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.     

二氧化硅改性分子筛催化生物质基多元醇制备对二甲苯

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.     

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.     

在Ni/HZSM-5催化剂上低温水蒸汽重整生物油制氢

利用浸渍方法制备的Ni/HZSM-5催化剂在生物油低温水蒸汽重整合成中表现了较高的催化活性． 探讨了催化剂的组成、重整温度、水碳比例对重整过程的影响．在电催化重整研究中,发现催化剂上通过的电流可以显著地促进生物油水蒸汽重整．通过对不同负载量的Ni/HZSM-5催化剂和Ni₂₀/Al₂O₃催化剂的催化活性的比较,NiO在催化剂中负载量为20%(Ni₂₀/ZSM)时表现出了最高的催化活性; 即使在450 oC时, 在Ni₂₀/ZSM催化剂上也可以达到碳转化率接近完全, 氢气产率约为90%的效果． 利用XRD、ICP/AES、H₂-TPR、BET等表征手段对Ni/HZSM-5催化剂的形态和结构进行了表征.     

钴改性Fe3O4-MnO2催化转化生物质合成气制备液体燃料

本文制备了用于费托合成反应的钴改性Fe₃O₄-MnO₂双功能催化剂,并探究了钴负载量对Fe-Co协同效应的影响以及Fe₁Co_xMn₁催化剂的费托合成反应性能. 实验发现,在Fe₃O₄-Mn催化剂中加入Co可促进铁氧化物的还原、增加反应过程中铁位点的活性. 此外,Co的加入可增强Fe-Co金属间的电子转移,加强两者的协同作用,提高催化性能. Co负载较高的Fe₁Co_xMn₁催化剂可进一步促进加氢反应能力,使产品分布向短链烃方向转移. 在280 ^°C、2.0 MPa和3000 h^-1的最佳工况条件下,Fe₁Co₁Mn₁催化剂的液体燃料收率最高.     

利用双段床反应器从生物油重整合成气合成甲醇

一种组合了合成气在线调整和甲醇合成的双段床反应器,成功应用于由生物油重整得到的富CO₂合成气的高效合成甲醇．在前段催化床反应器内,富含CO2的原始生物质合成气在CuZnAlZr催化剂的催化作用下可以有效地转化为含CO的合成气．经过450 oC的合成气在线调整之后,CO₂/CO的比率由6.3大幅降至1.2．经过调整后的生物质基合成气在后段催化床反应器内由工业CuZnAl催化剂催化合成甲醇,当反应条件为260 oC 和5.5 MPa时得到每小时每kg催化剂的最大甲醇     

Effect of Calcination Temperature on La-Modified Al2O3 Catalysts for Vapor Phase Hydrofluorination of Acetylene to Vinyl Fluoride

利用沉积沉淀法制备出了La改性Al₂O₃催化剂,研究不同焙烧温度对La改性Al₂O₃催化剂用于乙炔气相氢氟化合成氟乙烯反应性能的影响．利用NH₃-TPD、Pyridine-FTIR、XRD和Raman等技术对不同温度焙烧的催化剂进行表征,发现焙烧过程能改变催化剂结构的同时也能调变催化剂表面的酸量．经400 °C焙烧的催化剂显示出最高的乙炔转化率(94.6%)、最高的氟乙烯选择性(83.4%)和较低的积炭选择性(0.72%)．催化剂的高活性与其表面的高酸量有关,同时积炭的选择性也与其表面的酸中心数量有关．     

一维锰氧化物纳米棒在以O2为氧源的苯甲醇氧化反应中的催化性能

采用水热法合成MnOOH一维纳米线,通过MnOOH在不同气氛和温度中煅烧得到尺寸和形貌相似的不同锰氧化物,并用于以O₂为氧源的苯甲醇液相氧化反应. 结果表明,MnO₂对苯甲醇氧化反应具有较高的催化活性. 通过XPS、SEM、TEM和H₂-TPR等手段对催化剂的形貌和结构进行了表征,并讨论了可能影响反应活性的一些因素. MnO₂的良好催化性能可能与其晶格氧具有较高的迁移率以及氧化还原能力有关. 通过简单的焙烧处理,可以使MnO₂催化剂在苯甲醇氧化反应中具有良好的重复使用性.     

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．     

无表面活性剂Pt和PtRu纳米粒子制备及其甲醇氧化活性

利用一种简单的方法制备不含任何表面活性剂并具有高甲醇氧化活性的Pt和PtRu纳米电催化剂. 以CO为还原剂, CO和多壁碳纳米管(MWCNT_s)为保护剂和载体,通过一步反应得到沉积在多壁碳纳米管上Pt纳米粒子,在制备过程中无需使用任何有机溶剂或表面活性剂. 利用循环伏安法和计时电流法表征了所合成催化剂的甲醇氧化活性,甲醇氧化的峰电位(ca. 0.9 V vs. RHE)处的电流密度和比质量电流高达11.6 mA/cm² 和860 mA/mg_Pt. 在Pt/MWCNT_s表面电沉积Ru后,催化剂在低电位处的甲醇氧化活性得到提高,其在0.5和0.6 V的稳态比质量电流分别达到了20和80 mA/mg.     

生物油及生物质炭电催化制氢

报道了以生物质热裂解产物-生物油和生物质炭为原料,利用双固定床反应器和电催化水蒸气重整方法高效制氢过程研究．获得的最大绝对氢产率达到110.9 g H₂/1 kg干生物质,气相产物包括72%H₂、26%CO₂、1.9%CO和痕量的CH₄．研究了添加生物质炭对生物油制氢效果的影响,以及重整反应温度、通入催化床的电流等反应条件对生物油和生物质炭制氢效果的影响．结果表明,生物质炭的添加使绝对氢产率增加了大约20%～45%,提     

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.     

Characterization of ZrO2-promoted Cu/ZnO/nano-Al2O3 methanol steam reforming catalysts

Three Cu/ZnO/ZrO₂/Al₂O₃ methanol reforming catalysts were investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The catalysts which contained ZrO₂ from a monoclinic nanoparticle ZrO₂ precursor exhibit both a higher activity toward the methanol steam reforming reaction and a lower CO production rate compared to catalysts composed of an XRD-amorphous ZrO₂ produced by impregnation using a Zr(NO₃)₂ precursor. The presence of a monoclinic phase appears to result in an increased charge transfer between the Zr and Cu species, as evidenced by a relatively electron-rich ZrO₂ phase and a partially oxidized Cu species on reduced catalysts. This electron deficient Cu species is more reactive toward the methanol reforming reaction and partially suppresses CO formation through the reverse water gas shift or methanol decomposition reactions.     

Ni基催化剂在邻甲酚原位加氢反应中的催化性能

采用等体积浸渍法制备了一系列负载型Ni基催化剂,利用XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD 等技术表征了催化剂的理化特性,考察了载体(CMK-3、SiO₂ZrO₂、MgO、Al₂O₃)、助剂(Cu、Ce、Fe)对Ni基催化剂理化特性的影响,测试了230 oC、0.1 MPa冷压下催化剂对邻甲酚原位加氢反应的性能．结果表明,在负载型镍基催化剂作用下,甲醇水相重整制氢反应可以与邻甲酚的原位加氢反应相耦合;以CMK-3为载体的催化剂活性明显优于其他三种载体,邻甲酚的转化率为45.35%;助剂的添加对催化剂性能影响显著,Fe 的引入使原位加氢体系的转化率降至40.49%,助剂Ce、Cu的加入提高了Ni/CMK-3催化剂的原位加氢反应性能,转化率分别提高至64.6%、66.8%,Cu的添加改变了产物的分布,在产物中出现了新产物甲苯;同时探讨原位加氢反应路径及反应机理．     

利用高分辨率光谱和从头算理论研究9-甲基蒽的大振幅运动

本文利用平行超音速射流和光频梳技术观察到9-甲基蒽(9MA)的多普勒的高分辨率和高精度光谱. CH₃内部旋转的势能曲线用六重对称正弦函数表示. 之前报道的9MA-d12的势垒(V₆)远远低于9MA-h12[M. Baba, et al., J. Phys. Chem. A 113, 2366 (2009)]. 本文对多组分分子轨道法进行从头算方法的理论计算. 氘代取代势垒降低的部分原因是H和D原子核的波函数不同.     

分级多孔Cafe2O4/C的合成及其微波催化活性

以天然木棉为模板,利用造孔及纳米颗粒自组装两步法合成了分级多孔的Cafe₂O₄/C复合催化剂. Cafe₂O₄/C复合催化剂保留了木棉模板的中空纤维形貌,且该中空纤维是由碳及均匀分布在碳表面的Cafe₂O₄纳米颗粒组成. 该复合催化剂具有较强的甲基紫微波催化降解活性. 研究了Cafe₂O₄负载量、微波功率、催化剂用量、甲基紫的初始浓度和pH值对微波诱导甲基紫降解的影响. 结果表明,Cafe₂O₄/C微波降解甲基紫的催化反应具有较高的反应速率和较短的反应时间. 其降解反应符合一级动力学模型. Cafe₂O₄/C 高的催化活性得益于催化反应和吸附特性之间的协同作用.