Production of Benzoic Acid through Catalytic Transformation of Renewable Lignocellulosic Biomass

In the present work, we reported a novel route for the conversion of lignocellulosic biomass (sawdust) to a high-value chemical of benzoic acid under atmospheric pressure. The trans- formation involved the catalytic pyrolysis of sawdust into aromatics, the decomposition of heavier alkylaromatics to toluene, and the liquid-phase oxidation of toluene-rich aromatics to benzoic acid. The production of the desired benzoic acid from the sawdust-derived aro- matics, with the benzoic acid selectivity of 85.1 C-mol% and nearly complete conversion of toluene, was achieved using the MnO₂/NHPI catalyst at 100 ℃ for 5 h. The in uence of adding methanol on the catalytic conversion of sawdust to the core intermediate of toluene was also investigated in detail.     

气相色谱法同时测定过氧化氢异丙苯中异丙苯和苯乙酮

建立了气相色谱-氢火焰离子化检测器同时测定过氧化氢异丙苯中异丙苯和苯乙酮含量的方法。样品用正己烷稀释,直接进样1.0μL,经DB-1柱分离后,用氢火焰离子化检测器检测,以保留时间定性,峰面积外标法定量。异丙苯、苯乙酮浓度分别在5.15～721μg/mL、5.8～812μg/mL范围内与峰面积呈良好线性关系,相关系数r分别为0.9997、0.9993。样品加标回收率在96.31%～101.2%之间,相对标准偏差在1.04%～2.17%之间。该法简便、快速,可用于过氧化氢异丙苯产品的质量控制。     

纳米氧化铜用于温和条件下的异丙苯氧化研究

采用水热合成方法制备了具有片状结构的纳米CuO催化剂.该催化剂在温和的条件下对以分子氧为氧化剂的异丙苯氧化反应表现出高效的催化活性.在85℃、常压、催化剂用量为0.02g/mL异丙苯的条件下,反应9h,异丙苯的转化率、选择性和收率分别为55.1%、94.1%和51.8%.研究发现,该纳米CuO催化剂可以循环使用.同时对该纳米CuO催化剂催化其它含有α-H的芳烃化合物甲苯和乙苯的氧化反应进行了研究.实验结果表明,该催化剂的活性顺序为异丙苯>乙苯>>甲苯.     

快速热解炭负载Cu-Zn对碱木质素热裂解生成单酚类化合物的催化性能

以具备丰富中孔和大孔结构的快速热解炭(FPC)为载体,采用共浸渍法制备了不同Cu/Zn摩尔比的CuxZny/FPC负载型催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及电子能谱仪(EDX)对催化剂进行了表征,采用热重分析仪(TG)和热解气质联用仪(Py-GC/MS)评价了催化剂对碱木质素热裂解生成单酚类化合物的催化性能.结果表明,催化剂活性组分Cu O和Zn O晶相结构均一,很好地嵌入到FPC中孔和大孔结构中,未发生聚集状态或生成Cu Zn合金;随着Cu或Zn金属负载量的增大,相应的Cu或Zn金属氧化物衍射峰强度逐渐增强,平均晶粒尺寸逐渐增大.热重分析结果表明,催化剂降低了碱木质素热裂解残炭率和反应活化能,提高了热裂解反应效率.热解气质联用分析表明,CuxZny/FPC催化剂大幅度简化了碱木质素热裂解单酚类化合物种类(从23种减少到了10种),Cu0.67Zn0.33/FPC对单酚类化合物表现出最大的选择性(52.99%),与Cu/FPC相比选择性增加49.7%.     

CaZr1-xFexO3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物

采用固相反应法制备了一系列钙钛矿型混合离子电子导体CaZr_1-xFe_xO₃(CZFO-x, x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0). 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对其晶型、 形貌和金属赋存价态进行了表征. 采用热重分析仪(TG)测试了其催化苷蔗渣木质素(BL)热解性能, 并采用固定床微型反应器对其催化热解BL制备酚类化合物性能进行了评价, 利用气相色谱/质谱(GC/MS)对BL催化热解的气相和液相产物进行分析. 研究结果表明, CZFO-x呈粒状或层状致密结构, 随着Fe掺杂量的增加, 其特征衍射峰强度增大, 且衍射峰位置向大角度偏移, 晶胞体积及晶粒尺寸减小. 固定床反应结果显示, 在CaZr_0.8Fe_0.2O₃(CZFO-0.2)催化下, BL热解液相产物收率可达23.71%, 其中酚类化合物主要包括苯酚类、 愈创木基类、 邻苯二酚类和紫丁香基类, 其选择性分别为35.19%, 6.18%, 10.68%和14.21%, 其余产物为苯类和甲氧基芳香化合物. 反应后催化剂经氧化再生后, 仍然具有较高的催化活性和结构稳定性. 对BL催化热解气体产物进行分析发现, CZFO-0.2促进了芳香烃烷基侧链的断裂, 致使气相产物组成中C_mH_n和CH₄含量增加.     

Catalytic Transformation of Bio-oil to Olefins with Molecular Sieve Catalysts

Catalytic conversion of bio-oil into light olefins was performed by a series of molecular sieve catalysts, including HZSM_-5, MCM_-41, SAPO_-34 and Y_-zeolite. Based on the light olefins yield and its carbon selectivity, the production of light olefins decreased in the following order:HZSM_-5>SAPO_-34>MCM_-41>Y_-zeolite. The highest olefins yield from bio-oil using HZSM_-5 catalyst reached 0.22 kg/kg_bio-oil with carbon selectivity of 50.7% and a nearly complete bio-oil conversion. The reaction conditions and catalyst characterization were investigated in detail to reveal the relationship between the catalyst structure and the production of olefins. The comparison between the pyrolysis and catalytic pyrolysis of bio-oil was also performed.     

Production of Benzene from Lignin through Current Enhanced Catalytic Conversion

The directional production of benzene is achieved by the current-enhanced catalytic conversion of lignin. The synergistic effect between catalyst and current promotes the depolymerization of lignin and the selective recombinant of the functional groups in the aromatic monomers. A high benzene yield of 175 g_benzene/kg_lignin was obtained with an excellent selectivity of 92.9 C-mol%. The process potentially provides a promising route for the production of basic petrochemical materials or high value-added chemicals using renewable biomass.     

MCM-56分子筛催化苯与丙烯液相烷基化反应性能

在晶化釜内动态水热合成了MCM-56分子筛, 采用过氧化氢回流处理方法脱除模板剂, 获得了高比表面积分子筛MCM-56[MCM-56(H2O2)]. 采用XRD, N2气吸附-脱附, NH3-TPD和FTIR等对其结构和酸性进行表征, 考察了HMCM-56(H2O2)分子筛在苯与丙烯液相烷基化合成异丙苯中的催化性能. 研究结果表明, 过氧化氢回流处理能够有效去除模板剂. 与焙烧去除模板剂的HMCM-56(C)相比, HMCM-56(H2O2)分子筛的BET比表面积达到563 m2/g, 外表面积提高近2倍. 酸性表征说明, 与HMCM-56(C)相比, HMCM-56(H2O2)的总酸量较高而酸强度分布不变. 在苯与丙烯液相烷基化反应中, HMCM-56(H2O2)分子筛表现出更好的低温活性和更高的异丙苯选择性.     

Depolymerization of Organosolv Lignin over Silica-alumina Catalysts

E cient conversion of lignin to fine chemicals and biofuel become more and more attractive in biorefinery. In this work, we used a series of silica-alumina catalysts (i.e., SiO₂-Al₂O₃, HY, Hβ, and HZSM-5) to degrade lignin into arenes and phenols. The relationship between the catalyst structure and lignin depolymerization performance was investigated. The results showed that both acidity and pore size of the catalyst could in uence the conversion of lignin. In the volatilizable product, phenols were identified as the main phenolic monomers via gas chromatography-mass spectrometer. SiO₂-Al₂O₃ was the most effcient catalyst, giving 90.96% degree of conversion, 12.91% yield of phenols, and 2.41% yield of arenes in ethanol at 280℃ for 4 h. The Fourier transform infrared spectroscopy and ¹H nuclear magnetic resonance spectroscopy analysis demonstrated that deoxygenation and alkylation occurred in this process. The effect of solvents was also investigated and the results showed that ethanol was the most effcient solvent.     

Ca1-xPrxFeO3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物

采用溶胶-凝胶法合成了一系列镨掺杂的铁酸钙氧化物(Ca_1-xPr_xFeO₃, 简称CPF-x), 优化了其焙烧机制, 研究了其对甘蔗渣木质素(BL)的催化热解作用, 考察了其再生性能. 研究结果表明, CPF-x适宜的合成及焙烧参数分别为: x=0.5, 焙烧温度为800 ℃, 焙烧时间为6 h, 在该条件下得到的CPF-0.5-800-6呈立方晶相, 为疏松多孔结构; 掺杂Pr后, 其比表面积提高了近3倍. CPF-0.5-800-6对BL催化热解最佳工艺参数为: m(CPF-0.5-800-6)∶m(BL)=1∶3, 热解温度为650 ℃, 液相收率最大可达20.73%, 其中主要产物为紫丁香酚类、 苯酚类及愈创木酚类, 其总选择性为63.21%. 以CPF-0.5-800-6为催化剂, 紫丁香酚类化合物选择性由20.60%增大到29.59%, 实现了提高BL催化热解中某种单酚化合物的选择性. CPF-0.5-800-6经5次催化热解-再生循环反应后, 仍具有良好的反应活性和结构稳定性.     

木质素催化转化制取苯、甲苯和二甲苯

对HZSM-5、HY和MCM-22三种催化剂进行了比较,其中HZSM-5催化裂解木质素制备苯、甲苯和二甲苯（BTX）的结果最优．确定了木质素催化裂解的最佳反应条件,包括反应温度、载气流速、催化剂／木质素配比．当反应温度为550-600℃,载气流速为300mL／min,催化剂／木质素配比为2时,使用HZSM-5催化裂解制备BTX的最高C产率和芳香选择性分别可达25．3％和90．9％。     

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管陈萍，王培峰，林国栋，张鸿斌，蔡启瑞（厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室，厦门，３６１００５）关键词碳纳米管，催化裂解，甲烷碳纳米管的制备与研究是国际上新材料领域的探索热点［１］．由于具有纳米级的管径，碳纳米管...     

纳米硅铝介孔分子筛的合成及其催化裂化性能

采用低温晶化法一步合成了纳米硅铝介孔分子筛( 记为Z-1),并通过XRD、BET、N2吸/脱附曲线和TEM等手段对其结构性质进行了表征.结果表明:所合成的分子筛具有类似MCM-41的六方结构,较好的介孔特征,孔分布狭窄,纳米级晶粒( 40～50 nm ).用氨气程序升温脱附（NH3-TPD）法测试了其酸强度;并采用脉冲法,以异丙苯和1,3,5-三异丙苯的催化裂化为探针反应,考察了该分子筛的催化裂化性能和水热稳定性.Z-1与后嫁接法制得的AlMCM-41相比,呈现出较高的催化活性、选择性和蒸气稳定性.     

Transformation of Bio-oil into BTX by Bio-oil Catalytic Cracking

Production of benzene, toluene and xylenes (BTX) from bio-oil can provide basic feedstocks for the petrochemical industry. Catalytic conversion of bio-oil into BTX was performed by using different pore characteristics zeolites (HZSM-5, HY-zeolite, and MCM-41). Based on the yield and selectivity of BTX, the production of aromatics decreases in the following order: HZSM-5>MCM-41>HY-zeolite. The highest BTX yield from bio-oil using HZSM-5 reached 33.1% with aromatics selectivity of 86.4%. The reaction conditions and catalystcharacterization were investigated in detail to make clear the optimal operating parameters and the relation between the catalyst structure and the production of BTX.     

木质素基环氧丙烯酸酯的合成及紫外光固化

正木质素是地球上一种储量十分丰富的可再生资源,可生物降解[1,2].木质素结构中含有大量羟基,主要以酚羟基和醇羟基形式存在,可与许多化合物发生化学反应制得木质素基环保材料,是最有前途的生物质资源之一[3].但工业木质素纯度较低,对其利用多为直接混合,如水泥减水剂等低端领域.环氧丙烯酸酯(EA)作为紫外光固化的预聚体,在紫外光照射下可快速固化,其黏接性高,耐化学药品性能优异,应用广泛[4,5].因此降低EA的成本,对其进行改性是近年来该领域的研究热点[6].本文以工     

MSU-SMFI和MCM-41的催化裂化及烷基化活性比较

以MFI沸石前驱体作为基本结构单元组装介孔硅铝分子筛MSU-S_MFI. XRD和氮气吸附数据表明MSU-SMFI具有类似MCM-41的六方排列介孔孔道结构,而且其织构参数和以传统方法合成的含铝MCM-41也大体相当.NH₃-TPD显示由沸石前驱体组装的MSU-S_MFI较硅铝比相同的含铝MCM-41介孔分子筛的固体酸量显著提高.MSU-S_MFI上的异丙苯催化裂化转化率比含铝MCM-41提高31％, 1,3,5-三异丙苯在MSU-S_MFI上也发生了更深的裂解. MSU-S_MFI上萘的叔丁基化的转化率比含铝MCM-41提高了15％.以沸石前驱体作为基本结构单元是提高介孔分子筛固体酸性的有效方法.     

(1-萘甲基)四氢糠基丙二酸二乙酯的新法合成

（１－萘甲基）四氢糠基丙二酸二乙酯（Ⅴ）是合成萘呋胺酯草酸盐的重要前体,而萘呋胺酯草酸盐作为一种新型周围血管扩张剂,正受到越来越多的重视［１,２］．（１－萘甲基）四氢糠基丙二酸二乙酯（Ⅴ）的原有合成方法［３］产率低,且反应时间长．本文改进了（Ⅴ）的原...     

固定化嗜热菌蛋白酶催化合成二肽甜味剂Aspartame

以氨丙基多孔硅球作载体,以戊二醛作交联剂制备的固定化嗜热菌蛋白酶催化合成Aspartame前体,通过酸化脱盐、氢化等反应得到二肽甜味剂Aspartame。研究了反应条件对合成Aspartame前体产率的影响,考察了固定化酶的重复使用性能。结果表明,固定化酶在水相中能较好的催化合成Aspartame前体,且具有良好的重复使用性能。     

皂石的合成、表征及其催化性能

用水热法合成了皂石,并用羟基铝低聚物与其交联制得AICLS。用XRD、~(27)Al和~(29)Si MASNMR及吡啶吸附量表征其晶相、结构和表面酸性。合成产物的结晶度很高。皂石中T—O—T片内四面体层上铝量可由合成条件控制,表明交联密度的柱间距与铝量有关。在异丙苯裂解反应中,AICLS的活性高于皂石,但活性衰减较慢;样品的催化裂化活性与探针分子可抵达的强酸中心数有关。     

固体酸催化合成马来酸二辛酯

首次将铌酸用于催化合成马来酸二辛酯,在酐醇摩尔比1：3,回流反应1h,催化剂用量为5g/mol酐的条件下,转化率为99．3％,选择性为85．6％,催化剂不经处理,可循环使用多次,且不污染环境,相对于一些常见催化剂,具有明显的优点。