活性炭担载的铂催化剂在碱性条件下选择性氧化甘油制备乳酸

生物柴油是一种环境友好的燃料,随着其生产及应用的快速增长,其生产过程中重要的副产物甘油将会大量过剩.因此,将甘油转化为高附加值的化学品对于提高生物柴油整体竞争力具有重大意义.乳酸是重要的化工原料,可用于制备生物兼容和可降解的聚乳酸塑料,广泛应用于食品和医药等领域.近年来,由甘油制乳酸的研究受到格外关注,相对于水热反应和氢解反应等,催化选择氧化反应因温和的反应条件而更具竞争力.
　　目前,甘油催化选择氧化制乳酸一般需加入较高比例的NaOH,而碱的类型对反应性能的影响鲜有报道.另外,催化剂常采用TiO2和CeO2等氧化物载体,而炭载体具有比表面积较大、在酸碱溶液中稳定及贵金属易于回收等优点,在催化领域有着广泛应用.因此,本文研究了活性炭(AC)担载的Pt催化剂在甘油催化选择氧化制乳酸反应中的催化性能.
　　首先研究了Pt/AC催化剂和碱在甘油催化选择氧化制乳酸过程中的催化作用.实验发现, Pt/AC和碱协同作用才能得到乳酸. Pt/AC催化剂在甘油脱氢生成中间产物(甘油醛和二羟基丙酮)的过程中起主导作用,碱的存在能够促进甘油羟基脱氢;中间产物实验证实,中间产物生成乳酸过程中碱起主导作用,它促进甘油醛和二羟基丙酮脱水反应和坎尼扎罗重排反应获得乳酸.进一步研究发现,中间产物二羟基丙酮比甘油醛更有利于乳酸生成,而Pt/AC催化剂有利于中间产物氧化为甘油酸.
　　进一步研究了不同类型的碱对反应性能的影响.结果表明,碱金属氢氧化物(LiOH, NaOH, KOH)比碱土金属氢氧化物(Ba(OH)2)更有利于提高甘油转化率和乳酸选择性.在加入碱金属氢氧化物条件下,甘油转化率与其离子半径呈正相关,而乳酸选择性则呈相反趋势.在LiOH存在下,乳酸选择性明显高于NaOH和KOH条件.当LiOH：甘油摩尔比为1.5时,甘油转化率和乳酸选择性均最高.在较低的LiOH与甘油摩尔比时,随着反应的消耗,溶液中的OH–减少,其促进甘油脱氢的作用变弱,并且不利于中间产物进行坎尼扎罗反应,故反应活性和乳酸选择性较差;而当LiOH比例过高时,会导致溶解氧浓度迅速降低,从而使甘油转化率和乳酸选择性下降,同时副产物甘油酸的选择性有所提高.这可能是因为较高比例的碱会促进中间产物甘油醛生成,该中间产物在Pt/AC催化作用下发生进一步氧化反应生成甘油酸.
　　研究了反应时间对催化性能的影响.结果表明,反应6 h后,甘油已经完全转化,乳酸选择性最高,达到69.3%;进一步延长反应时间,乳酸选择性有所下降,而副产物乙酸选择性略有增加,这可能是部分乳酸分解所致. Pt/AC催化剂经5次循环使用后仍保持了较高的甘油转化率和乳酸选择性.     

网球塔的理论分析与实验探究

借助网球之间的摩擦力,可以将网球垒成多层的“网球塔”.“网球塔”问题兼具趣味性、科学性和综合性,研究该问题对锻炼大学生的综合物理素养有重要意义.本文首先以形变程度和接触面积两方面的实验验证了所选网球可以视为刚体;其次,考虑网球条纹等因素测出了球上静摩擦因数与支持力间的关系,进一步给出了稳定网球塔的理论力学分析求解方法,并结合Adams仿真与实际实验进行了验证;最后,指出除顶层外,各层的球数都相同时,可通过改变球的堆积密度和构建“耦合”结构两种方式改变网球塔的结构,并讨论了相关求解中的超静定问题.     

分形凹角蜂窝结构声子晶体振动带隙特性

凹角结构具有优良的减振降噪特性,可以有效衰减结构振动响应,蜂窝结构具有优良的力学特性并已经较为普遍地被应用到工程之中,因此凹角蜂窝的复合结构引起了学者们的关注。本文通过对内凹蜂窝结构分形设计,构建了一种新型声子晶体模型。基于有限元方法对分形凹角蜂窝结构进行分析,计算能带结构以及振动传输特性,分析结构的负泊松比特性以及结构分形对振动带隙的影响。通过改变壁厚和内凹角度等参数,以及在分形结构顶点处填充钢材,可以更好地对某些频段振动产生抑制。结果表明:分形结构仍具有负泊松比特性,分形结构在二阶结构产生的带隙更宽,壁厚和凹角角度的增加会导致结构振动带隙向高频区域转移,填充钢材会使带隙变宽。     

巯基功能化聚倍半硅氧烷微球对银离子的吸附性能

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)为前驱体、氨水为催化剂,通过共聚合法制备了单分散性良好的巯基功能化聚倍半硅氧烷(PSQ-SH)微球。利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对PSQ-SH微球进行了表征,并系统地研究了其对银离子的吸附性能。结果表明:25℃下、银离子初始浓度为0.025mol/L时,PSQ-SH微球对银离子的最大吸附容量为750.21mg/g。PSQ-SH微球对银离子的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学更适合准二级动力学吸附模型。热力学参数表明该吸附过程为吸热反应,并且是自发进行的。     

基于光谱净信号算法的紫外分光光度法快速同时测定复方盐酸阿米洛利片中的盐酸阿米洛利和氢氯噻嗪

结合光谱净信号算法,对紫外光谱相互干扰的复方盐酸阿米洛利片中盐酸阿米洛利和氢氯噻嗪进行快速同时测定。在240～400nm内,通过光谱净信号算法计算盐酸阿米洛利和氢氯噻嗪的光谱净信号,两种组分的质量浓度与其光谱净信号分别在1.6～2.4mg·L~(-1)和16～24mg·L~(-1)内呈线性关系。盐酸阿米洛利和氢氯噻嗪的平均回收率分别为105%～106%和104%～105%。测定结果的相对标准偏差(n=5)分别为0.77%,0.69%。     

人体呼出气中挥发性有机化合物的检测方法

呼出气检测作为一种潜在的新型临床检测手段受到广泛关注。本文详细综述了人体呼出气中挥发性有机化合物(VOCs)的各类检测方法和技术,分别对色谱法、质谱法和光谱及传感器法的原理、特点和最新研究进展进行了介绍,对照总结了目前已确定的异戊二烯、丙酮等疾病生物标志物的各种分析方法和实测数据,并展望了未来的研究动向。     

电感耦合等离子体光谱法测定铜冶炼烟尘中锌

本实验介绍了电感耦合等离子体光谱法测定铜冶炼烟尘中锌含量的分析方法。针对样品碳,硅含量高的特点,有针对性的研究了样品的消解方法,确定采用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸对铜冶炼烟尘样品进行消解。同时进行了干扰试验,确定样品中高含量的铜,铅,砷等对样品测定结果没有影响。并对仪器的工作参数进行了优化。方法检出限为为0.011 mg/L,测定下限为0.019 mg/L,3个样品的相对标准偏差在0.54%~0.92%之间,加标回收率在96%~101.14%之间。该方法样品消解完全,流程短,操作简单,快速,测定准确度高,可以满足铜冶炼烟尘中锌含量的测定。     

沉淀电导滴定法在分析化学实验教学中的实践

设计了一种沉淀电导滴定法,用于测定水合氯化钡中Ba的质量分数。在氯化钡不同初始浓度条件下进行滴定实验,通过比对滴定结果及实验成本,确定氯化钡的最佳初始浓度为6mmol.L-1;该实验内容在实验教学实践中的反应良好,学生在接触科学前沿的同时锻炼了实验动手能力,并能与重量分析法比较,指出沉淀电导滴定分析法的优点。