脱水Ni-Fe类水滑石的制备及其作为环保型催化剂用于生物质糠醛的高选择性缩醛化反应

合成了含硝酸根离子的脱水Ni-Fe类水滑石（Ni-Fe HTLCs）并将其应用于室温下的糠醛缩醛化反应。脱水Ni-Fe HTLCs对糠醛缩醛化反应显示出高选择性并基本实现糠醛的完全转化。作为耐水的路易斯酸和脱水剂,脱水Ni-Fe HTLCs被证明是适用于糠醛缩醛化反应的高效双功能催化剂。通过研究发现,脱除Ni-Fe HTLCs中水分导致颗粒收缩并增强层板间硝酸根离子间的电荷互斥,Ni-Fe HTLCs中弱酸性位点在糠醛缩醛化中发挥重要作用,脱水可改变酸性位点结构并增强其活性。脱水Ni-Fe HTLCs可吸收缩醛化反应中产生的大部分水分,但吸水后Ni-Fe HTLCs的结构并不能完全恢复,这可能是由扩散进入HTLCs层板间的有机分子导致。     

P-Al/NaX结构和酸碱性位调控对甲苯甲醇侧链烷基化性能影响

采用水热法原位合成了P-Al/NaX催化剂,然后通过浸渍NaOH对其进行酸碱性调控,并探究了它在甲苯甲醇侧链烷基化反应中的催化性能。结合X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、N₂吸附-脱附等表征及催化活性数据发现,原位负载P、Al后,合成的磷铝硅酸盐（Na₁₃Al₂₄Si₁₃P₁₁O₉₆·H₂O）结构展现出较好的甲苯甲醇侧链烷基催化活性;随着NaOH负载量的增加,乙苯和苯乙烯的选择性呈先上升后下降的趋势,当负载质量分数为9%的NaOH时,苯乙烯选择性为45.84%,乙苯和苯乙烯的收率之和达到63.08%。这可能是由于NaOH的负载有利于催化剂表面碱性的提高和酸性的降低,而高的强碱性位和弱酸性位数量有利于甲苯甲醇侧链烷基化反应的进行。     

ZSM-5催化丙烯芳构化反应构效关系及反应特性

甲醇两步制芳烃反应中低碳烯烃芳构化反应稳定性优异,为分析其内在机制,制备了不同硅铝比（n_SiO2/n_Al2O3）及Zn负载量的ZSM-5催化剂,以丙烯芳构化为模型反应,分析ZSM-5表面酸性对低碳烯烃芳构化反应性能的影响规律,并探究反应微观特性。发现当硅铝比由150降至75时,增加的酸密度促进了烯烃氢转移芳构化过程,使芳烃选择性由31.0%增至34.4%,但丙烯直接参与的氢转移过程也被强化,使丙烷产物选择性由28.2%增至36.0%。引入Zn助剂可将部分Brønsted酸转变为Zn-Lewis酸,强化烯烃脱氢芳构化过程,使芳烃选择性进一步显著增加到62.4%。丙烯芳构化过程中芳烃烷基化深度比甲醇芳构化过程低,提升总芳烃选择性的同时,也明显抑制了难溶性积碳的形成,使反应稳定性明显提升。由此得出,甲醇两步制芳烃过程中甲醇制低碳烯烃过程对甲醇的预先消耗,抑制了低碳烯烃芳构化反应芳烃产物的深度烷基化,是该反应表现出优异稳定性的重要原因。     

补偿效应研究的一个新视角

补偿效应与Arrhenius方程关系密切。本文为补偿效应研究提供了新视野。用几何图象分析了Arrhenius方程,指出过去认为此方程只表示速率与温度关系是不全面的,忽视了速率常数与活化能关系的研究。从图形看出,指前因子与活化能本身就具有互补关系,虽仅限于每两个不同活化能的情况。反应是一自组织过程。补偿效应的成立有必要条件和充分条件。欲实现补偿效应,从协同学角度考虑,E/T作为参变量必需小于一阈值,以使反应起活。并有一自变量做系列改变,以使A、E随其相似地连续变化,从而连通所有A、E的内在联系,1/T-lnk图中诸直线交于一点。指数分布是非均匀体系最具有普遍意义的分布函数。概率分析指出,补偿效应是A、E在固体表面和内部均呈相似指数分布的产物。对催化反应与非催化反应有普适性。在速率常数中体现为结构分布概率因子及能量分布概率因子。     

高酸位多级孔超稳Y型沸石的制备及催化性能

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTABr)为模板剂,在水热体系对水蒸气处理后的超稳Y型(USY)沸石进行晶化处理,获得高酸量和高水热稳定性的USY-c-w样品。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、固态核磁共振、N₂吸附-脱附、NH₃-程序升温脱附、傅里叶变换红外光谱及吡啶红外对所制备催化剂的物化性质进行详细表征。选用1,3,5-三异丙苯(TIPB)催化裂化作为探针反应,研究制备的催化剂的催化性能,并与工业USY沸石进行对比。结果表明,再次水热晶化后,样品的硅铝骨架局部重构,非骨架铝重新进入沸石骨架,合成样品的硅铝比(n_Si/n_Al)由10降至3.0;再晶化后的USY沸石,不仅具有丰富的介孔结构,并且具有更多的弱酸和中强酸位点。在TIPB裂解反应中,再晶化后的USY沸石表现出比原样品更优异的催化性能。     

半焦原位气化气对淖毛湖煤热解焦油产率和品质的影响

本研究采用实验室自制的热解气化一体化反应器,考察了气化合成气对煤热解焦油产率和品质的影响.结果表明,淖毛湖煤热解焦油产率在600℃时达到最大,气化合成气对提高低温(550–600℃)煤焦油的产率更有利,其中,550℃时焦油产率较N2下提高了4.4％.气化合成气气氛下,高温(650–800℃)焦油的产率较N2低,但650...     

Pt掺杂Ni/NiAlOx催化菲加氢饱和反应性能研究

本研究选取菲为模型化合物,以强化芳烃吸附为目标,采用等体积浸渍法制备了系列Pt-Ni/NiAlO_x催化剂,系统考察了Pt掺杂量对催化剂结构和菲加氢饱和性能的影响。结果表明,当反应温度300℃、氢气压力5 MPa、重时空速52 h^-1时,相比Ni/NiAlO_x催化剂,掺杂0.5%Pt的0.5Pt-Ni/NiAlO_x催化剂上全氢菲选择性在反应8 h后由40%提升至67%,且表观反应速率和转化频率分别由1.53×10^-3 mol·kg^-1·s^-1和14.64×10^-3s^-1提升至1.81×10^-3mol·kg^-1·s^-1和22.16×10^-3s^-1。这主要归因于金属Pt适宜的掺杂量提高了金属Ni缺电子结构的稳定性,促进芳烃吸附,提升了菲加氢饱和性能。     

基于高性能负载型钼基载氮体的化学链合成氨性能研究

化学链合成氨是一种新型的、环境友好的低压合成氨技术, 其借助于载氮体的传递作用实现固氮与释氮制氨的循环, 已受到产学界的广泛关注. 构建高效、绿色的载氮体是化学链合成氨技术的关键. 本工作通过一步热解法制备了负载型钼基载氮体, 并对其释氮、固氮及稳定性进行了研究. 结果表明: 在释氮阶段, 当热解制备温度为450 ℃时, 钼基载氮体的氢化产氨速率为最大, 可达20000 μmol•g^-1•h^-1; 固氮过程中, 氢气的引入加快了钼基载氮体从氮气中补充晶格氮的速率, 实现了载氮体的高效再生; 历经12次循环后, 负载型钼基载氮体(制备温度为600 ℃)的产氨速率基本稳定在1500 μmol•g^-1•h^-1. 本研究探索了负载型钼基载氮体化学链合成氨的可行性, 结果可为新型过渡金属基载氮体的开发及其化学链合成氨研究提供理论基础.     

高酸位多级孔超稳Y型沸石的制备及催化性能

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTABr）为模板剂,在水热体系对水蒸气处理后的超稳Y型（USY）沸石进行晶化处理,获得高酸量和高水热稳定性的USY-c-w样品。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、固态核磁共振、N₂吸附-脱附、NH₃-程序升温脱附、傅里叶变换红外光谱及吡啶红外对所制备催化剂的物化性质进行详细表征。选用1,3,5-三异丙苯（TIPB）催化裂化作为探针反应,研究制备的催化剂的催化性能,并与工业USY沸石进行对比。结果表明,再次水热晶化后,样品的硅铝骨架局部重构,非骨架铝重新进入沸石骨架,合成样品的硅铝比（n_SiO2/n_Al2O3）由10降至3.0;再晶化后的USY沸石,不仅具有丰富的介孔结构,并且具有更多的弱酸和中强酸位点。在TIPB裂解反应中,再晶化后的USY沸石表现出比原样品更优异的催化性能。     

一株耐盐菌的鉴定及其高盐条件下喹啉降解性能研究

从山西某焦化废水厂的活性污泥中筛选分离出一株耐盐菌株LV4,对其进行鉴定和高盐条件下的喹啉降解性能的研究。通过菌体形态和16S rDNA序列同源性分析鉴定菌株LV4归属于红球菌属(Rhodococcus sp.)。耐盐菌株LV4可在盐度为4%的高盐条件下以喹啉为唯一碳氮源进行生长,并可完全降解初始浓度不高于200 mg/L的喹啉,对应的TOC降解率不低于83.26%,表明菌株LV4在高盐环境中对喹啉具有良好的矿化降解效果。单因素实验结果表明耐盐菌株LV4在高盐条件下降解喹啉的适宜温度为30℃、pH为7～8、转速为120r/min。在高盐环境中耐盐菌株LV4能同时降解喹啉和吡啶,并且吡啶的共存加速了LV4对喹啉的降解,这为高盐废水生物强化处理提供了良好的菌种资源。