HZSM-5分子筛催化环氧大豆油合成多元醇的研究

以环氧大豆油（ESBO）和甲醇为原料,通过开环加成反应合成大豆油多元醇。采用红外光谱和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征,考察了不同类型的催化剂对ESBO转化率和多元醇生成的影响。结果表明,具有Bronsted酸中心的HZSM-5催化剂对该反应具有优良的催化性能。以HZSM-5为催化剂,在反应温度为140℃、反应时间16h条件下,环氧大豆油转化率可达92.4%,产物多元醇的羟基值为177.4mg_KOH/g。     

Ni/Zr-MOF催化剂的制备及其在生物质热解中的应用

通过均匀沉淀法制备了以锆-金属有机骨架化合物(Zr-metal organic framework,Zr-MOF)为载体的Ni/Zr-MOF催化剂,并用于湿污泥和秸秆混合催化热解实验。采用元素分析、X射线荧光光谱(XRF)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N_2吸附-脱附等温(BET)对载体和催化剂进行表征分析,通过一系列实验来探讨热解温度、秸秆添加量和Ni负载量对于湿污泥和秸秆混合催化热解制备富氢合成气的影响。结果表明,Zr-MOF载体颗粒均匀呈八面体,比表面积高达805.93 m~2/g,平均孔径为20.14 nm,为介孔结构。Ni/Zr-M OF催化剂具有较高的热稳定性和催化活性。与不添加催化剂相比,使用Ni/Zr-MOF催化剂在500℃下热解,H_2的产量从0.39 mol/kg显著提高到12.65 mol/kg。随着热解温度的升高,催化剂出现团聚现象,同时在反复使用之后其表面产生了少量的积炭,导致催化剂催化活性逐渐降低。因此,Ni/Zr-MOF催化剂适用于生物质低温催化热解。     

Ni/TPC催化剂的制备、表征及在秸秆热解燃气重整中的应用

以废弃汽车外轮胎热解后的副产物轮胎热解焦（Tyre pyrolysis char，TPC）为原料，利用均匀沉淀法制备以轮胎焦为载体的负载型Ni/TPC催化剂，采用EDX、SEM、XRD、TG、BET手段对催化剂进行了表征与分析，同时使用管式炉测试了Ni/TPC催化剂在秸秆热解燃气重整中的催化性能，并考察了热解温度、保温时间、镍负载量及催化时间对秸秆热解燃气重整效果的影响。研究结果表明，TPC富含焦和金属，Ni/TPC催化剂分散均匀，热稳定性好，比表面积为62 m²/g。催化剂活性测试显示，Ni/TPC催化剂用于作物秸秆热解燃气重整具有很强的催化活性，可显著提高燃气中可燃气体含量；热解温度在750℃、保温时间10 min、30%的Ni负载量时Ni/TPC催化剂的催化效率最高，连续使用850 min后，燃气中的H₂含量仍相对提高到50%以上，长时间使用后活性结构由Ni₃ZnC_0.7转变成FeNi₃，催化活性依然较强且趋于稳定，TPC可以作为良好的新型镍基催化剂载体。     

生物质热解产物中焦油的催化裂解

对生物质热解产物（粗煤气）中焦油的催化裂解过程进行了实验研究。实验装置主体由一个常压鼓泡床热解反应器和一个固定床催化裂解反应器组合而成,生物质原料为玉米杆屑,催化剂分别选用煅烧石灰石和煅烧白云石,实验结果表明,当催化裂解反应器内温度在800－850℃之间时,两种催化剂对粗煤气中焦油的催化裂解效果均非常明显,焦油裂解率均可达到90％以上,虽然煅烧石灰石的催化活性比煅烧白云石高,其失活速率也相对大一些。     

Ni/TPC催化剂的制备、表征及在秸秆热解燃气重整中的应用（英文）

以废弃汽车外轮胎热解后的副产物轮胎热解焦(Tyre pyrolysis char,TPC)为原料,利用均匀沉淀法制备以轮胎焦为载体的负载型Ni/TPC催化剂,采用EDX、SEM、XRD、TG、BET手段对催化剂进行了表征与分析,同时使用管式炉测试了Ni/TPC催化剂在秸秆热解燃气重整中的催化性能,并考察了热解温度、保温时间、镍负载量及催化时间对秸秆热解燃气重整效果的影响。研究结果表明,TPC富含焦和金属,Ni/TPC催化剂分散均匀,热稳定性好,比表面积为62 m2/g。催化剂活性测试显示,Ni/TPC催化剂用于作物秸秆热解燃气重整具有很强的催化活性,可显著提高燃气中可燃气体含量;热解温度在750℃、保温时间10 min、30%的Ni负载量时Ni/TPC催化剂的催化效率最高,连续使用850 min后,燃气中的H_2含量仍相对提高到50%以上,长时间使用后活性结构由Ni_3ZnC_(0.7)转变成FeNi_3,催化活性依然较强且趋于稳定,TPC可以作为良好的新型镍基催化剂载体。     

Ni/Al2O3催化甲烷裂解

分别通过浸渍法和共沉淀法制备了不同Ni负载量的Ni/Al2O3催化剂。考察了Ni负载量、制备方法以及反应温度对Ni/Al2O3催化甲烷裂解性能的影响。结果表明,在550℃,浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂,当Ni负载量为20%(质量分数)、Ni金属平均粒径为11.25 nm时,具有最佳的甲烷催化裂解效果,其每摩尔Ni的氢气产量和每克Ni碳产量分别为164 mol和15.30 g。催化剂制备方法对Ni/Al2O3甲烷催化裂解反应有显著影响,相同Ni负载量共沉淀法制备的Ni/Al2O3甲烷催化裂解总体效果要好于浸渍法制备的Ni/Al2O3,而且反应过程中生成的碳纤维较长,管径也较均一。550℃时,共沉淀法制备的Ni负载量为41.2%(质量分数)的Ni/Al2O3催化剂在反应至350 min时,仍保持着30%以上的转化率。     

快速热解炭负载Cu-Zn对碱木质素热裂解生成单酚类化合物的催化性能

以具备丰富中孔和大孔结构的快速热解炭(FPC)为载体,采用共浸渍法制备了不同Cu/Zn摩尔比的CuxZny/FPC负载型催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及电子能谱仪(EDX)对催化剂进行了表征,采用热重分析仪(TG)和热解气质联用仪(Py-GC/MS)评价了催化剂对碱木质素热裂解生成单酚类化合物的催化性能.结果表明,催化剂活性组分Cu O和Zn O晶相结构均一,很好地嵌入到FPC中孔和大孔结构中,未发生聚集状态或生成Cu Zn合金;随着Cu或Zn金属负载量的增大,相应的Cu或Zn金属氧化物衍射峰强度逐渐增强,平均晶粒尺寸逐渐增大.热重分析结果表明,催化剂降低了碱木质素热裂解残炭率和反应活化能,提高了热裂解反应效率.热解气质联用分析表明,CuxZny/FPC催化剂大幅度简化了碱木质素热裂解单酚类化合物种类(从23种减少到了10种),Cu0.67Zn0.33/FPC对单酚类化合物表现出最大的选择性(52.99%),与Cu/FPC相比选择性增加49.7%.     

木质素炭与ZSM-5联合催化热解木质素制备芳烃实验研究

为了提高木质素催化热解所得芳烃的产率,本研究以碱木质素为原料,在碱木质素炭和ZSM-5的二元催化体系下进行快速热解实验,选取催化剂比例、热解温度、热解时间等为实验变量,探究碱木质素热解产物中芳烃的变化规律以及碱木质素炭和ZSM-5协同催化作用机理。结果表明,碱木质素催化热解所得芳烃的产量从17 mg/g(未加炭)提高到33 mg/g(炭添加量为1 g),产率增加了近一倍。通过不同工况研究发现,碱木质素快速热解制备芳烃的最佳条件是:碱木质素∶碱木质素炭∶ZSM-5=1∶1∶1,热解温度为500℃,热解时间为10 min。机理分析表明,热解过程中碱木质素炭主要起断键作用,而ZSM-5起择形芳构化作用,两者协同作用得到更高的芳烃产率。     

MCM-41/SBA-15中孔分子筛对生物质热解油的催化裂解研究

以中孔MCM 41/SBA 15分子筛作催化剂，对不同条件下快速热解得到的木屑热解蒸气进行催化裂解，采用元素分析、凝胶色谱(s.e.c.)和气质联用（GC MS）等手段表征。结果表明,同未加催化剂比较，分子筛MCM 41/SBA 15的存在可使热解液体中氧的质量分数降低，长链化合物所占比例明显减小，其中SBA 15作催化剂比MCM 41作催化剂对热解蒸气裂解更容易得到接近柴油和汽油分子量的热解油，但芳香类化合物的质量分数明显增加。热解油中Pentadecane、Hexadecane、Dimethyjbenzene、Naphthalene等质量分数增加，而含氧类物质Methyl Phenol、2 Methoxy 4 Methyl Phenol、2 Methoxy 4 Propyl Phenol 等质量分数减少。     

硅胶负载磷钼杂多酸催化氧化糠醛制顺丁烯二酸酐

采用浸渍法制备负载型磷钼杂多酸催化剂,分析了催化剂的比表面积、分散性、结构特征、稳定性以及再生温度等性质.通过固定床微反应器考察杂多酸催化剂催化氧化糠醛生成顺丁烯二酸酐的催化性能.研究了焙烧温度、负载量对催化剂性能的影响,以及反应温度对顺丁烯二酸酐收率的影响.结果表明:通过浸渍制备的杂多酸催化剂具有杂多酸催化剂的Keggin结构,具有较好的稳定性和酸性;活性组分能较好的分布于载体SiO2上;催化剂的再生温度和活化温度均为400℃;在钼磷原子比为0.85,负载量为48.6%时催化性能较好,催化剂的表面酸量为0.646 mmol/g;反应温度控制在365℃附近时,顺丁烯二酸酐收率可达到57.2%,选择性为62.7%.     

CaO-MgO@CoFe_2O_4磁性固体碱的制备及其大豆油酯交换反应催化性能

以草酸盐为前驱体采用两步法制备了一种以CaO-MgO作为活性组分,以CoFe_2O_4作为磁核的磁性固体碱催化剂,并用于大豆油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油。对制备的磁性固体碱催化剂进行了磁滞回线、X-射线衍射(XRD)、CO_2-TPD及透射电镜(TEM)表征。考察了不同核壳物质的量比、焙烧温度、反应温度、反应时间、醇油物质的量比以及催化剂用量等因素对大豆油转化为生物柴油产率的影响。结果表明,采用核壳物质的量比为1∶6、焙烧温度为700℃所制备的CaO-MgO@CoFe_2O_4催化剂,当醇油物质的量比为12、催化剂用量为大豆油质量的1.0%时,在65℃下反应时间3 h,生物柴油收率高达97.1%。该催化剂具有较好的重复利用性能,重复利用四次后生物柴油的收率仍可达90%。     

Fe-Ca磁性固体碱催化剂上菜籽油酯交换反应

采用原位沉淀法合成了双功能磁性固体碱催化剂CaO·γ-Fe₂O₃,用于催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油。利用XRD、BET、TG-DTA、SEM和VSM对催化剂进行了表征,用ICP-AES对产物脂肪酸甲酯(FAME)中Ca、Fe残留量进行了测定。结果表明,Fe和Ca两种组分间有较好复合,催化剂显示出较好的磁学性能,饱和磁化率达到45.7emu/g,明显高于文献报道的磁性碱催化剂。在温和的反应条件(常压、64℃、催化剂加入量为油重的2.5%、醇油摩尔比15、转速750r/min)下,反应2h,重复使用前三次酯交换反应转化率都维持在95%左右。     

纳米Fe_3O_4催化剂在稠油水热裂解降黏中的应用

通过高温热解法和低温双相回流法制备了四种不同尺寸的纳米Fe_3O_4催化剂,并将其应用于辽河油田稠油水热裂解降黏实验中。结果表明,制备过程中加入重烷基苯磺酸钠(HABS)表面活性剂能够有效提高Fe_3O_4催化剂在稠油水热裂解体系中的分散性,以高温热解法制备出的HABS修饰的9 nm Fe_3O_4催化剂降黏效果最佳。当稠油量为250 g时,按m(稠油)∶m(催化剂)∶m(油层水)质量比为100∶0.3∶30加入催化剂和油层水,加入0.75 g正作为己烷供氢体,在240℃下反应24 h,辽河油田稠油黏度从86200 mPa·s下降到2065 mPa·s,降黏率高达到97.6%。反应机理分析显示,纳米Fe_3O_4催化剂攻击稠油长链上键能最低C-S键,使其断键,重组分转化为轻组分。     

两相溶剂萃取黄连木籽油制备生物柴油

以黄连木籽为原料,采用乙醇/异己烷两相不互溶溶剂对其进行萃取处理.考察了乙醇／异己烷体积比、萃取温度和萃取时间对萃取过程的影响.通过实验确定最佳的萃取条件为,黄连木仁粉50 g,乙醇异己烷总体积300 mL,乙醇/异己烷体积比为50∶50,萃取温度40℃,萃取时间30 min.在此条件下,黄连木籽油出油率达到99.5％...     

多级孔Hβ沸石对NiWP/Hβ-Al_2O_3催化剂柴油加氢性能的影响

采用碱处理法制备多级孔Hβ沸石,以不同比例与Al_2O_3混合,得到由Hβ沸石与Al_2O_3组成的混合载体,再采用等体积浸渍法制备了NiWP/Hβ-Al_2O_3系列催化剂。通过XRD、BET和NH3-TPD等手段对载体及催化剂进行了表征,以催化裂化柴油(FCC)为原料,在小型固定床反应器上,研究了多级孔Hβ沸石对NiWP/Hβ-Al_2O_3催化剂加氢反应性能的影响。结果表明,载体中加入质量分数为15%Hβ沸石,NiWP/Hβ-Al_2O_3催化剂柴油加氢性能最好;在该催化剂上,360℃、8.0 MPa、体积空速为1.0 h~(-1)和氢油体积比800的操作条件下,脱硫率达到99.77%,催化裂化柴油的密度由0.927 g/cm~3下降到0.837 g/cm~3,十六烷值由13.78提高到55.39。     

Ca/Al固体碱催化菜籽油制备生物柴油

采用共沉淀法制备了Ca/Al复合氧化物固体碱催化剂,考察了沉淀剂种类、Ca/Al摩尔比、沉淀温度、溶液pH值、老化时间和焙烧温度等制备条件对其催化剂活性的影响。采用正交实验方法得到制备Ca/Al复合固体碱催化剂前躯体的最佳制备条件为,沉淀剂NaOH,Ca/Al摩尔比为3,沉淀温度为60 ℃,沉淀过程中pH值保持在10,在90 ℃老化18 h。在该最优条件下制备的催化剂前驱体主要以Ca₄Al₂O₆(NO₃)₂·10H₂O晶相存在,在N₂气保护下300 ℃焙烧2 h后,催化剂形成高分散钙铝复合氧化物,且碱性强度达到26.5以上。在催化菜籽油和甲醇的酯交换反应中,菜籽油的转化率达到95%,脂肪酸甲酯的质量分数为95.9%。     

Optimization of biodiesel production via transesterification of soybean oil using α-MoO3 catalyst obtained by the combustion method

A catalyst based on MoO₃ was synthesized by a simple and fast pilot-scale combustion reaction method and applied to the conversion of soybean oil to biodiesel via transesterification. For that, the statistical analysis of the catalyst amount and temperature, factors that influence the process, was evaluated by means of central composite design 2². MoO₃ was characterized in terms of structure by X-ray diffraction (XRD), textural characterization Brunauer-Emmett-Teller (BET), density by helium pycnometry (DE), particle size analysis (DG) and acidity tests by temperature-programmed desorption of ammonia (NH₃-TPD), chemical analysis by X-ray fluorescence (EDX), morphology by scanning electron microscopy (SEM) and catalytic properties. The transesterification products were characterized by gas chromatography (GC), acidity index (AI) and kinematic viscosity (KV). The results indicate the catalyst formation with a surface area of 1.36 m²g^?1, and density of 4.5 g/cm³ which consists of a single crystalline phase of orthorhombic configuration, with total NH₃ acidity of 33.61 μ.mol/g. Morphological characterization revealed that the catalyst is formed by irregular plates of various sizes and shapes, with a wide sizes range of agglomerated particles. In the soybean oil transesterification reactions, the catalyst was active showing 96.9% conversion to ethyl esters. The experimental design was meaningful and predictive, with a reliability level of 95%. The statistical analysis identified temperature as a significant variable for the adopted planning. To conclude, a new single-phase catalyst (α-MoO₃) has been developed and successfully applied to the biodiesel Synthesis from soybean oil. These results have a positive and promising impact for biodiesel production by transesterification of soybean oil against ethanol.     

纯四方相硫化氧化锆催化剂的制备及其生物柴油合成应用研究

将过硫酸铵浸渍于直接合成的纳米氧化锆晶体表面,经300-500℃高温焙烧处理获得硫化氧化锆催化剂。采用X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）等分析手段对催化剂的结构性能进行了表征。结果表明,所有的催化剂均展现出纯四方相结构和高的结晶度。其中,经500℃热处理获得的催化剂拥有最高的硫含量和酸性位,将其应用于大豆油与甲醇酯交换反应合成生物柴油,获得了脂肪酸甲酯收率高达84.6%的催化效果,进一步表明该催化剂表面存在优越的超强酸位。     

席夫碱钼(Ⅵ)配合物的制备及催化大豆油环氧化

以水杨醛和邻氨基酚为起始原料, 合成了N-亚水杨醛基-2-氨基苯酚配体(H₂SAP); H₂SAP与乙酰丙酮钼的无水乙醇溶液反应, 制得席夫碱钼(Ⅵ)配合物MoO₂(SAP)(EtOH); 采用元素分析、红外光谱、紫外光谱、¹H NMR及热重分析对配合物进行了表征. 以MoO₂(SAP)(EtOH)为催化剂, 研究了其催化合成环氧大豆油的催化性能, 考察了氧源种类、反应温度、反应时间及溶剂/助剂等因素对环氧化反应的影响. 结果表明, 以65%(质量分数)叔丁基过氧化氢(65% TBHP)为氧源, 在80℃时反应4 h, 转化率和选择性分别为43.0%和67.2%, MoO₂(SAP)(EtOH)在催化体系中表现出强烈的助剂效应, 当加入强给电子配体咪唑时, 环氧产率显著降低. 同时对该配合物催化环氧化机理进行了初步探讨.     

Production and characterization of the biofuels obtained by thermal cracking and thermal catalytic cracking of vegetable oils

The thermal cracking and the thermal catalytic cracking of soybean oil were evaluated for the production of biofuels as an alternative to fossil fuels. The catalyst proposed for the cracking reaction was bauxite, a high-acidity and low-cost catalyst. The chromatographic profile of the biofuels obtained by cracking showed hydrocarbon compounds such as alkanes, alkenes and aromatics, as well as some oxygenated compounds such as carboxylic acids, ketones and alcohols. The products generated by the thermal catalytic cracking process showed better results than the thermal cracking products because of the low quantity of acids present. The catalyst used was thus shown to act in the secondary cracking process, in which the fatty acids decompose and generate hydrocarbons.