天然气化学转化新途径

21世纪初将迎来天然气能源时代,作为石油的替代资源,由天然气间接转化(经由合成气)和直接转化为液体燃料或重要化工品原料已成为人们关注的热点。本文简要介绍了80年代以来世界各国和我国有关天然气转化的各种新过程。     

甘油的催化选择氧化

综述了近年来生物柴油主要副产物甘油的催化选择氧化的研究进展。分析了甘油的化学催化选择氧化的反应网络;介绍了催化甘油选择氧化反应主要的催化剂如负载型金属催化剂、多孔催化剂以及有机酰基-TEMPO催化剂的催化性能及其催化机理;评述了甘油催化氧化过程中各反应条件等对产物选择性和反应物转化率的影响;概括了甘油的电催化氧化、甘油催化氧化聚合生成新型聚合物-聚丙酮二酸盐（Polyketomalonate）等新催化反应及其机理,总结了甘油生物催化氧化的产物二羟基丙酮（DHA）的新进展。最后提出了甘油的催化氧化存在的一些问题,并展望了甘油催化氧化的研究和发展方向。     

甘油在微生物代谢合成及生物催化中的应用

生物柴油是一种可再生能源,因其可替代石油来源的柴油而日益受到重视。随着生物柴油工业的蓬勃发展,其制备过程中的主要副产物甘油出现明显的产能过剩。作为一种廉价的清洁资源,甘油的深度开发和利用既是发展生物柴油工业的关键,也符合绿色化学的发展要求。近年来,甘油不仅作为重要的起始原料用于一些高附加值化学品的制备,而且因其独特的理化性质和易降解、生物相容性好等特性,在生物催化和绿色溶剂领域的应用研究日趋活跃。本文主要综述了甘油在工业微生物发酵、生物合成和绿色溶剂领域的研究进展,并就其应用中存在的一些问题,如甘油原料品质和微生物利用效率等进行分析,同时展望了甘油在生物催化领域的应用前景。     

制备丙二醇的绿色方法——甘油催化氢解

以新课标高中化学中醇的化学性质和酯的水解反应知识为切入点,介绍一种符合绿色化学理念的丙二醇制备法——甘油催化氢解的基本原理和3种主要机理,供一线教师用于高中化学教学实践。     

催化抗体化学的新进展

近年来，生物有机化学中的最新成就之一是催化抗体的开发成功。其蓬勃发展的势头，方兴未艾。本文介绍催化抗体的多样性及其根源、产生方法、催化特性及发展前景。     

深黄被孢霉催化转化脂肪醇合成不饱和脂肪酸的初步研究

The unsaturated fatty acids were biosynthesized by Mortierella isabellina grown on fatty alcohols (butanol, hexadecanol, octadecanol, etc) at 28 ℃ for 5 d and the fatty acid composition was analyzed by gas chromatography. The results showed that more lipid and higher content of the corresponding unsaturated fatty acids could be biosynthesized by the fungi grown on the long chain alcohols. Meanwhile, long chain alcohols were converted more quickly and had higher conversion. It suggests that long chain alcohols are more practical substrates.     

萃取耦合化学转化法提质生物油油溶相的研究

采用萃取耦合化学转化技术对生物油油溶相进行了提质研究。将稻壳快速裂解油加入适宜水使其自然分为水溶相和油溶相。以正丁醇为萃取剂和转化剂,通过在线萃取将油溶相中的酸、醛、酮等可萃物不断萃取出来,再经酯化、缩醛化反应,转化为相应正丁醇的酯、缩醛和半缩醛等。与生物油直接酯化提质相比,萃取耦合化学转化法可以显著抑制提质过程中的结焦问题,降低了提质油相的含水量和酸值,提高了其热值和可挥发性。此外,还考察了油溶相预氧化和预还原对萃取耦合化学转化提质的影响。结果表明,预氧化后可将油溶相中的醛类转化为酸,再经酯化转化为稳定性好的酯类,提质后的油品水含量低于4%,热值高于30 MJ/kg,酸值低于2 KOH mg/g,并且结焦率为零。     

镁合金化学转化膜的制备及其性能研究

在磷酸钠-磷酸二氢铵-高锰酸钾体系中对镁合金进行化学转化处理.研究了磷酸钠、磷酸二氢铵、高锰酸钾、温度、时间和添加剂对转化膜性能的影响.通过对转化膜结构、成分及性能的测试评价,得到了性能较好的化学转化溶液配方:Na3PO4为5g·L-1,NH4H2PO4为15 g· L-1,KMnO4为1g· L-1,添加剂(NH4)6 Mo7O24为0.5g·L-1.由SEM可观察到转化膜的表面成“干枯河床”状.XRD和EDS检测表明,膜层的主要成分是Mg,Al12 Mg17和无定形相,膜层表面主要有Mn,Mg,K,O和Al等元素组成.腐蚀实验和电化学测试表明,添加剂能够降低转化膜的腐蚀率,转化膜较基体的腐蚀电位正移了0.73 V,提高了镁合金的耐蚀性.     

MoVOx催化甘油选择性氧化性能研究

通过添加亮氨酸/谷氨酸制备了MoVOx复合金属氧化物,考察了亮氨酸/谷氨酸添加浓度对MoVOx晶相组成及含量的影响。将制备的MoVOx用于催化甘油选择性氧化性能研究。研究表明,添加亮氨酸/谷氨酸能够抑制产物中V2O5的生成。与谷氨酸相比,添加亮氨酸可以进一步减少产物中MoO3的含量。此外,当添加谷氨酸摩尔比为Mo:V:Glu=1:1:0.5时制备的MoVOx呈现出特殊的多层片状结构,该样品(Mo/V/Glu-0.5)在催化甘油选择性氧化反应中表现出优异的性能,当催化反应温度为340 ℃时,甘油的转化率为98.17%,丙烯醛和丙酮选择性分别为45.96%和34.84%。此时,体系中MoV2O8和MoO3的含量分别为65.56%和34.44%,表明MoVOx催化甘油选择性氧化反应中MoV2O8和MoO3具有明显的协同效应。     

“谈话三步曲”——化学学困生转化策略研究

结合化学教学实践,以具体案例来阐述谈话三步曲的具体实施要点和方法,旨在使化学学困生的转化这一问题的解决更有规律可循,更具有针对性、系统性和可操作性。     

甘油催化氢解制备1,2-丙二醇催化剂研究进展

综述了近年来通过生物柴油生产过程中的副产物甘油催化氢解制备高附加值1,2-丙二醇的催化剂研究新进展.对各类催化剂的研究工作做了简要的总结,并对研究热点做出展望.     

Glycerol Valorization—The Role of Biochar Catalysts

The conversion of renewable feedstocks into new added-value products is a current hot topic that includes the biodiesel industry. When converting vegetable oils into biodiesel, approximately 10% of glycerol byproduct is produced. Glycerol can be envisaged as a chemical platform due to its chemical versatility, as a scaffold or building block, in producing a wide range of added-value chemicals. Thus, the development of sustainable routes to obtain glycerol-based products is crucial and urgent. This certainly encompasses the use of raw carbonaceous materials from biomass as heterogeneous acid catalysts. Moreover, the integration of surface functional groups, such as sulfonic acid, in carbon-based solid materials, makes them low cost, exhibiting high catalytic activity with concomitant stability. This review summarizes the work developed by the scientific community, during the last 10 years, on the use of biochar catalysts for glycerol transformation.     

Catalytic Production of Alanine from Waste Glycerol

Chemical synthesis of amino acids directly from biomass feedstock is rare. Reported here is a one‐step protocol to convert crude glycerol, from the biodiesel industry, into 43 % alanine over a Ru₁Ni₇/MgO catalyst. The multifunctional catalytic system promotes glycerol conversion into lactic acid, and then into alanine. X‐ray absorption spectroscopy and scanning transmission electron microscopy revealed the existence of bimetallic RuNi species, whereas density‐functional theory calculations suggested Ni‐doped Ru substantially decreased the E_a of C?H bond dissociation of lactate alkoxide to form pyruvate, which is the rate‐determining step. The catalytic route established in this work creates new opportunities for glycerol utilization and enriches the substrate scope of renewable feedstock to access value‐added amino acids.     

光敏热成像材料的化学增感进展

本文综述了近年来光敏热成像(PTG)材料在化学增感方面取得的相关新进展.在分析文献结果以及结合作者相关实验数据的基础上提出了进行化学增感的有效方法,即提高卤化银外部潜影的形成效率,或者提高银离子供应源在显影过程中的热迁移能力.文章对PTG材料在化学增感方面的发展提出了一些见解和想法.     

Robust CoAl Alloy: Highly Active,Reusable and Green Catalyst in the Hydrogenolysis of Glycerol

CoAl alloy catalyst is found, for the first time, to be highly active, selective and reusable for the synthesis of diols via the hydrogenolysis of glycerol under mild conditions. The products and the catalyst could be self‐separated from the reaction system through a simple reactor.     

甘油催化氢解的研究与应用

近年来由于生物柴油产业的快速发展,甘油作为其生产过程中的副产品大量生成,合理利用这些过剩的甘油将有助于增加整个生物柴油产业的经济效益。本文对近年来利用甘油为原料催化氢解合成二元醇（1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和乙二醇）的研究进展进行了综述,介绍了甘油催化氢解的研究背景,着重讨论了甘油催化氢解生成二元醇的反应机理（包括脱水-加氢机理、脱氢-加氢机理和螯合机理）和甘油催化氢解在生产二元醇上的应用,并对甘油催化氢解的发展前景做了展望。     

多相催化生物甘油选择性氧化制取1,3-二羟基丙酮的研究进展北大核心CSCD

1,3-二羟基丙酮(DHA)是一种重要的化工原料,广泛应用于医药、化妆品及食品等领域.通过催化选择性氧化甘油制备DHA是一条高效、经济的工艺路线,而催化剂的种类及反应方式被证明对DHA的产率有较大影响.因此,结合近些年来相关文献,系统阐述了热、光和电这3种催化反应方式在甘油氧化制取DHA上的研究进展,并重点介绍了热催化路径中所选用的催化剂、相关研究实例及反应机理.最后,对甘油制备DHA的多路径选择性氧化的研究前景进行了展望.     

Acid‐, Water‐ and High‐Temperature‐Stable Ruthenium Complexes for the Total Catalytic Deoxygenation of Glycerol to Propane

The ruthenium aqua complexes [Ru(H₂O)₂(bipy)₂](OTf)₂, [cis‐Ru(6,6′‐Cl₂‐bipy)₂(OH₂)₂](OTf)₂, [Ru(H₂O)₂(phen)₂](OTf)₂, [Ru(H₂O)₃(2,2′:6′,2′′‐terpy)](OTf)₂ and [Ru(H₂O)₃(Phterpy)](OTf)₂ (bipy=2,2′‐bipyridine; OTf^?=triflate; phen=phenanthroline; terpy= terpyridine; Phterpy=4′‐phenyl‐2,2′:6′,2′′‐terpyridine) are water‐ and acid‐stable catalysts for the hydrogenation of aldehydes and ketones in sulfolane solution. In the presence of HOS(O)₂CF₃ (triflic acid) as a dehydration co‐catalyst they directly convert 1,2‐hexanediol to n‐hexanol and hexane. The terpyridine complexes are stable and active as catalysts at temperatures ≥250 °C and in either aqueous sulfolane solution or pure water convert glycerol into n‐propanol and ultimately propane as the final reaction product in up to quantitative yield. For the terpy complexes the active catalyst is postulated to be a carbonyl species [(4′‐R‐2,2′:6′,2′′‐terpy)Ru(CO)(H₂O)₂](OTf)₂ (R=H, Ph) formed by the decarbonylation of aldehydes (hexanal for 1,2‐hexanediol and 3‐hydroxypropanal for glycerol) generated in the reaction mixture through acid‐catalyzed dehydration. The structure of the dimeric complex [{(4′‐phenyl‐2,2′:6′,2′′‐terpy)Ru(CO)}₂(μ‐OCH₃)₂](OTf)₂ has been determined by single crystal X‐ray crystallography (Space group P (a=8.2532(17); b=12.858(3); c=14.363(3) Å; α=64.38(3); β=77.26(3); γ = 87.12(3)°, R=4.36 %).     

高分散纳米银催化剂一锅高效催化生物质基甘油和苯胺合成3-甲基吲哚

将ZnO改性的高分散纳米银催化剂(Ag/SiO₂-ZnO)成功地用于生物质基甘油与苯胺一锅高效合成3-甲基吲哚的反应中。 通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、氨气和二氧化碳程序升温脱附(NH₃-TPD或CO₂-TPD)、热重(TG)分析和电感耦合等离子体(ICP)发射光谱技术手段研究了银基催化剂的结构和性能。 结果表明,向Ag/SiO₂-ZnO催化剂加入ZnO助剂能增强银与载体之间的相互作用,使银粒子可以牢固地锚定在SiO₂-ZnO载体上,不仅提高了银的分散度,而且有效抑制了反应过程中银纳米粒子的聚集或烧结。 此外,ZnO还能显著增加银基催化剂的酸性位点及碱性位点,这对甘油氢解生成1,2-丙二醇非常有利,明显促进了3-甲基吲哚的合成。 反应16 h,3-甲基吲哚收率高达64%,催化剂重复使用4次,收率仅降低4%。 另外,提出了甘油和苯胺在Ag/SiO₂-ZnO催化剂上合成3-甲基吲哚的机理,其中1,2-丙二醇是制备3-甲基吲哚的中间体。