褐煤模型化合物与异丙醇进行醇解的反应性研究

采用密度泛函理论对褐煤模型化合物与异丙醇醇解的反应特性进行了研究。估算了醇解反应的热力学参数。提出一种将希什菲尔德电荷分布和福井函数相结合的改良方法,用以确定反应物的初始构型。将线性协同转化方法和二次同步转变法相结合用于搜索过渡态,并同时对反应物和产物的构型进行优化。经过计算发现,反应焓随温度升高而降低;反应过程中出现亲核基团;异丙醇是常用醇类中最活泼的醇解剂。因此可认为褐煤醇解反应是放热反应,反应机理为亲核加成机理。     

基于模型化合物反应路径解析淖毛湖褐煤萃取残渣的甲醇醇解机理

以淖毛湖褐煤(NL)超声辅助萃取残渣(ER)作为研究对象,在300℃下采用甲醇对ER进行醇解,并考察添加KOH对醇解过程的影响.通过GC-MS分析MP(未添加KOH)和MPKOH(添加KOH)两种醇解产物的组成信息.选取苯甲酸苄酯(BB)和乙酸苯酯(PA)作为ER的两种模型化合物(MER),醇解后得到产物BBP、BBP...     

先锋褐煤可溶有机质中含氮化合物的组成和结构特征（英文）

先锋褐煤在高压釜中用等体积的甲醇/甲苯溶剂300℃下热溶得到热溶物和热溶残渣,利用X射线光电子能谱(XPS)分析了先锋褐煤及其热溶残渣中氮的形态,利用气相色谱/质谱(GC/MS)和电喷雾傅里叶变换-离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)分析了热溶物中含氮化合物的组成和结构特征。研究表明,先锋褐煤中氮形态含量顺序为季氮吡啶氮吡咯氮,而季氮在热溶过程中更易溶出。GC/MS共检测出热溶物中20种含氮化合物,并且大部分为胺类化合物。ESI FT-ICR MS检测出热溶物中300多种含氮化合物,大部分含氮化合物含一个或三个氮原子。含一个氮原子的含氮化合物主要以N_1O_1、N_1O_2和N_1O_xS_(1-2)类化合物为主,而含三个氮原子的含氮化合物主要以N_3O_xS_(1-2)(x=1-12)类化合物为主。含一个氮原子的含氮化合物的等效双键数和碳数随氧原子数增加而增加。     

褐煤直接液化技术研究进展（英文）

褐煤是一个具有复杂结构的低等级煤炭,具有高水分、低发热值和低灰量.此外,褐煤是含有多种杂质的多孔材料,低分子量的有机化合物之间通过氢键结合.各种形式的褐煤含有水分灰硫、硫酸盐硫、黄铁矿硫和挥发物等杂质,现存在多种预处理方法,如10%盐酸预处理, HCl-HF预处理,氧化预处理、溶剂肿胀、溶剂萃取、微波处理、硝酸氧化、微生物脱硫等.褐煤直接液化可以通过加氢裂化,氧化裂解和烷醇分解反应从低级褐煤中产生各种产物.在催化加氢裂化中,铁基催化剂表现出最小活化且非常高效,而四氢化萘作为适当氢供体溶剂.此外,神华II技术采用悬浮床反应器和铁基催化剂,具有较高的褐煤液化能力.此外,在通过降解、水解、脱硫、脱氮、脱汞和氢化直接液化褐煤的过程中检测到各种有用的产物.液化产物可以分成不同的组分类别,例如芳环产物(前沥青质,沥青质和油)、氧化产物、环状产物和具有烃的烷醇分解产物.液化过程中涉及主要机制包括氧化,自由基形成,碳阳离子形成和烷醇分解.在氢和催化剂存在下褐煤的裂解通常遵循自由基机制褐煤液化的主要产物是单环产物,包括苯酚、甲苯、对伞花烃等环状产物.此外,氧化机理通常产生更多的氧化产物如羧酸等.直接煤液...     

木质素模型化合物的电化学催化研究：转化特性与产物选择性（英文）

酚类衍生物是生物油的关键组分,对其电催化加氢（ECH）性质的深入理解对于高效利用生物油至关重要。基于此种考量,本工作研究了生物油中代表性物质愈创木酚的电催化加氢性能,探讨了其电催化加氢的反应机制、转化率和产品选择性在不同反应条件下（温度：40-80°C,高氯酸浓度：0.2–1.0 mol/L,电流强度：（–10）–(–150) m A）的变化。同时,也探索了愈创木酚中间产物（2-甲氧基环己酮和环己酮）等对其电催化加氢的影响。结果表明,愈创木酚的ECH转化率随温度和电流强度的提高而增加,但高氯酸浓度的增加则对转化率具有相反的影响。同时发现,中间产物的存在增强了愈创木酚的电催化加氢转化率,尤其是2-甲氧基环己酮,其效果更为显著。在此基础上,对其他种酚类衍生物（包括苯酚、邻苯二酚、愈创木酚、丁香酚和香草醛）及其混合物的电催化加氢机制的进一步研究中发现,模型化合物的电催化转化率与苯环上官能团的复杂程度成反比。在其中结构最简单的苯酚具有最高的转化率（89.34%）,而由于结构更复杂,香草醛的转化率最低,仅为46.79%。同时,在多组分混合物的电催化加氢研究中发现,模型化合物的协同和竞争机制将显著...     

Ni改性HZSM-5催化类煤模型化合物热解研究（英文）

以苯乙醚(PEE)和苯基苄基醚(BOB)为类煤模型化合物,在固定床反应器上研究了它们在镍改性HZSM-5催化剂存在下的催化热解行为。采用浸渍法将镍负载于HZSM-5沸石,对所得催化剂采用XRD、FT-IR、H2-TPR、NH3-TPD进行表征,还研究了还原预处理对催化剂性能的影响。研究表明,Ni O/HZSM-5能显著提高两种模型化合物热解液相产物中酚类化合物的收率。与Ni/HZSM-5相比,Ni O/HZSM-5对苯乙醚热解催化效果更好。     

褐煤模型化合物中含氧官能团脱出反应的理论研究

选取苯甲酸和苯酚作为褐煤含氧官能团模型化合物,采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP泛函和6-311+G(d,p)基组,研究了羧基和羟基可能的脱出反应机理.结果表明,不同含氧官能团脱出方式不同,脱出所需的能量也有差异;含有羧基物质的自催化交联脱羧是相对容易发生的反应;考虑到水分子对含氧官能团脱出的影响,选取甲酸和丙三醇作为褐煤含氧官能团模型,研究了水分子参与反应的过渡态结构及其反应活化能的变化,结果表明,反应中水分子作为质子传递介质能降低反应活化能,加快反应速率,一般1~2个水分子的催化效果较佳;同时研究了Na+,K+及其羧酸盐对丙三醇中羟基脱出反应过渡态结构和反应活化能的影响,表明Na+和K+均能与模型化合物形成络合物,稳定过渡态结构,降低活化能,其中Na+的催化效果更佳;与单纯的离子相比,K+羧酸盐催化效果变化不大,Na+羧酸盐催化能力降低幅度较大.     

特种氧化铝负载氧化钛作为异丙醇还原肉桂醛的高性能催化剂（英文）

肉桂醇在香料、香精以及医药等诸多高端领域有着重要应用,常通过肉桂醛加氢法制备.由于热力学上肉桂醛中C=C–C=O官能团的C=C双键加氢比C=O双键更有优势,因此不管是从学术角度还是工业生产角度来看,高选择性还原C=O基团都是一项极具挑战的任务.肉桂醛加氢反应的副产物苯丙醛以及苯丙醇的生成不仅导致肉桂醇收率降低,而且大大增加分离纯化成本,因此设计并制备出有利于C=O官能团高选择性氢化的高效催化剂具有重要意义.Meerwein-Ponndorf-Verley(MPV)反应以异丙醇为氢供体,是一种可选择加氢C=C–C=O中C=O官能团的反应.目前用于MPV还原的催化剂(均相或多相)在实际应用中通常选择性不高,使得目标产物得率低且分离成本高.本文报道了负载于一种特殊氧化铝表面的氧化钛催化剂(记为TiO_x/γ-Al_2O_3-nt),其催化肉桂醛经MPV还原为肉桂醇的催化性能优异,表征结果发现该特殊氧化铝可导致表面氧化钛呈较高比例的低价钛物种高度分散状态,从而成为一种高效的肉桂醛MPV还原催化剂.TEM结果表明,这种特殊氧化铝和普通氧化铝在形貌上有很大差别,具有比较规整的一维纳米粒子形貌.综合XRD,TEM,Raman以及H/D同位素交换表征结果 ,可得到氧化钛高度分散在氧化铝表面的结论 .原位XPS结果表明,TiO_x/γ-Al_2O_3-nt催化剂表面具有较高浓度的Ti(III)物种,而以普通氧化铝为载体的催化剂TiO_x/γ-Al_2O_3-c在相同的还原条件下其表面Ti(III)物种浓度较低,这种差异的来源是具有规整形貌的一维纳米氧化铝提供了更加均匀的表面位点使得表面高度分散的氧化钛容易被还原为低价态.NH_3-TPD结果表明,TiO_x/γ-Al_2O_3-nt催化剂具有高的L酸酸量.肉桂醛MPV还原反应结果显示,表面负载氧化钛的特殊氧化铝(TiO_x/γ-Al_2O_3-nt)是一种非常高效的催化剂,具有很高的目标产物肉桂醇的选择性,几乎观察不到副产物的生成,多次套用实验结果也证实该催化剂具有良好的稳定性.该催化剂的高性能可归纳为以下两个方面的原因:一方面,L酸是MPV还原反应的活性中心,该催化剂具有高的L酸酸量,因此转化率高;另一方面,其表面较高浓度的Ti(III)物种可以使肉桂醛以垂直吸附模式(吸附终端为C=O)在催化剂表面吸附,这种吸附模式可以高选择性地还原为目标产物肉桂醇,因此同时具有很高的选择性.     

锂嵌入型化合物-氢气电池（英文）

可充电氢气电池作为一种新兴的电池体系在大规模能源储存领域显示出富有前景的电化学性能.锂嵌入型化合物作为一大类的锂离子电池正极材料能够很好地用作可充电氢气电池的正极.本文开发了2种新型锂嵌入型化合物-氢气电池.通过使用钴酸锂与磷酸铁锂2种正极材料分别与氢气负极在硫酸锂水系电解液中进行匹配,得到了钴酸锂-氢气电池与磷酸铁锂-氢气电池.钴酸锂-氢气电池展现出约1.27 V的放电电位,约97 mA·h·g~(-1)的比容量及10C的高倍率;磷酸铁锂-氢气电池展现出约0.66 V的放电电位,约125 mA·h·g~(-1)的比容量以及10C的高倍率.虽然,钴酸锂-氢气电池和磷酸铁锂-氢气电池因为使用了未经优化的、不稳定的锂嵌入型化合物正极材料而导致全电池容量衰减,但这2种电池经过氢气负极的再循环利用均表现出优异的恢复能力.本文结果证明了氢气电池的化学稳定性及其在未来长寿命电池中具有的大规模能源储存潜力.     

小盘木中多样性二萜类化合物（英文）

从小盘木植物中分离鉴定了四个新二萜类化合物1～4,分别属于dolabrane烷型、玫瑰烷型、半日花烷型以及烟草烷型.综合利用各种光谱数据阐明了四个二萜类化合物的相对立体结构,并通过圆二色谱(ECD)数据确定了它们的绝对构型.     

苯乙烯一锅法合成氨基醇（英文）

报道了一种在丙酮和水的混合溶液中1,3-二溴-5,5-二甲基海因(DBH)催化烯烃两步一锅法合成氨基醇衍生物的新方法.室温条件下,苯乙烯衍生物首先与DBH反应0.5～2.0 h,然后与胺反应,最终能以64%～88%的收率得到相应的氨基醇.采用该方法以77%的收率完成了β2受体激动剂妥洛特罗克级的一锅法制备.     

基于芳香胺化合物的光催化脱卤加氢（英文）

近年来,光催化活化碳卤键已经成为构筑新化学键的有力方法.其基本原理在于利用光激发产生的高活性激发态或中间物种,经由电子转移过程实现碳卤键的断裂产生碳自由基和卤离子(C–X+e^-→C·+X–).碳自由基通过加氢或者或亲电进攻等途径完成反应,实现碳卤键到碳氢、碳碳等化学键的转化.目前已报道的用于活化碳卤键的光催化剂包括过渡金属(如钌、铱)配合物,过渡金属盐(Ce^ⅢCl₆^3–)、有机小分子光(二氢苯二嗪、苯基吩噻嗪、苝酰亚胺以及芘类衍生物分子)等.本工作中我们开发了基于小分子芳香胺,包括N,N,N’,N’-四甲基对苯二胺(TMPD)与N,N,N’,N’-四甲基联苯胺(TMB)等作为光催化剂实现高惰性芳香卤代化合物脱卤加氢的催化体系.荧光强度/寿命测试表明芳香胺的强还原性单重激发态可通过扩散控制的电子转移实现惰性卤代底物(氯苯,六氟苯等)中碳卤键的解离;并且原位顺磁共振直接观察到了这一步骤产生的芳基自由基以及TMPD正离子自由基;自由基捕获实验也为解离电子转移活化碳卤键提供了进一步的支持.芳香胺分子在计量反...     

褐煤硝酸氧解的研究

研究了札赉诺尔褐煤的硝酸氧解.在煤酸比1∶10时,获得最高收率有机酸(硝基腐殖酸和水可溶酸等)的适宜条件是硝酸浓度20%和反应时间2小时;但煤酸比过小,而且产物分离方法有待简化.制取硝基腐殖酸的适宜条件是:煤酸比1∶0.8,硝酸浓度10—15%,反应温度80—100℃,反应时间半小时以内.由硝酸消耗速度可将反应分为两个阶段:第一阶段为升温阶段,第二阶段为恒温阶段,第一阶段比第二阶段快2.38倍.计算了反应的氮平衡,发现反应气体中的NO和NO_2占加入硝酸量的一半.     

磷酸锆镍上的醇选择性氧化（英文）

Nickel zirconium phosphate nanoparticles were found to function as efficient catalysts for the selective oxidation of a wide range of alcohols to their corresponding ketones and aldehydes using H2O2 as an oxidizing agent and without any organic solvents, phase transfer catalysts, or additives. The steric and electronic properties of various substrates had significant influence on the reaction conditions required to achieve acetylation. The results showed that this method can be applied for the chemoselective oxidation of benzyl alcohols in the presence of aliphatic alcohols. The catalyst used in the current study was characterized by ICP-OES, XRD, NH3-TPD, Py-FTIR, N2 adsorption-desorption, SEM and TEM. These analyses revealed that the interlayer distance in the catalyst increased from 0.75 to 0.98 nm when Ni2+ was intercalated between the layers, whereas the crystallinity of the material was reduced. The nanocatalyst could also be recovered and reused at least seven times without any discernible decrease in its catalytic activity. This new method for the oxidation of alcohols has several key advantages, including mild and environmentally friendly reaction conditions, short reaction time, excellent yields and a facile work-up.     

醇预处理载体制备的Ir-Re/SiO_2催化剂上甘油氢解反应（英文）

甘油是生物柴油的副产物,将其转化为高附加值的化学品,能提高生物柴油产业的经济性.1,3-丙二醇是聚酯和聚氨酯的单体,也用于合成医药和用作有机合成中间体,甘油直接催化氢解反应制1,3-丙二醇极具发展潜力.另外,甘油是生物质转化的重要平台分子之一,与目标产物的分子结构相比较,生物质平台分子通常含有过多的含氧基团,尤其是多余的羟基,通过甘油氢解反应研究多羟基的选择性活化和脱除,可以加深对生物质脱氧规律的认识.因此,研究甘油氢解反应制1,3-丙二醇催化剂和工艺,不仅具有潜在的应用前景,而且具有重要理论价值.然而,目前的甘油氢解催化剂性能还不够高,我们希望通过一些表面改性的方法处理载体硅胶,从而改变金属前驱体与载体表面的作用.因此,本文使用C1–C4的正构醇处理硅胶载体,其负载的Ir-Re催化剂上甘油氢解反应转化率从42.7%提高到59.5%,仲羟基脱除收率从21.6%提高到28.3%.研究发现,当处理载体所用正构醇的碳数从1增加到3时,对应催化剂上甘油转化率逐渐增加至最高;但当使用更正丁醇时,对应催化剂上甘油转化率下降.为了探究催化剂活性改变的原因,我们首先采用红外光谱(FT-IR)和氮气物理吸附确定烷氧基基团嫁接到硅胶载体上.程序升温还原结果发现,预处理载体相应的催化剂开始还原温度降低,表明在这些催化剂上形成了颗粒尺寸较小的Ir粒子.X-射线衍射分析发现,在新鲜的和使用后的催化剂上均未检测出Re物种的衍射峰,说明Re高度分散于催化剂表面.吸附吡啶的FT-IR结果表明,未处理和丙醇预处理硅胶负载的催化剂上均没有强酸位,它们的B/L酸比值相近,约为3.3.催化剂的吸附COFT-IR结果表明,CO线性吸附于Ir/SiO_2催化剂上的主要吸收峰位置在2084 cm~(–1);而Re的加入使得该吸收峰红移,表明Ir和ReO_x物种之间存在相互作用.透射电镜(TEM)、H_2-程序升温脱附和NH_3-程序升温脱附结果发现,醇预处理催化剂上具有更多的Ir-ReO_x界面,而界面位点的数量与甘油转化率大小一致,表明Ir-ReO_x位点可能就是甘油氢解的活性中心.反应后催化剂的TEM结果表明,醇预处理催化剂上的Ir颗粒要小于未处理催化剂的,其中丙醇预处理硅胶负载的催化剂上Ir粒径最小.这是由于醇处理催化剂上存在很多孤立的Si–OH,它们与金属前驱体相互作用有利于形成较小的金属颗粒.这些孤立的Si-OH则是由于表面烷氧基基团的隔离作用所形成的.当处理载体所用正构醇的碳数从1增加到3时,烷氧基的碳链变长,分隔作用越好,阻止金属前驱体聚集的程度越强,因而Ir物种和Re物种的分散度增加.但是当处理醇的碳数增加到4时,形成的表面烷氧基基团可能阻止了Re物种和Ir物种间相互作用,从而使得Ir和Re物种的分散度均降低,相应催化剂活性随之降低.     

深海真菌Diaporthe phaseolorum FS459的聚酮类化合物研究（英文）

从深海真菌Diaporthe phaseolorum FS459中分离出10个聚酮化合物,包括3个新的色酮衍生物(1、2和5),一对新的差向异构体混合物(3和4),1个新的Azaphilone类似物(6)及4个已知的化合物(7～10).它们的结构是基于综合波谱分析进行确定,同时其绝对构型通过对比实测电子圆二色谱(ECD)曲线与量子化学计算得出的理论值来确定.化合物1～4具有罕见的2?,3?-二甲基二氧戊环结构单元.此外,本研究还评估了化合物1～10的体外细胞毒性、抗菌活性及NO产生的抑制效果.     

HPLC-ICP-MS或HPLC-FAAS法分离测定硒化合物（英文）

 提出了一种用高效液相色谱（HPLC）分离和用电感偶合等离子体质谱仪（ICP－MS）或火焰原子吸收光谱仪（FAAS）作元素专一检测器在线测定硒的化学形态的方法。在优化的HPLC条件下,用ESAⅢ阴离子色谱柱（250mm×4．6mm）,以柠檬酸铵为流动相（5．5mmol／L,pH5．5,流速1．5mL／min）,进样量100μL,分离和测定三甲基硒离子、硒代蛋氨酸、亚硒酸和硒酸盐只需8min。HPLC－FAAS在线分析4种硒化合物的检测限为p（Se）=1mg／L。     

HPLC-ICP-MS或HPLC-FAAS法分离测定硒化合物（英文）

提出了一种用高效液相色谱（HPLC）分离和用电感偶合等离子体质谱仪（ICP－MS）或火焰原子吸收光谱仪（FAAS）作元素专一检测器在线测定硒的化学形态的方法。在优化的HPLC条件下,用ESAⅢ阴离子色谱柱（250mm×4．6mm）,以柠檬酸铵为流动相（5．5mmol／L,pH5．5,流速1．5mL／min）,进样量100μL,分离和测定三甲基硒离子、硒代蛋氨酸、亚硒酸和硒酸盐只需8min。HPLC－FAAS在线分析4种硒化合物的检测限为p（Se）=1mg／L。用超声雾化器作ICP－MS的接口,HPLC－ICP－MS在线分析4种硒化合物的检测限分别为P（Se）=0．34μg／L（亚硒酸）,0．18μg／L（硒代蛋氨酸）,0．08μg／L（三甲基硒离子）和0．07μg／L（硒酸盐）。与气动雾化器接口相比,信号强度增加7至31倍。     

磷酸铜锆催化剂上醇选择性氧化（英文）

The catalytic activity of copper zirconium phosphate(ZPCu) in the selective oxidation of alcohols to their corresponding ketones or aldehydes, using H2O2 as an oxidizing agent, was studied. The oxida‐tion reaction was performed without any organic solvent, phase‐transfer catalyst, or additive. Steric factors associated with the substrates influenced the reaction. The catalyst was characterized using X‐ray diffraction, inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy, energy‐dispersive X‐ray spectroscopy, and scanning electron microscopy. It was shown that the interlayer distance increased from 0.74 to 0.80 nm and the crystallinity was reduced after Cu2+ intercalation into the layers. This catalyst can be recovered and reused three times without significant loss of activity and selectivity.