指数动力学模型分析,氨基改性LDHs的CO2吸附受物理吸附和化学吸附两种机理控制,随着超声强度的提高,氨基改性LDHs化学吸附先得到增强,随后是物理吸附,当超声强度过大时,化学吸附受到抑制。

复合氨基改性Mg-Al LDH的制备及其CO2吸附性能的研究

研究提出了一种层状双氢氧化物(LDHs)复合改性方法,分别以3-氨丙基三甲氧基硅烷(N1)和N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(N2)为改性剂,制备了一系列Mg-Al LDH,采用XRD、FT-IR、EA和TG等手段对制备的材料进行表征,考察氨基负载量对LDHs CO_2吸附性能的影响规律,优选出吸附性能优良的氨基改性LDHs,考察吸附温度等对其吸附性能的影响,并研究了其循环再生性能。结果表明,复合改性法克服了剥落法和阴离子表面活性剂法等常用的氨基改性方法难以进一步提高LDHs氨基负载量的不足,得到了具有较高氨基负载量的LDHs;Mg-Al LDH的CO_2吸附容量随氨基负载量的增大而增大,氨基负载量为6.20 mmol×g^(-1),在30℃、0.1 MPa纯CO_2环境下Mg-Al N2吸附容量高达2.26 mmol×g^(-1);在考察温度30~90℃,温度越高,吸附容量越小;Mg-Al N2在140℃下脱附完全,循环使用5次后,其结构与性能基本不变。

WO3/Al-MCM-41的制备及其催化环氧甲酯氧化裂解性能研究

为了获得一种对环氧甲酯氧化裂解制备生物基醛类产物的高活性催化剂,实验制备和表征了WO3/MCM-41和WO3/Al-MCM-41催化剂,以环氧油酸甲酯为原料制备醛类产物,考察了反应温度、催化剂用量、双氧水用量和反应时间等反应条件对原料转化率和产物收率的影响。结果表明,MCM-41和Al-MCM-41均具有良好的介孔结构,其中MCM-41仅含L酸位点,Al-MCM-41含有更多的B酸和L酸位点;适宜反应条件为:反应温度80℃,环氧油酸甲酯/WO3/双氧水的摩尔比1/0.0024/2,反应时间1.5h,在此条件下,环氧油酸甲酯转化率和醛类产物收率分别高于95%和60%。

柠檬酸改性制备NiCu/SAPO-11催化剂及其加氢性能

为了研究柠檬酸对NiCu/SAPO-11催化剂的结构和临氢异构性能影响,通过柠檬酸改性制备一系列的NiCu/SAPO-11催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、NH_(3)程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、透射电子显微镜(TEM)和氢气程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂进行表征。以正十六烷(n-C16)为模型化合物,研究催化剂在固定床反应器中的临氢异构性能。结果表明,柠檬酸改性可以增强金属的分散性,可以使催化剂具有更大的比表面积和孔体积,暴露出更多的酸性位点,从而增加催化剂的催化活性。在温度为340℃、空速为1.5 h-1、压力为1.5 MPa、氢气和n-C16体积比V(H2):V(n-C16)为1 000的条件下,正十六烷的转化率,异构十六烷(i-C16)的选择性和收率分别为95.67%,94.89%和90.78%。

微-介孔SAPO-11分子筛的合成及其临氢异构性能

采用水热合成法分别以酸性硅溶胶和介孔材料MCM-41作为硅源合成SAPO-11分子筛,与机械混合法合成的复合分子筛进行对比。。利用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)以及扫描电子显微镜(SEM)分别对分子筛的晶相、孔道结构、酸性性质和形貌进行表征。以正十六烷为原料,评价铂负载量为0.5%的催化剂的临氢异构反应性能。结果表明,在SAPO-11分子筛中引入介孔材料MCM-41可以提供更大的比表面积和孔道,减小传质阻力,缩短异构烯烃中间体在孔道内的停留时间,提高目标产物收率。在340℃、1.5 MPa、WHSV=1.5 h^-1、V(H2):V(正十六烷)=1 000:1时,正十六烷转化率达到95.5%,异构十六烷选择性为98.9%。

Ni10.7YxWy/γ-Al2O3催化剂在甲烷干重整反应中的抗积碳性能

采用等体积浸渍法制备了一系列Ni_(10.7)Y_xW_y/γ-Al_2O_3催化剂,用于甲烷二氧化碳干重整(DRM)反应,通过XRD、BET、H_2-TPR、TPH、HRTEM和XPS对催化剂进行了表征,考察了金属助剂对催化剂性能的影响。实验结果表明,添加钇使NiAl_2O_4的还原程度增强且能促进活性组分Ni的分散,添加钇和钨可使催化剂的比表面积、孔径和孔体积均减小。同时添加钨和钇的Ni_(10.7)Y_3W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性最好。在DRM反应过程中,Y_2O_3与CO_2作用形成Y_2O_2CO_3能抑制丝状碳的生成,从而提高催化剂的活性和稳定性。Ni_(10.7)W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂在DRM反应过程中发生W碳化反应生成α-WC,与活性组分Ni形成双活性位点,从而提高了催化剂的活性和稳定性。Ni_(10.7)Y_3W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂不仅生成了双活性位点,还有效抑制了积碳的扩散,从而抑制了丝状碳的生成。

多级孔SAPO-11的制备及其临氢异构性能

在低温下通过两步水热结晶法制备了多级孔SAPO-11分子筛(S-H-T_0,T_0为再结晶温度),采用浸渍法合成了0.5%(w)Pt/S-H-T_0催化剂,利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM、XRF、NH_3-TPD和Py-FTIR等分析手段对合成的催化剂进行表征,并以正十六烷的临氢异构反应评价了催化剂的性能。表征结果显示,分子筛的制备方法对SAPO-11的孔道结构和酸量有显著影响,与传统水热法制备的SAPO-11(S-T)相比,S-H-T_0具有微-介孔结构、更大的比表面积和介孔体积、更多的B酸酸量。实验结果表明,Pt/S-H-T_0的正十六烷转化率和异构十六烷选择性均高于Pt/S-T催化剂,其中,Pt/S-H-120催化剂的催化性能最优,在340℃、1 MPa、重时空速1.5 h^(-1)、氢气和正十六烷体积比为1 000的条件下,Pt/S-H-120的正十六烷转化率和异构十六烷选择性分别为85%和88%,连续稳定运行60 h催化剂的活性未见明显下降。

碱性白土催化甘油三酯甘油解制备单甘酯的研究

为提高单甘酯的产率,采用自制碱性白土为固体碱催化剂催化甘油三酯甘油解制备单甘酯。通过XRD、FTIR对碱性白土进行了结构分析。同时采用四因素三水平的Box-Behnken实验设计和响应面以及matlab软件进行实验的条件优化。以自制碱性白土为催化剂时,适宜的反应条件:反应时间为38.91 min,反应温度为266.8℃,催化剂用量为0.981 g/100 g三酯,甘油与三酯的摩尔比为8.91。此时单甘酯产率为74.97%。此外,碱性白土较Ca(OH)_(2)具有产品颜色浅,二甘油含量少的优点。

白土催化合成二聚酸联产油酸工艺研究

二聚酸由油酸、亚油酸二聚生成,油酸反应性差,二聚酸易深度聚合,造成产物中二聚酸含量低。此外,低纯度以及高精制成本限制了商品油酸的应用。为了解决上述问题,对二聚酸的合成、精制工艺开展研究。选择组成结构合适的酸性白土为催化剂,碳酸锂为助催化剂,大豆油酸为原料合成二聚酸。在合适的反应条件(白土用量12%,碳酸锂用量0.5%,260℃,2 h)和分离条件(60 Pa,300℃减压蒸馏;28、22和18℃3级冷冻结晶)下得到纯度90%的二聚酸产品(多环:线型=43:57)和纯度80%的油酸副产品(顺式46.9%,反式33.5%),收率分别为56%和77%。回收白土可用于制作吸水材料。

二苯并噻吩分子印迹复合膜的脱硫

以聚丙烯膜为基膜,经多巴胺氧化和硅烷化处理后,以表面印迹法制备二苯并噻吩分子印迹复合膜。以红外光谱及扫描电镜对复合膜进行结构表征,以静态吸附脱硫实验进行脱硫性能表征,结合自制的吸附-解吸耦合脱硫装置进行实验。红外光谱与扫描电镜显示实验制得的复合膜印迹效果良好。静态吸附结果表明,表面聚合比溶液聚合平衡吸附量增加了66%,传质速率提高了1倍。多巴胺改性使印迹复合膜的平衡吸附量提高70%;以聚丙烯膜为基膜制得的印迹复合膜在吸附量和扩散速率方面具有更好的综合性能;以正庚烷为原料相溶剂,质子型溶剂为解吸剂能显著提高印迹复合膜的脱硫效果。吸附-解吸脱硫实验结果表明,二苯并噻吩分子印迹复合膜的吸附-解吸的传质过程,在机理上符合Piletsky的“门模型”,且提高剥离相溶液的极性和吸附温度有利于二苯并噻吩分子印迹复合膜的吸附脱硫。

酸碱协同催化甘油制备二甘油的研究?

为了提高甘油醚化制备二甘油的选择性和收率,提出酸碱协同催化甘油制备二甘油的方法。首先以K_2CO_3为催化剂,通过单因素和正交实验优化工艺条件:反应温度230℃、催化剂(K_2CO_3)用量2.7 g、反应时间3 h。在优化工艺条件下,对K_2CO_3中添加活性Al_2O_3产生酸碱协同催化及甘油聚合反应动力学进行研究。相对于碱催化,酸碱协同催化下甘油转化率从30.4%提高到39.4%,二甘油收率从23.0%提高到30.2%。甘油聚合生成二甘油的反应活化能从K_2CO_3催化时的137.71降低到了123.35 kJ·mol^(-1)。结果表明,酸碱协同催化优于单一的碱催化。

二苯并噻吩分子印迹复合膜的制备及脱硫性能的研究

聚丙烯中空纤维膜经多巴胺氧化、硅烷化两步表面改性处理后,以甲基丙烯酸为功能单体进行表面分子印迹聚合,制备了中空纤维膜支撑-二苯并噻吩分子印迹复合膜(MIP-PP膜)。利用红外光谱、扫描电镜对印迹复合膜形态结构进行表征,测定了MIP-PP膜的脱硫性能。结果表明,在298 K时,MIP-PP膜对DBT的吸附在180 min达到平衡,最大吸附容量为133.32 mg/g;MIP-PP膜对DBT的吸附符合Lagergren准一级动力学模型及Langmuir吸附等温线,是可自发进行的放热过程。

纤维素在回转炉中热解制备呋喃类化合物的研究

以微晶纤维素为原料,在回转管式炉中进行了快速热解和催化热解实验,通过分析热解得到的产物分布和有机相中产物的分布,考察工艺条件、催化剂种类和催化工艺条件对纤维素热解制备呋喃类化合物的影响。结果表明:在热解温度为400℃、载气流速为200 mL/min时,液体产率和呋喃类化合物的含量都达到了最大值,分别为59.39%(wt)、76.51%;催化热解实验中,使用Si-MCM-41,催化质量空速为1m^(3)/(m^(3)催化剂·h)、热解温度为400℃时,液体产率和呋喃类化合物的含量都达到了最大值,分别为88.34%(wt)和87.80%。