ZnCl2催化木质素磺酸盐加氢液化的溶剂效应

选用ZnCl₂为催化剂在高压反应釜中进行加氢液化反应,利用GC-MS和红外光谱技术,研究溶剂极性及供氢能力对木质素磺酸盐液化产率及产物的影响。产率分析表明,极性溶剂有利于木质素液化转化,供氢溶剂有利于提高轻馏分产率,水溶剂条件下木质素液化转化率最高,甲醇溶剂体系条件下轻馏分产率最高,相对最低液化转化率及轻馏分产率的1,4二氧六环溶剂体系分别提高2.0倍和1.9倍。GC-MS分析表明,中等极性溶剂有利于中间产物溶解稳定,供氢溶剂四氢萘通过释放氢自由基结合稳定中间产物。乙醇溶剂条件下中间产物相对含量是48.76%,相对最低含量水溶剂体系提高2.2倍。红外光谱分析表明,醇类溶剂参与反应,焦油产物羟基峰强度增强。     

醇类在惰性溶剂中的缔合溶液热力学

用Kretschmer-Wiebe模型结合Hildebrand-Scatchard公式处理含醇体系的活度系γ_i,得到醇类的自身缔合平衡常数K_A和氢键生成焓h_A。在烷烃溶剂中,K_A与烷烃的碳原子数关系不显著。在同一溶剂中,K_A依下列顺序减小: 甲醇>乙醇>正丙醇>正丁醇; 正丙醇>异丙醇; 正丁醇>异丁醇>仲丁醇>叔丁醇。所测醇类的h_A的平均值为:k_A=-24.3±0.6kJmol~(-1),与醇类的碳原子数及异构关系不显著计算出醇类-角鲨烯体系偏离Hildebrand-Scatchard公式的相互作用常数l_(AB),l_(AB)均为负值,|l_(AB)|依下列顺序减小: 甲醇>乙醇>正丙醇>正丁醇; 正丙醇>异丙醇; 正丁醇>异丁醇>仲丁醇>叔丁醇     

典型醇类物质超临界水氧化反应途径研究

采用自主设计的连续流动气封壁超临界水氧化反应装置,研究了典型醇类物质甲醇、乙醇和异丙醇在超临界水中氧化的反应途径,并归纳了醇类物质超临界水氧化反应的规律及特点。研究结果表明,甲醇超临界水氧化反应的主要中间产物为甲醛,同样条件下转化率较乙醇和异丙醇低;乙醇和异丙醇超临界水氧化反应的主要中间产物为丙酮、乙酸、乙醛和甲醇等。三种醇超临界水氧化过程中均涉及到大量活性自由基的相互作用,表现为脱氢、裂解和聚合等反应形式;产物包括碳链增长、不变、降低三种类型。总体来看,醇类物质超临界水氧化反应的趋势是向碳链降低的方向进行,即通过一系列中间产物最后生成CO₂和水。     

典型醇类物质超临界水氧化反应途径研究

采用自主设计的连续流动气封壁超临界水氧化反应装置,研究了典型醇类物质甲醇、乙醇和异丙醇在超临界水中氧化的反应途径,并归纳了醇类物质超临界水氧化反应的规律及特点。研究结果表明,甲醇超临界水氧化反应的主要中间产物为甲醛,同样条件下转化率较乙醇和异丙醇低;乙醇和异丙醇超临界水氧化反应的主要中间产物为丙酮、乙酸、乙醛和甲醇等。三种醇超临界水氧化过程中均涉及到大量活性自由基的相互作用,表现为脱氢、裂解和聚合等反应形式;产物包括碳链增长、不变、降低三种类型。总体来看,醇类物质超临界水氧化反应的趋势是向碳链降低的方向进行,即通过一系列中间产物最后生成CO2和水。     

醇类在芳烃溶剂中的缔合溶液热力学

用凝固点降低法测量了在C1-C4醇类的各异构物分别存在下, 苯和对二甲苯溶剂的活度系数γB。用Wiehe-Bagley(WB)模型对数据进行了处理, 得到各醇的自缔合常数KA及无限稀活度系数γA。在同一溶剂中, KA依下列顺序减小: 甲醇>乙醇>正丙醇>正丁醇; 正丙醇>异丙醇; 正丁醇>异丁醇>叔丁醇≥仲丁醇。各醇在对二甲苯中的KA均大于相应的在苯中的KA。     

气液色谱法测量醇类在惰性溶剂中的无限稀热力学函数

用气液色谱法测量了在不同温度下C_1～C_4醇类的各种异构物在C_(16)～C_(23)正构烷烃、角鲨烷,和角鲨烯中的无限稀活度系数γ_i,偏摩尔过量焓、偏摩尔过量熵。在各种溶剂中γ_i、均大于1,在同一溶剂中γ_i依下列次序减小: 甲醇>乙醇>正丙醇>正丁醇; 正丙醇>异丙醇; 正丙醇>异丁醇>仲丁醇>叔丁醇同一种醇在角鲨烯中的γ_i较在角鲨烷中为低。异构醇类的低于正构醇类。所测的有随的增加而增加的趋势。     

超临界相CO加氢合成甲醇,异丁醇的研究

以正十一～十三烷的混合物为超临界介质,在反应温度３６０～４１０℃、合成气压力７５ＭＰａ、进气空速１７００ｈ－１、介质压力１７８ＭＰａ、总压９３ＭＰａ的实验条件下,研究了固定床反应器中Ｚｎ－Ｃｒ、Ｃｕ－Ｚｎ－Ｃｒ催化剂在超临界相和气相条件下合成甲醇、异丁醇的性能。结果表明,超临界相反应的ＣＯ转化率高于气相反应。在超临界条件下反应,醇类选择性随着温度升高下降较慢,而气相反应醇类选择性随着温度升高下降较快。气相反应产物以甲醇、异丁醇为主,含少量乙醇和正丙醇,超临界相反应的产物分布与气相反应的明显不同,甲醇含量减少,乙醇、正丙醇和异丁醇都有不同程度增加。超临界流体的存在对合成醇链增长有影响,在不同催化剂上的产物分布有较大差异     

含氟烯类的调节聚合——Ⅰ.四氟乙烯与低级脂族醇的调节聚合

本工作提出了一种新的引发系统即在MgO或BaO存在下的过氧化叔丁基,应用于四氟乙烯与甲醇、乙醇及异丙醇等低级脂族醇的调节聚合。对比实验证明氧化钡具有提高反应速度和调聚物总收率及降低分子量的作用。此作用对以甲醇为调节剂的反应影响最大,乙醇次之,异丙醇则较小。 研究了四氟乙烯与醇类化合物的克分子比对产物分子量分布的影响。结果表明改变反应物克分子比可以较满意地控制1∶1加成物的生成。以甲醇而言,当反应物克分子比在0.10—0.28范围内,1∶1加成物产率从25.8％增至57％。 从三种醇的调聚产物百分比的比较,得出链转移常数的次序是:甲醇<乙醇<异丙醇。     

全氟磺酸树脂Nafion NR50溶解的制备

研究了全氟磺酸树脂NafionNR50溶液的制备过程,通过考察不同的溶剂 体系,得到了5种对NafionNR50具有良好溶解作用的溶剂体系,即40％－70％水＋60％－30％乙醇、40％－70％水＋60％－30％正丙醇、10％－70％水＋90％－30％异丙醇、30％－70％水＋60％－20％正丙醇＋10％甲醇和10％－70％水＋80％－20％异丙醇＋10％甲醇。适宜的溶解温度为230－250℃,溶解时间为4h。在溶解的过程中,NR50催化醇发生异构化、醚化和脱水等反应,甲醇起到促进NR50溶胀进而加速其溶解的作用。     

溶剂和酰基受体对α-氰基-3-苯氧基苄醇乙酯的酶促对映体选择性转酯化反应的影响

研究了在有机溶剂中固定化Alcaligenes sp.脂肪酶催化α-氰基-3-苯氧基苄醇乙酯的对映体选择性转酯化反应,考察了不同性质的溶剂和酰基受体对酶的催化活性和选择性以及对产物稳定性的影响.结果发现在弱极性溶剂如正己烷中酶具有较高的催化活性但产物e.e.%值低,而且容易分解;在四氢呋喃等溶剂中酶催化活性相对低,但产物e.e.%值高,也较为稳定;但反应时间太长,会导致产物分解及纯度下降;不同酰基受体对酶反应无显著影响,甲醇为最佳酰基受体,太多醇会导致反应速率下降;溶剂水含量大于2.0%时对酶活性和产物稳定性产生明显不利影响.在优化条件下,酶反应可得到(S)-α-氰基-3-苯氧基苄醇产率＞48%,纯度＞99%e.e.     

生物质加压液化制备甲基糖苷与酚类物质

以甲醇为液化剂、浓硫酸为催化剂,对竹子、杨木、松木和桉木四种生物质原料的加压液化进行了实验研究。结果表明,在200℃下反应30 min后,这些生物质原料可转化得到气体、固体残渣和液体生物油三种产品,且竹子的液化率最高。将竹子液化产物进一步分级处理,得到烷基多糖苷和木素解离多酚两类化学品。其中,多糖苷产品的主要成分为己糖苷类化合物,占83.38%(质量分数);多酚类产品的主要成分为4-乙基-2-甲氧基苯酚、丁香酚和3,4-二甲氧基苯酚等,占65.79%(质量分数)。同时,根据原料的物质构成和液化油的组成结构分析,提出了液化反应的机理:纤维类生物质中的纤维素和半纤维素在酸性条件下发生醇解反应生成甲基糖苷,小部分甲基糖苷进一步转化生成乙酰丙酸甲酯;原料中的木质素在降解过程中,由于酚羟基和甲氧基的供电子效应,使Cα-Caromatic键发生断裂,生成苯酚、愈创木酚等酚类物质。     

纤维素在亚/超临界甲醇中液化条件对主要化合物产物的影响

在反应温度240-320 ℃、甲醇用量0-200 mL、反应时间0-200 min的条件下,采用间歇式高温高压反应釜对玉米秸秆纤维素在亚/超临界甲醇中进行液化实验,结合GC-MS分析,研究不同液化反应条件下,生物油中轻油、重油产率及液化产物中烃类、醇类、酯类、酸类等主要化合物的组分分布及其变化规律。结果表明,反应温度和甲醇用量对化合物的分布与含量影响较大,反应温度和甲醇用量增加,促进纤维素向烃类、醇类、酯类转化,各化合物含量随之增加,并使轻油、重油产率升高,当反应条件为：甲醇用量160 mL,温度320 ℃,反应时间30 min时,生物油产率达到最高25.1%。生物油中组分含量顺序为：烃类>醇类>酯类>酸类,各化合物最高相对含量分别为77.2%、19.0%、30.9%、20.8%。初步分析发现,随着温度的升高和甲醇量的增加,自由基活性逐渐增强,当甲醇用量超过160 mL、温度超过300 ℃时,醇类以及酯类等化合物进一步发生氧化、缩合等反应形成酸类等化合物,造成化合物产率减小,进而使生物油产率降低。     

Effects of solvent on TEOS hydrolysis kinetics and silica particle size under basic conditions

In-situ liquid-state ²⁹Si nuclear magnetic resonance was used to investigate the temporal concentration changes during ammonia-catalyzed initial hydrolysis of tetraethyl orthosilicate in different solvents (methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol and n-butanol). Dynamic light scattering was employed to monitor simultaneous changes in the average diameter of silica particles and atomic force microscopy was used to image the particles within this time frame. Solvent effects on initial hydrolysis kinetics, size and polydispersity of silica particles were discussed in terms of polarity and hydrogen-bonding characteristics of the solvents. Initial hydrolysis rate and average particle size increased with molecular weight of the primary alcohols. In comparison, lower hydrolysis rate and larger particle size were obtained in the secondary alcohol. Exceptionally, reactions in methanol exhibited the highest hydrolysis rate and the smallest particle size. Ultimately, our investigation elaborated, and hence confirmed, the influences of chemical structure and nature of the solvent on the formation and growth of the silica particles under applied conditions.     

玉米秸秆催化液化制备生物油实验研究

以玉米秸秆为原料,添加分子筛催化剂在体积为500 mL的高温高压反应釜中进行催化液化制备生物油实验研究。选取反应温度、催化剂含量和反应时间三个主要因素为变量,探究其对玉米秸秆催化液化产物分布的影响。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对玉米秸秆生物油的成分和官能团结构进行分析。结果表明,玉米秸秆的最佳催化液化条件为,反应温度为340 ℃,玉米秸秆15 g,FeHZSM-5催化剂含量为6.67%,反应时间为30 min。在此条件下,生物油产率为28.03%,催化液化整体转化率为81.73%。生物油的主要成分为酚类和长链酯类,生物油的热值达30.08 MJ/kg。     

二苯乙烯对秸秆纤维素超临界乙醇裂解转化液化产物的影响

以1,1-二苯乙烯(DPE)为阻聚剂,采用高压反应釜对玉米秸秆纤维素进行超临界乙醇液化,探究DPE浓度(用量)和反应温度对纤维素裂解碎片转化成液化产物的影响。结果表明,DPE浓度增加,挥发分收率降低了25.4%,生物油收率增加了19.9%,收率最高达39.8%,纤维素转化率有所下降;反应温度升高,纤维素转化率迅速增加到85.5%,挥发分也急剧升高,生物油收率最高为34.6%。GC-MS结果显示,生物油主要包括酮类、酯类、烃类等平台化合物以及较多的联苯化合物。DPE浓度过高,结合大量的纤维素裂解片段(乙基、羟基、甲基、氢等)形成联苯类化合物产生较强的空间位阻效应,使得纤维素裂解及活性片段转化成平台化合物的反应受到抑制,两者之间是一个竞争过程;温度升高,乙醇自由基活性增强,其对纤维素裂解的促进作用逐渐超过DPE对纤维素裂解的抑制作用,平台化合物收率有所升高。     

水稻秸秆在亚/超临界乙醇中的液化实验研究

在间歇式高压反应釜中采用乙醇为溶剂在亚/超临界状态下对水稻秸秆进行液化实验研究，考察了反应温度、稻秆/乙醇比及停留时间对稻秆液化的影响，确定了反应温度325 ℃、稻秆与乙醇比为1.0/10.0（g/mL）、反应时间60 min为最佳液化条件。在此条件下，稻秆转化率为78.32%，液化油收率达55.03%；通过GC-MS对液化油进行分析，结果表明，生物油的主要成分是酚类和酯类，占总体的50%左右。液化油的热值为28.95 MJ/kg，运动黏度为5.63 mm²/s，水分含量为2.2%。     

Pd/Fe3O4-C催化剂对甲醇、乙醇和丙醇氧化的电催化活性

制备对醇氧化反应具有优异电活性的钯催化剂是醇燃料电池研究的重要内容。本文用硼氢化钠还原法制备了钯纳米颗粒, 然后沉积在Fe3O4/C复合物表面, 得到了不同Fe₃O₄负载量的Pd/Fe₃O₄-C催化剂. 透射电镜（TEM）图显示钯纳米颗粒均匀地分散在Fe₃O₄/C表面. 对制备好的Pd/Fe₃O₄-C催化剂进行了循环伏安法（CV）、计时电流（CA）和电化学阻抗谱（EIS）的测试, 研究了其在碱性介质中对C1-C3醇类（甲醇、乙醇和丙醇）氧化的电催化活性. 结果表明, 所制备的不同Fe₃O₄负载量的Pd/Fe₃O₄(2%)-C,Pd/Fe₃O₄(5%)-C, Pd/Fe₃O₄(10%)-C和Pd/C催化剂中, Pd/Fe₃O₄(5%)-C催化剂表现出最高的醇氧化电流密度. 依据循环伏安（CV）数据,Pd/Fe₃O₄(5%)-C催化剂对甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇氧化的阳极峰电流密度分别是Pd/C催化剂的1.7、1.4、1.7和1.3倍. Pd/Fe₃O₄(5%)-C催化剂对乙醇氧化的电荷传递电阻也远低于Pd/C催化剂. 制备的所有催化剂对C1-C3醇类电氧化的电流密度大小排序如下: 正丙醇﹥乙醇﹥甲醇﹥异丙醇. 此外, 碳粉中Fe₃O₄纳米颗粒的存在提高了钯纳米颗粒的电化学稳定性.     

Ion-exchange resins in non-aqueous solvents-I Sorption rates of p-nitroaniline and the effects of small amounts of water

The rates of sorption of p-nitroaniline onto three hydrogenform resins in methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, acetonitrile, benzene, acetic acid and dioxan are reported. Two of the resins are typical gel-type, microreticular, sulphonated resins and the third is a new, highly porous and rigid, macroreticular, sulphonated resin, Amberlyst 15. There appears to be a correlation between viscosity or dielectric constant and the time for maximum sorption or maximum distribution coefficient when the alcohols are used, but no correlation for all the solvents is apparent. The macroreticular resin still functions when dry, even in the presence of non-polar solvents, but the microreticular resin does not. Small amounts of water present in the solvent or resin aid the sorption of the amine onto both types of resin. The effect of mesh size and cross-linkage are examined.     

N-叔丁基-α-苯基硝酮对纤维素超临界乙醇液化产物分布的影响

以N-叔丁基-α-苯基硝酮(PBN)为自由基结合剂,采用间歇式高温高压反应釜对玉米秸秆纤维素进行超临界乙醇液化,考察PBN用量(浓度)和反应温度(活性)对纤维素液化产物及生物油中主要化合物分布的影响。结果表明,在320℃,仅有超临界乙醇作用,生物油收率为37.17%,挥发分收率高达50.08%;随着PBN用量增加到0.4 g,生物油收率最高提升至48.35%,挥发分最低下降到35.65%。在超临界乙醇和PBN作用下,随着反应温度从250℃升高至340℃,纤维素转化率从23.10%急剧增加至88.92%,生物油收率从19.18%上升到最高48.35%(320℃)后略有下降,挥发分也从6.03%急剧上升至50.28%。GC-M S结果显示,酯类、酮类、烃类、醇类、酸类及苯类化合物是生物油的主要成分,各组分的最高相对含量分别为27.91%、15.77%、13.44%、12.42%、16.07%、19.81%。实验结果证实了PBN对纤维素超临界乙醇液化产物及生物油组分分布产生了较明显的影响,尤其能通过与含苯基、乙基等活性碎片结合促进挥发分与生物油之间的转化,且PBN用量及液化温度的改变可以促使生物油中主要化合物发生不同程度的相互转化。     

碳纳米管负载的纳米Pd-Ag催化剂对乙醇和丙醇氧化的电化学活性

在乙二醇和水混合溶剂中,采用硼氢化钠还原的方法制备了多壁碳纳米管（MWCNT）负载的Pd和Pd-Ag纳米颗粒催化剂;在碱性介质中,用循环伏安法测试了这些催化剂对乙醇、正丙醇和异丙醇的电氧化性能。结果表明,Pd和Pd-Ag纳米颗粒均匀地分散在MWCNT表面;Pd/MWCNT、Pd₄Ag₁/MWCNT、Pd₂Ag₁/MWCNT和Pd₁Ag₁/MWCNT催化剂上金属颗粒的平均粒径分别为7、4、7和11 nm。相比乙醇和异丙醇,所制备的催化剂对正丙醇的氧化表现出较大的电流密度。与Pd/MWCNT催化剂相比,双金属Pd_nAg₁/MWCNT（n=4、2、1）催化剂,尤其是Pd₄Ag₁/MWCNT上的电流密度更大,表明Ag的加入提高了Pd催化剂对醇氧化的电化学活性,其原因是因为醇氧化过程所产生的中间体物种在双金属Pd-Ag/MWCNT催化剂上的吸附力有所减弱。