Ti-MWW分子筛催化叔丁基过氧化氢氧化脱硫

以Ti-MWW为催化剂,考察了不同氧化剂对分别含有苯并噻吩、二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩等有机硫化物模拟油品氧化反应的影响,结果表明,叔丁基过氧化氢对有机含硫化合物的氧化活性明显高于过氧化氢水溶液。以叔丁基过氧化氢为氧化剂,三种噻吩类含硫化合物氧化的难易顺序为二苯并噻吩> 4, 6-二甲基二苯并噻吩> 苯并噻吩,其氧化活性顺序与含硫化合物中硫原子的电子云密度和空间位阻有关。考察了Ti-MWW/叔丁基过氧化氢催化氧化体系对成品柴油的催化氧化脱硫,结果表明,成品柴油中的含硫化合物可被有效地氧化脱除,在优化的反应条件下,经过两次氧化、萃取后,成品柴油中的总硫含量从1015μg/mL降低至11μg/mL,总脱硫率达到99%。     

添加磷钨酸的离子液体萃取催化氧化脱硫研究

研究了以3-辛基-1-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体(C_8mimBF_4)为萃取剂,磷钨酸(H_3PW_(12)O_(40))为催化剂,质量分数为30%的过氧化氢(H_2O_2)为氧化剂,将模拟油中的特征硫化物苯并噻吩(BT)氧化成相应砜类物质的萃取催化氧化脱硫(ECODS)过程。通过正交试验确定其最佳反应条件:反应温度40℃、氧硫摩尔比8:1、H_3PW_(12)O_(40)与硫摩尔比8:100、萃取剂与模拟油体积比1:10、反应时间60min,在此条件下BT模拟油的脱硫率可达95.72%。同时在最佳反应条件下考察了该ECODS体系对其他类型硫化物为底物的模拟油的脱硫性能,实验结果表明几乎可以完全除去二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)。由正交试验极差可知,各因素对BT模拟油ECODS影响的优先顺序为:催化剂用量反应时间反应温度氧硫摩尔比剂油比。动力学实验结果表明BT氧化符合拟一级动力学模型,并计算了反应速率常数和半衰期。     

多酸结构对纳米钛硅TS-1沸石催化氧化脱硫性能的影响

采用浸渍法合成了纳米钛硅TS-1沸石负载的钼系列多金属氧酸盐(POM)复合催化剂,采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、固体紫外漫反射(UV-Vis)、X-ray粉末衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、³¹P和²⁹Si魔角核磁共振(MAS-NMR)等对催化剂的结构进行表征。 研究结果表明,在低温焙烧或烘干条件下,负载后催化剂多酸的结构保持,钼酸铵高温(550 ℃)焙烧后转变为三氧化钼。 以有机硫化物噻吩(TH)、苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)的正辛烷溶液为模拟油品评价了催化剂的氧化脱硫性能。 实验结果表明,纳米TS-1沸石载体上不同结构多酸作为脱硫催化剂对硫化物的脱除活性顺序为:Keggin型Mo-POM＞Anderson型Mo-POM＞Dawson型Mo-POM＞Mo-金属氧化物。以上述负载的多酸为催化剂,在反应条件为:V(模拟油)=V(乙醇)=10.0 mL,m(催化剂)=0.2 g,n(H₂O₂)∶n(S)=10∶1,温度60 ℃,硫化物按照由易到难的脱除顺序为TH＞DBT＞BT,与常规的TS-1沸石或者多酸催化剂的脱除顺序存在明显差异。 这是纳米TS-1沸石对于有机硫分子氧化反应的择形效应和POM催化氧化脱硫的电子云密度影响综合作用的结果。 Keggin型Mo-POM催化剂具有良好的循环使用性能,是一类制备方法简单、催化活性高且稳定性好的绿色环保型催化剂。     

四正丁基溴化铵催化氧化柴油中硫化物的研究

研究了相转移催化剂四正丁基溴化铵催化氧化柴油中硫化物的效果。结果表明,较适宜的脱硫条件是:反应时间60 min,柴油/氧化体系质量比1∶1,过氧乙酸/乙酸酐质量比1∶2,四正丁基溴化铵用量为柴油质量的0.1%,反应温度45℃。反复使用氧化体系可使柴油脱硫率达到95.3%。初步探讨了相转移氧化反应机理,认为氧化产物砜的极性是产生脱硫效果的直接原因。     

银离子修饰的介孔磷钨酸/二氧化硅催化剂氧化脱硫性能研究(英文)

采用银修饰介孔磷钨酸/二氧化硅(mesoporous HPW/SiO2)催化剂,并研究了其在模拟柴油和真实柴油氧化脱硫反应中的催化性能.通过银修饰介孔HPW/SiO2,结合银离子对有机硫化物的选择吸附性和HPW对有机硫化物的催化氧化活性,以达到选择氧化脱硫的目的.模拟柴油分别采用石油醚、苯、1-辛烯和二苯并噻吩配制,当银离子与HPW的摩尔比为2时,催化剂具有最高的选择催化氧化活性.采用N2 吸附-脱附、XRD、UV-vis和EDS表征了银修饰的介孔HPW/SiO2催化剂,结果表明,银物种分散均匀且以Ag+形式存在.真实柴油的脱硫研究表明,相比介孔HPW/SiO2催化剂,修饰的催化剂介孔Ag2-HPW/SiO2脱硫率提高了4.6%,初始硫含量为1800×10-6的直馏柴油能被脱除至228×10-6,脱硫率为87.3%.介孔Ag2-HPW/SiO2催化剂具有良好的再生性能,经再生处理后,Ag的损失量极少,其三次脱硫率达到84.8%.     

DESs/SG催化剂的制备及其氧化脱硫性能

通过溶胶-凝胶法将脯氨酸基低共熔溶剂负载到硅胶上制得DESs/SG型催化剂。采用FT-IR、XRD、SEM/EDS及N_2吸附-脱附等手段对催化剂的结构进行表征。结果发现,低共熔溶剂可以成功负载到硅胶中,硅胶的比表面积和孔体积有所下降,而孔径增大。以DESs/SG为吸附剂和催化剂,H_2O_2为氧化剂,研究其对模拟油中的二苯并噻吩的脱除性能,考察了低共熔溶剂负载量、反应温度、n(H_2O_2)/n(S)比、催化剂用量、含硫化合物的类型以及催化剂循环使用次数对脱硫效率的影响。结果表明,在最优脱硫条件下,DESs/SG对二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩和苯并噻吩的脱硫率分别为97%、96. 5%和46. 4%;催化剂循环使用九次后,催化脱硫效率仍高达89. 4%。     

催化柴油中硫化物的气相-原子发射光谱分析方法及应用

 建立了催化柴油馏分中各种硫化物类型分布的气相 原子发射光谱分析方法,考察了条件对各种硫化物分离的影响,定性(或归类)了催化柴油中的130多个硫化物,计算了程序升温条件下各种硫化物的保留指数,为不同实验室的定性比较和方法的转让提供了依据。硫化物中的硫在2mg/L～1000mg/L时其质量浓度与峰面积呈较好的线性关系,相关系数达0 997。几种硫化物(苯并噻吩、4 甲基苯并噻吩、二苯并噻吩、4 甲基二苯并噻吩、4,6 二甲基二苯并噻吩)6次测定所得峰面积的相对标准偏差均小于5 0%。当信噪比(S/N)为3时,测得苯并噻吩硫的检出限为0 1mg/L。     

气相色谱法测定催化柴油中硫化物类型分布及数据对比

采用气相色谱-氢火焰离子化检测器-硫化学发光检测器（GC—FID—SCD）联用技术,建立了催化柴油中各种硫化物类型分布的分析方法。考察了色谱条件对催化柴油中各种硫化物分离的影响,定性了某催化柴油中的120多个硫化物,该方法还可以同时提供催化柴油中正构烷烃含量的分布信息。硫化物中的硫在1．5—700mg／L时其峰面积与质量浓度呈较好的线性关系,相关系数达0．9999,响应与硫化物的类型无关。催化柴油中苯并噻吩、4-甲基苯并噻吩、二苯并噻吩、4-甲基二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩等主要硫化物浓度测定的相对标准偏差（RSD）均小于5．0％。当信噪比（S／N）为3时,测得苯并噻吩硫的检出限为0．1mg／L。将该方法用于不同来源柴油中各种硫化物类型分布的研究,并与气相色谱一原子发射光谱检测器（GC—AED）测硫的数据进行了对比,两种检测器的定量结果大多数具有较好的相关性,相关系数大于0．95。     

功能化含磷钼酸介孔硅材料的制备及其在深度氧化脱硫中的应用

随着全球工业的快速发展,化石燃料的消耗量日益增加,从而导致有毒污染物的排放量随之增加.燃料油中的含硫化合物燃烧后会形成SOx.SOx排放到大气中会形成酸雨污染环境.因此,超清洁燃料的生产迫在眉睫.目前主要的脱硫工艺为加氢脱硫(HDS).HDS能够有效脱除燃油中的硫醚、硫醇和二硫化物等含硫化物,但对于芳香族硫化物及其衍生物(如苯并噻吩、二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩等)的脱除效果较差,而且HDS需要在高温、高压且有合适催化剂存在的条件下进行反应.因此,开发操作简单、反应条件温和、能够高效脱除芳香族硫化物及其衍生物的脱硫工艺已成为目前研究的热点.催化氧化脱硫(CODS)能够在温和条件下高选择性脱除芳香族硫化物及其衍生物,作为HDS的有效补充,在深度脱硫领域的应用得到了广泛认可.目前适用于CODS的催化剂有分子筛、甲酸、过氧化物酶、氧化钼和杂多酸等.其中,含钼(VI)催化剂在CODS中表现出良好的性能,得到了广泛的研究和应用.在CODS中,催化剂载体同样起着重要作用.从实际应用角度出发,无定形二氧化硅在制备过程及经济性方面存在着不可替代的优势.到目前为止,无定形SiO2负载磷钼酸(HPMo)作为CODS催化剂的研究鲜有报道.本课题组以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为介孔模板剂,以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,通过沉淀法直接合成了功能化含HPMo介孔复合材料HPMo-SiO2.采用XRD,FT-IR,31P-NMR和XPS等测试手段对所制备的材料进行了表征.结果表明,作为催化活性位点的钼以磷钼酸的形式存在,磷钼酸的Keggen结构在负载过程中没有遭到破坏,并且活性磷钼酸能够均匀分散在二氧化硅载体上.HPMo-SiO2的比表面积为365.0 m2/g,总孔容为1.237 cm3/g,平均孔径为12.91 nm.本文系统研究了模型油脱硫反应条件、催化剂循环使用次数及催化反应动力学.结果表明,HPMo-SiO2具有高效的脱硫活性,在反应温度为55oC,催化剂与模型油质量比为0.7%,反应时间为10 min的条件下,二苯并噻吩(DBT)脱除率可达100%;在反应温度为60oC,催化剂与模型油质量比为1.0%,反应时间为30 min的条件下,苯并噻吩(BT)脱除率可达100%.同等反应条件下,DBT的反应活性大于BT.DBT及BT的氧化脱除反应均符合表观一级动力学模型,且DBT脱除反应的表观活化能小于BT脱除反应.所制备的催化剂经过10次循环使用,DBT脱除率仍可以达到95.2%(BT为95.7%),说明所制备的HPMo-SiO2催化剂具有高活性和强稳定性.通过气质联用及微库仑仪对反应产物进行了分析,结果表明,BT和DBT的氧化产物分别为苯并噻吩砜(BTO2)和二苯并噻吩砜(DBTO2),且氧化产物全部被催化剂吸附,油品中没有含硫化合物的存在,因此不需要后续的氧化产物分离操作,提高了整个脱硫工艺的经济性,并且有效减少了分离操作带来的油品损失.     

超声与微波条件下Ce4+对柴油氧化脱硫的比较研究

分别在超声和微波条件下使用Ce4 把柴油中的硫化物(主要为苯并噻吩类)氧化成砜类化合物后,再用DMF把它萃取除去。超声条件下的氧化脱硫得到95.5%的高脱硫率,达到世界燃料规范Ⅲ柴油质量标准。微波条件下的氧化脱硫得到82.7%的脱硫率。Ce4 氧化媒质可以经电化学方法再生循环利用,DMF也可以循环利用,无三废排放,具有优化的经济效益比,符合绿色化学发展的趋势。     

己内酰胺基酸性低共熔剂对柴油的氧化脱硫:低共熔剂组成与催化反应活性（英文）

汽车尾气中硫化物的排放所导致的酸雨和PM2.5等环境污染问题广受关注.各个国家和地区也相继制定了严格的标准来控制柴油中的含硫量.加氢脱硫工艺成熟,但是需要在高温高压下进行,并且柴油中二苯并噻吩及其衍生物的位阻效应使得加氢脱硫难以将其脱除.氧化脱硫作为加氢脱硫的补充技术,以其反应条件温和等优点成为脱硫研究的重要课题.作为离子液体类似物,低共熔剂不仅具有离子液体的优点,而且无毒、生物可降解、价格低廉,且制备过程简单,是一种绿色溶剂.低共熔剂作为萃取剂和催化剂用于柴油的氧化脱硫中,展现出非常好的应用前景.尽管在低共熔剂氧化脱硫体系中氢键发挥着重要的作用,但是关于低共熔剂组成,氢键强度与氧化脱硫反应活性三者之间关系的探究相对缺乏.本文以己内酰胺和草酸为原料,调节二者配比制备了一系列己内酰胺基低共熔剂.通过差示扫描量热法、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱以及热重分析对制备的低共熔剂进行表征,从而确定组成与氢键之间的关系.将制备的低共熔剂应用于氧化脱硫体系中,发现氧化脱硫率随着低共熔剂组成的变化而规律变化.此外,系统地研究了影响氧化脱硫效率的反应参数.结果表明,在优化的反应条件下,己内酰胺基酸性低共熔剂的脱硫率可以达到98%.该反应体系下,三种不同硫化物的脱除率按照以下顺序依次递减:二苯并噻吩4,6-二甲基二苯并噻吩苯并噻吩.实验数据与表征结果表明,在低共熔剂氧化脱硫体系中氢键相互作用影响脱硫效率,而氢键相互作用则可以通过调节低共熔剂的组成来改变.该结果为了解柴油深度脱硫机理提供了新的思路.     

EMIES/p-TsOH型低共熔溶剂的合成及其氧化脱硫性能的研究

通过1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体（EMIES）和对甲苯磺酸（p-TsOH）的混合物制备EMIES/p-TsOH型低共熔溶剂。其结构特征通过红外光谱、氢谱和热重技术进行了分析。并以EMIES/p-TsOH作为催化剂与萃取剂,H₂O₂作为氧化剂研究了其对模拟油中的硫化物的脱除性能。考察了反应温度、n（H₂O₂）/n（S）比、低共熔溶剂加入量及硫化物类型对脱硫效果的影响。在最佳的条件下,模拟油中二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）和苯并噻吩（BT）的脱除率分别为96.2%、92.2%和88.8%。经过五次循环使用后,DBT的脱除率仍达到93.6%。对该脱硫体系进行了动力学分析,其表观活化能为66.4kJ/mol。     

Structural study of BSA/poly(ethylene glycol) lipid conjugate complexes

In this work we report the structural characteristics of bovine serum albumin/poly(ethylene glycol) lipid conjugate (BSA/PEG(2000)-PE) complexes under physiological conditions (37 degrees C and pH 7.4) for particular fractions of BSA to PEG-lipid concentration, c(BSA)/c(PEG)(2000)-PE. Ultraviolet fluorescence spectroscopy (UV) results shown that PEG(2000)-PE is associated to BSA, leading to protein unfolding for fixed c(BSA) = 0.01 wt % and variable c(PEG)(2000)-PE = 0.0015-0.6 wt %. Tryptophan groups on the BSA surface are in contact with the PEG-lipid at c(PEG)(2000)-PE = 0.0015 wt %, while they are exposed to water at c(PEG)(2000)-PE > 0.0015 wt %. Dynamic and static light scattering (DLS and SLS) and small-angle neutron scattering (SANS) point out the existence of individual BSA/PEG-lipid complexes in the system for fixed c(BSA) = 1 wt % and variable c(PEG)(2000)-PE = 0.15-2 wt %. DLS shows that there is only one BSA molecule per protein/PEG-lipid complex, while SLS shows that the PEG-lipid associates to the BSA without promoting aggregation between adjacent protein/polymer-lipid conjugate complexes. SANS was used to show that BSA/PEG(2000)-PE complexes adopt an oblate ellipsoidal shape. Partially unfolded BSA is contained in the core of the oblate ellipsoid, which is surrounded by an external shell containing the PEG(2000)-PE.     

Why do ammonium salt/phenol-based deep eutectic solvents show low viscosity?

The viscosity of deep eutectic solvents (DESs) plays an important role in determining how they are used industrially. In order to gain a deeper insight into the parameters which affect the viscosity of ionic DES, a series of systems composed of ammonium salts and two types of representative donors were prepared and characterized. They were investigated by quantum-chemistry calculations and molecular dynamics simulations. The viscosity of phenol/4-methylphenol-based system is much lower than that of glycolic acid-based system. Moreover, DESs containing glycolic acid exhibit higher activation energy values compared with DESs containing phenolics. It was found the existence of a strong charge transfer complex between glycolic acid and ammonium salt, thus suggesting its vital role in the fluidity difference of studied mixtures. The hydrogen bonds of glycolic acid-based system are partially covalent and partially electrostatic, manifested via atoms in molecules (AIM) analysis. Additionally, Cl^??HO_{phenolic hydroxyl} is expected to be less covalent than Cl^??HO_carboxyl, which is also identified by lower delocalization index in the AIM basin. The interaction network stability of glycolic acid-based DES is more robust than that of phenolics-based one due to the strong covalency of hydrogen bond. This is the main reason that ammonium salt/phenol-based DESs show low viscosity. This work gives new perspectives on more rational design of novel DES with low viscosity.     

Crystallographic Understanding of Photoelectric Properties for C60 Derivatives Applicable as Electron Transporting Materials in Perovskite Solar Cells

Hundreds of C₆₀ derivatives stand out as electrontransporting materials(ETMs), for example, in perovskite solar cells(PSCs), due to their properties on electron extraction or defect passivation. However, it still lacks of guidelines to update C₆₀-based ETMs with excellent photoelectric properties. In this work, crystallographic data of eight C₆₀-based ETMs, including pristine C₆₀ and the well-known PCBM as well as six newly synthesized fullerenes, are analyzed to establish the connections between derivatized structures and photoelectric properties for the typical carbon cluster of C₆₀. In terms of packing centroid-centroid distance between neighboring carbon cages, the crystallographic data are useful for probing photoelectric properties, such as electrochemical properties, electron mobility and photovoltaic performances, and therefore facilitate to design novel C₆₀-based ETMs for PSCs with high performances.     

Novel diethanolamine based deep eutectic mixtures for carbon dioxide (CO2) capture: synthesis and characterisation

In this work, diethanolamine was successfully used as a hydrogen bond donor to prepare three different deep eutectic solvents (DESs) using three quaternary ammonium salts at different molar ratios. Important physical properties of the prepared DESs including melting point, glass transition, crystallisation temperature, density, refractive index and viscosity were measured in temperature ranging from (298.15 to 358.15 K). Moreover, in order to explore the changes in chemical structures of the DESs, FTIR analysis was performed. The developed DESs have melting points lower than 293.15 K, and of significantly low density (close to water) and comparable viscosity. The effect of temperature and molar ratio on physical properties were also discussed. Empirical models were used to correlate the density, refractive index and viscosity data of the DESs as a function of temperature and molar ratio. A quantitative analysis, also called as ANOVA analysis, was conducted to investigate the significance of the experimental physical properties data. The new DESs prepared in this work have a potential to be used in numerous applications including CO₂ capture.     

聚乙二醇稳定的RuB非晶态纳米催化剂对吡啶及其衍生物加氢反应

制备了聚乙二醇(PEG)稳定的RuB非晶态纳米催化剂, 采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)对催化剂进行表征. 结果表明, RuB以高分散态存在, 其平均粒径为2.4 nm. 该催化剂体系对吡啶及其衍生物显示了优异的催化活性和选择性. 在100 ℃、氢气压力3.0 MPa, 催化剂与底物的摩尔比为1/670的条件下, 反应60 min, 催化吡啶加氢的转化率大于99.0%, 生成哌啶的选择性为100%. 对含不同取代基的底物的加氢反应活性顺序如下: 2-甲基吡啶>2,6-二甲基吡啶>吡啶.     

四种深共融溶剂的性质:密度、电导率、动力粘度及折光率

制备了四种四丁基氯化铵类深共融溶剂,包括四丁基氯化铵:丙酸[TBAC:2PA]、四丁基氯化铵:乙二醇[TBAC:2EG]、四丁基氯化铵:聚乙二醇[TBAC:2PEG]、四丁基氯化铵:苯乙酸[TBAC:2PAA].在288.15-338.15 K温度范围内,测定了它们的密度、电导率、动力粘度及折光率.讨论了温度对密度、电导率、动力粘度及折光率等性质的影响.通过经验方程估算了深共融溶剂的热膨胀系数、分子体积、标准摩尔熵及晶格能等热力学性质参数.利用Vogel-Fulcher-Tamman (VFT)方程和Arrhenius方程,将测量的电导率和动力粘度对温度拟合,得到了动力粘度和电导率随温度变化方程式.有关研究对深共融溶剂的工业化应用具有重要意义.     

Catalytic oxidation of organic substrates by molecular oxygen and hydrogen peroxide by multistep electron transfer--a biomimetic approach

Oxidation reactions are of fundamental importance in nature, and are key transformations in organic synthesis. The development of new processes that employ transition metals as substrate-selective catalysts and stoichiometric environmentally friendly oxidants, such as molecular oxygen or hydrogen peroxide, is one of the most important goals in oxidation chemistry. Direct oxidation of the catalyst by molecular oxygen or hydrogen peroxide is often kinetically unfavored. The use of coupled catalytic systems with electron-transfer mediators (ETMs) usually facilitates the procedures by transporting the electrons from the catalyst to the oxidant along a low-energy pathway, thereby increasing the efficiency of the oxidation and thus complementing the direct oxidation reactions. As a result of the similarities with biological systems, this can be dubbed a biomimetic approach.