二氧化硅改性分子筛催化生物质基多元醇制备对二甲苯（英文）

本文证明了在二氧化硅改性的分子筛催化作用下,生物质基多元醇(如山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇、甘油和乙二醇)可以经过催化裂解、烷基化和异构化等反应,生成高附加值的化学品(对二甲苯).与HZSM-5分子筛催化剂相比,二氧化硅改性的分子筛降低了分子筛催化剂的外表面酸和孔径,从而显著的提高对甲苯的选择性和产率.本文详细讨论了催化剂、甲醇添加剂、反应温度和不同类型多元醇原料对对二甲苯选择性和产率的影响.甲醇的添加促进多元醇催化裂解中的烷基化反应,提高了二甲苯的产率.在15%SiO_2/HZSM-5催化剂作用下,对二甲苯的产率最高可达到10.9 C-mol%,对二甲苯在二甲苯中选择性达到91.1%.本文通过研究相关重要反应和催化剂特性,揭示了生物质基多元醇催化裂解制备对二甲苯的反应路径.     

生物质催化转化制取芳香化合物

利用分子筛催化剂(NaZSM-5、HZSM-5、ReY和HY)研究了木屑上催化裂解制取芳香物(苯、甲苯、二甲苯)的反应过程,发现HZSM-5催化剂具有最高的生物质裂解制备芳香化合物的活性. 在450 oC、 载气流速为300 mL/min和催化剂/木屑比为2的优化反应条件下,芳香化合物的产率和选择性分别达到26.5%和62.5C-mol%.     

粗生物油催化裂解制取低碳轻烯烃

利用La/HZSM-5催化剂,研究了催化裂解粗生物油及其模型化合物(包括甲醇、乙醇、乙酸、丙酮和苯酚)制取轻烯烃的过程. 获得的最大轻烯烃产率为0.19 kg/kg粗生物油. 研究表明,温度、重时空速和镧对HZSM-5分子筛的改性等因素可用来调制烯烃产率和选择性. 分子筛中添加镧,可适当的调节催化剂酸度和强弱酸位比例,从而提高烯烃选择性、产率和催化剂稳定性. 生物油制备轻烯烃的效率与原料的化学成分和氢碳有效比(H/Ce? )密切相关. 此外,比较了粗生物油催化裂解和热裂解过程,同时利用模型化合物研究了生物油转化为轻烯烃的相关反应历程和机理.     

纤维素和甲醇共催化热解制备对二甲苯（英文）

本文对纤维素和甲醇在不同金属氧化物改性的ZSM5催化剂作用下共催化快速热解实现一步制备可再生对二甲苯的过程进行了研究.结果表明,镧改性的ZSM5催化剂是生产生物基对二甲苯的有效催化剂.对二甲苯的选择性和产率主要由催化剂酸性、反应温度和甲醇含量决定.在20%La_2O_3-ZSM5(80)催化剂作用下,纤维素与33wt%甲醇共催化快速热解获得对二甲苯的最高收率和对二甲苯/二甲苯的最高比率分别为14.5 C-mol%和86.8%.本文详细研究了催化热解过程中催化剂的失活,基于产物的分析和催化剂的表征提出了由纤维素制备对二甲苯的可能反应途径.     

纤维素和甲醇共催化热解制备对二甲苯

本文对纤维素和甲醇在不同金属氧化物改性的ZSM5催化剂作用下共催化快速热解实现一步制备可再生对二甲苯的过程进行了研究. 结果表明,镧改性的ZSM5催化剂是生产生物基对二甲苯的有效催化剂. 对二甲苯的选择性和产率主要由催化剂酸性、反应温度和甲醇含量决定. 在20%La₂O₃-ZSM5(80)催化剂作用下,纤维素与33wt%甲醇共催化快速热解获得对二甲苯的最高收率和对二甲苯/二甲苯的最高比率分别为14.5 C-mol%和86.8%. 本文详细研究了催化热解过程中催化剂的失活,基于产物的分析和催化剂的表征提出了由纤维素制备对二甲苯的可能反应途径.     

生物油催化裂解转化制取三苯

通过不同孔特征的分子筛(HZSM-5、HY沸石和MCM-41)实现生物油催化转化为三苯(苯、甲苯和对甲苯). 基于三苯的产率和选择性,芳香化合物逐次降低顺序为: HZSM-5>MCM-41>HY沸石.用HZSM-5催化裂解生物油产生芳香化合物的最大产率为33.1%,选择性为86.4%. 研究了反应条件对生物油催化裂解的影响,结合催化剂表征结果,讨论了催化剂的结构与性能之间的关系.     

木质素催化转化制取苯、甲苯和二甲苯

对HZSM-5、HY和MCM-22三种催化剂进行了比较, 其中HZSM-5催化裂解木质素制备苯、甲苯和二甲苯(BTX)的结果最优．确定了木质素催化裂解的最佳反应条件,包括反应温度、载气流速、催化剂/木质素配比．当反应温度为550～600 oC,载气流速为300 mL/min,催化剂/木质素配比为2时,使用HZSM-5催化裂解制备BTX的最高C产率和芳香选择性分别可达25.3%和90.9%。     

用不同类型的分子筛催化剂催化转化生物油制烯烃

研究了用一系列不同类型的分子筛催化剂催化转化制取低碳烯烃的过程,测试的催化剂包括HZSM-5、MCM-41、SAPO- 34和Y型分子筛．按照低碳烯烃的绝对收率和选择性,催化剂的活性排序为：HZSM-5>SAPO-34>MCM-41>Y型分子筛．研究表明,使用HZSM-5分子筛催化剂,获得的生物油最大低碳烯烃收率约为0.22 kg/(kg生物油),低碳烯烃的选择性约为50%,且生物油几乎实现完全转化．同时还研究了反应条件对生物油制低碳烯烃的影响．为了弄清催化剂结构与和低碳烯烃形成之间的关系,对相关催化剂进行了详细表征,对生物油热裂解和催化裂解过程进行了详细比较．     

利用生物质合成气在钼基催化剂上制备混合醇

采用柠檬酸作络合剂的溶胶凝胶法制备了一系列的钼基催化剂,并应用到从生物质气化合成气有效合成低碳混合醇的实际过程中. 在钼基催化剂中,Cu₁Co₁Fe₁Mo₁Zn_0.5-6%K催化剂具有相对较高的混合醇时空产率. 通过实验发现, 反应温度在340 oC以下时,碳转化率随着反应温度的增加而不断上升,总醇的选择性却逐渐下降. 在试验测试的条件内,从生物质气化合成气合成的混合醇最大产率为494.8 g/(kg_catal·h),其中C2⁺醇(C2-C6高碳醇)占总醇含量的80.4%. 在不同的钼基催化剂上合成的混合醇,其醇分布除甲醇以外均符合Schulz-Flory方程. 在醇类产物中,C2以上的高级醇含量占总醇重量的百分比为70%-85%. 同时,利用X射线衍射和BET等表征手段对钼基催化剂的形态和结构进行了表征. 从生物质合成气生产的洁净生物质燃料混合醇具有较高的辛烷值,可以用作运输燃料或汽油的添加剂.     

生物油制备生物质氢气和生物质燃料

研究了一种以生物质裂解油为原料制备氢气和生物燃料的催化转化过程。该过程包括生物油催化裂解制备氢气和生物合成气,合成气的调变,烯烃聚合和费脱合成耦合制备生物燃料。在优化反应条件下,氢气产率达到120.9 g H₂/（kg bio-oil）,烯烃聚合-费脱合成耦合反应形成的生物燃料产率达到526.1 g/（kg bio-syngas）。基于产物分析和催化剂特性表征,探讨了生物燃料合成过程中的反应路径和化学反应过程.     

Cr2O3催化合成气转化至甲醇的微观动力学研究

Cr₂O₃是双功能催化合成气转化的重要氧化物组分,其可将合成气转化为重要的中间物种甲醇. 结合密度泛函理论计算和微观动力学模拟,本文系统研究了干净Cr₂O₃(001)和(012)表面,以及氢覆盖或含有氧空位的还原(012)表面的结构及催化合成气转化至甲醇的活性. 本文探讨了合成气转化为甲醇的分步或协同反应路径,并确定CO或CHO氢化是决速步骤. 微观动力学分析表明,Cr₂O₃(001)表面难以催化合成气转化为甲醇,在673 K 时,两个还原性(012)表面的反应速率(25∽28 s^-1)比干净的(012)表面(4.3 s^-1)高出约五倍. 计算结果表明了Cr₂O₃表面还原性对催化活性的重要性,或许可以为双功能催化体系中氧化物组分的设计提供参考.     

Dry etching characteristics of GaN using Cl2/BCl3 inductively coupled plasmas

ICP power/RF power, operating pressure, and Cl₂/BCl₃ gas mixing ratio are altered to investigate the effect of input process parameters on the etch characteristics of GaN films. The etch selectivity of GaN over SiO₂ and photoresist is studied. Although higher ICP/RF power can obtain higher GaN/photoresist etch selectivity, it can result in faceting of sidewall and weird sidewall profile due to photoresist mask erosion. Etch rates of GaN and SiO₂ decrease with the increase of operating pressure, and etch selectivity of GaN over SiO₂ increases with the increasing operating pressure at fixed ICP/RF power and mixture component. The highest etch selectivity of GaN over SiO₂ is 7.92, and an almost vertical etch profile having an etch rate of GaN close to 845.3 nm/min can be achieved. The surface morphology and root-mean-square roughness of the etched GaN under different etching conditions are evaluated by atomic force microscopy. The plasma-induced damage of GaN is analyzed using photoluminescence (PL) measurements. The optimized etching process, used for mesa formation during the LED fabrication, is presented. The periodic pattern can be transferred into GaN using a combination of Cl₂/BCl₃ plasma chemistry and hard mask SiO₂. Patterning of the sapphire substrate for fabricating LED with improved extraction efficiency is also possible using the same plasma chemistry.     

Deposition of SiOx barrier films by O2/TMDSO RF-PECVD

This paper reports that the SiOx barrier films are deposited on polyethylene terephthalate substrate by plasmaenhanced chemical vapour deposition （PECVD） for the application of transparent barrier packaging. The variations of 02/Tetramethyldisiloxane （TMDSO） ratio and input power in radio frequency （RF） plasma are carried out to optimize barrier properties of the SiOx coated film. The properties of the coatings are characterized by Fourier transform infrared, water vapour transmission rate （WVTR）, oxygen transmission rate （OTR）, and atomic force microscopy analysers. It is found that the 02/TMDSO ratio exceeding 2：1 and the input power over 200 W yield SiOx films with low carbon contents which can be good to the barrier （WVTR and OTR） properties of the SiOx coatings. Also, the film properties not only depend on oxygen concentration of the inlet gas mixtures and input power, but also relate to the surface morphology of the coating.     

生物质气经由二甲醚两步法制备低碳烯烃

制备出NiSAPO-34及NiSAPO-34/HZSM-5催化剂,考察了其对二甲醚催化转化制备低碳烯烃的性能．利用Cu/Zn/Al/HZSM-5和筛选出的2%NiSAPO-34/HZSM-5催化剂进行生物质气经由二甲醚两步法制备低碳烯烃的实验, 结果表明在SAPO-34上添加2%的Ni不改变其结构, 但降低了酸中心数量, 并生成了较强的酸中心． 添加少量具有稳定酸中心的HZSM-5, 该催化剂的活性提高到3 h以上, 反应进行2 h获得了最高的低碳烯烃选择性为90.8%． 当把该催化剂应用到两步催化转化过程的第二个反应器中, 其高催化活性可达5 h以上． 当以低氢碳比生物质气(H₂/CO/CO₂/N₂/CH₄=41.5/26.9/14.2/14.6/2.89)作为原料时,经两步转化,低碳烯烃的收率达到84.6 g/m³_syngas．     

Preparation and characterization of novel Pd/SiO2 and Ca-Pd/SiO2 egg-shell catalysts with porous hollow silica

Novel egg-shell structured monometallic Pd/SiO₂ and bimetallic Ca-Pd/SiO₂ catalysts were prepared by an impregnation method using porous hollow silica (PHS) as the support and PdCl₂ and Ca(NO₃)₂·4H₂O as the precursors. It was found from transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) that Pd was loaded on PHS with a particle size of 5-12 nm in Pd/SiO₂ samples and the Pd particle size in Ca-Pd/SiO₂ was smaller than that in Pd/SiO₂ since Ca could prevent Pd particles from aggregating. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses exhibited that Pd 3d_5/2 binding energies of Pd/SiO₂ and Ca-Pd/SiO₂ were 0.2 and 0.9 eV lower than that of bulk Pd, respectively, as a result of the shift of the electron cloud from Pd to oxygen in Pd/SiO₂ and to both oxygen and Ca in Ca-Pd/SiO₂. The activity of Ca-Pd/SiO₂ egg-shell catalyst for CO hydrogenation and the selectivity to methanol, with a value of 36.50 mmol_CO mol⁻¹_Pd s⁻¹ and 100%, respectively, were much higher than those of the catalysts prepared with traditional silica gel as the support, owing to the porous core-shell structure of the PHS support.