二-(2-羟基-5-长链烷基苯基)-甲烷的合成

以脂肪酸、苯酚为原料, 经酰化反应、酯化反应、Fries重排、黄鸣龙还原等步骤, 得到正构长链烷基酚, 再与多聚甲醛在酸性催化剂下进行缩合反应, 生成二-(2-羟基-5-长链烷基苯基)-甲烷, 用核磁共振氢谱和碳谱、红外光谱和元素分析对产物进行了结构鉴定. 据上述反应路线, 以工业品壬基酚和多聚甲醛为原料, 合成出了二-(2-羟基-5-壬基苯基)-甲烷, 并对其工艺条件进行了研究. 结果表明, 选用草酸作催化剂, 烷基酚和甲醛物质的量比为2∶1, 130 ℃反应4 h, 产物产率达到60%, 且反应转化率和选择性分别为63%和95%.     

Br＋活化甲烷C—H键反应机理的理论研究

化甲烷催化剂的可能性. 在B3LYP/6-311＋＋G(3df,3p)和MP2/6-311＋＋G(3df,3p)水平下优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型. 在G2M(＋)水平下计算了各物种的能量. 研究结果表明: CH4与Br＋(3P)反应存在三条不同的吸热反应途径, 与Br＋(1D)反应存在二条不同的放热反应通道. 反应更易于通过单重态反应通道进行. 理论结果不仅较好地解释了实验事实, 还说明Br＋有可能成为一种活化甲烷的催化剂.     

常压等离子体还原的Ni/γ-Al2O3催化剂的程序升温脱附研究

用程序升温脱附(TPD)手段考察了常规焙烧还原(GR)、焙烧后等离子体还原(PR)、未焙烧等离子体直接还原(PDR)三种方法制备的Ni/-γAl2O3催化剂的H2和CO2的吸附-脱附性能,并用X射线衍射和N2吸附方法进行了表征.结果表明,H2的化学吸附发生在活性组分Ni上,而CO2的化学吸附则主要发生在Al2O3载体的强碱性中心.等离子体还原(PR、PDR)的催化剂对H2和CO2的化学吸附量大大增加,且H2的脱附温度分别降低了55和69℃.以H2的化学吸附量为基础计算得到PR和PDR催化剂的分散度分别为32%和58%,分别是GR催化剂的1.23和2.23倍.等离子体还原的催化剂的典型特征是具有良好的分散性、更多的强碱中心以及较低的H2脱附温度.造成这些特征的原因是等离子体使催化剂在较低的温度和较短的时间内还原,最大程度地保持了载体的比表面积,改善了活性组分的分散度.     

CeO2-MOx (M=La3+, Ca2+)改性Pd/γ-Al2O3催化甲烷燃烧性能

采用沉积-沉淀法制备了固溶体CeO2-MOx(M=La3+, Ca2+)改性的Pd/γ-Al2O3催化剂, 利用XRD、Raman和XPS对催化剂进行了表征. 结果表明, 金属(M)离子进入CeO2的晶格, 形成CeO2-MOx固溶体, Raman谱上463 cm-1处对应于Ce—O键的F2g对称伸缩振动强度降低. 其中, 样品Pd/γ-Al2O3-CeO2-CaO在615 cm-1处出现一小峰, 样品Pd/γ-Al2O3-CeO2-La2O3在320 cm-1处出现的肩峰, 都表明固溶体CeO2-MOx的形成使O2-亚晶格结构对称性降低. XPS分析表明, 固溶体改性的Pd/γ-Al2O3催化剂中Pd 的3d5/2结合能比正常价态的PdO的结合能高出0.5-0.6 eV, 形成了一种高度离子化的, 与载体具有强相互作用的Pd物种. 催化甲烷燃烧实验证明, 固溶体CeO2-MOx(M=La3+, Ca2+)改性的Pd/γ-Al2O3催化剂的低温活性和稳定性均高于未经改性的Pd/γ-Al2O3催化剂和仅用CeO2改性的Pd/γ-Al2O3催化剂, 在空速为50000 h-1时, 可使1%CH4-99%空气(体积分数)混合气中甲烷的10%转化温度降至254 ℃, 转化率100%时的转化温度降至340 ℃.     

光热催化甲烷干重整研究进展

随着工业化的推进,化石能源的消耗产生大量温室气体,其中CH₄和CO₂占据温室气体排放的98%以上。将CH₄和CO₂转化为高附加值化学品具有重要的意义,一直受到工业界和学术界广泛关注。传统的热催化甲烷干重整(DRM)可实现将CH₄和CO₂转化为合成气,但该反应过程受热力学限制,需要很高的能量输入,并且由于反应温度较高,催化剂易发生积碳而失活。绿色环保的光催化技术可以使甲烷干重整反应在温和条件下进行,但是存在太阳光利用率和反应转化率较低等问题。最近光热协同催化受到学术界广泛关注。许多研究结果表明,在相对温和的条件下,光热催化DRM可以获得良好的催化效果,可有效实现太阳能转化为化学能。本文简要介绍近期光热催化甲烷干重整反应的研究进展,总结不同金属催化剂在光热催化甲烷干重整中的应用,同时提出了光热催化甲烷干重整存在的一些挑战及展望。     

Carbon Nanotubes,Nanocrystal Forms,and Complex Nanoparticle Aggregates in common fuel-gas combustion sources and the ambient air

Aggregated multiwall carbon nanotubes (with diameters ranging from ∼3 to 30nm) and related carbon nanocrystal forms ranging in size from 0.4 to 2 μm (average diameter) have been collected in the combustion streams for methane/air, natural gas/air, and propane gas/air flames using a thermal precipitator. Individual particle aggregates were collected on carbon/formvar-coated 3mm nickel grids and examined in a transmission electron microscope, utilizing bright-field imaging, selected-area electron diffraction analysis, and energy-dispersive X-ray spectrometry techniques. The natural gas and propane gas sources were domestic (kitchen) stoves, and similar particle aggregates collected in the outdoor air were correspondingly identified as carbon nanocrystal aggregates and sometimes more complex aggregates of silica nanocrystals intermixed with the carbon nanotubes and other carbon nanocrystals. Finally, and in light of the potential for methane-series gas burning as major sources of carbon nanocrystal aggregates in both the indoor and outdoor air, data for natural gas consumption and corresponding asthma deaths and incidence are examined with a degree of speculation regarding any significance in the correlations.     

ABO3型稀土铝酸盐的表面状态及其催化性能

大量文献资料表明,甲烷催化氧化偶联反应中,催化剂的表面状态起着关键作用.本文初步探讨了LnAlO_3对甲烷偶联反应的催化性能,并用X光衍射(XRD)技术表征了催化剂的体相性质,用X光电子能谱(XPS)和程序升温脱附(TPD)技术研究了表面状态、组成和表面碱性,并同催化性能进行了关联.1 实验方法     

相干喇曼诱导甲烷V-T弛豫过程

本文首次报道了用相干喇曼激光诱导红外荧光的方法,研究多原子分于-OH_4的振动能转移过程,并测出v_4振动能级到平动能转移速率常数为:K_(VL)=(8±)×10_(-5).