不同形貌ZSM-5分子筛的制备及其催化甲醇转化制烯烃性能

采用廉价的原料,通过添加尿素及调节碱度,在水热条件下合成了具有不同形貌的ZSM-5分子筛。研究了分子筛形貌对甲醇转化制丙烯催化性能的影响。结果表明,通过控制尿素含量及碱度,可以对ZSM-5分子筛晶体的生长方向及形貌进行调控。当urea/SiO₂(mol ratio)=0.28,Na₂O/SiO₂(mol ratio)=0.035时,所得到的分子筛沿b轴方向生长最慢,产品形貌呈薄片状,厚度为130 nm;在一定范围内提高碱度,会使分子筛形貌逐渐变为纳米颗粒聚集体。ICP、NH₃-TPD和N₂吸附表征结果表明,所合成的分子筛SiO₂/Al₂O₃物质的量比、酸性质及孔道性质接近。催化反应评价结果表明,薄片状样品HZ-1由于在b轴方向上具有更短的扩散路径,且结晶度高,在催化甲醇转化反应中不仅表现出良好的选择性,双烯(乙烯+丙烯)收率可达60%以上;P/E比(丙烯/乙烯)最高可达8.4,在连续反应200 h后,甲醇转化率仍保持在95%以上,表现出优异的催化稳定性。     

纳米材料在电化学生物传感器中的应用

纳米材料因其具有独特的性质,被广泛应用于研制和发展具有超高灵敏度、超高选择性的电化学生物传感器.本文总结了纳米材料在电化学生物传感系统中的主要功能,介绍了近年来国内外基于纳米材料构建的电化学生物传感器的研究进展,并对该领域的发展前景做出了展望.     

神府煤液化油加氢精制过程中硫氮化合物分布的变化

采用实沸点蒸馏对神府煤液化油及其加氢精制油做了馏分切割,并采用GC-PFPD与GC-NCD对液化油与精制油中的硫氮化合物类型进行了分析,研究了液化油加氢精制过程中硫氮化合物分布的变化。结果表明,液化油中硫含量随窄馏分的馏程由低到高呈现"U"型分布,氮的分布基本上随窄馏分沸点温度的升高而增大,氮的含量远高于硫的含量;经过固定床加氢精制后,97%的硫和98.9%的氮得到脱除。液化油中苯并噻吩和二苯并噻吩等二环和三环化合物占93.25%;经过加氢处理之后,硫醇、硫醚、噻吩类等低沸点含硫化合物基本消失,难脱除组分主要以苯并噻吩类、二苯并噻吩类为主。液化油中含氮化合物主要以五元杂环中性氮化物为主,占54.96%;碱性氮化物主要以苯胺类为主,占23.22%,喹啉类相对较少;经过加氢处理之后,脂肪胺类含氮化合物被完全脱除,精制油中残留的氮主要以碱性氮化物喹啉类与苯胺类含氮化合物存在。     

生活垃圾流化床热处置中重金属迁移分布研究

在流化床实验装置上研究模拟生活垃圾热解、气化、焚烧等热处置过程中重金属Cd、Pb、Zn及Cu的迁移转化,分析氧化还原气氛及温度对重金属挥发特性的影响。结果表明,高温及还原性条件促进了Cd、Pb及Zn的挥发;而氧化性气氛有利于Cu的迁移。热力学平衡模拟结果表明,金属在氧化和还原气氛下的转化途径不同。在还原性气氛下,金属主要以元素态单质或硫化物的形式存在,其熔沸点高低决定了金属挥发程度。反之,CuCl_3等氯化物的生成促进了Cu在氧化性气氛下的挥发。金属基反应在氧化性气氛下得到加强,提高了Cd、Pb及Zn向气相产物转化的起始温度。进一步考察重金属在不同组分的分布及富集规律,大部分以气相形式挥发的重金属易在降温过程中冷凝并富集于飞灰。气流夹带亦是导致重金属迁移的重要原因,流化床的高气速特性对重金属分布有显著影响。     

分级有序多孔磺化碳催化果糖转化制5-羟甲基糠醛

采用双模板自组装、炭化、氢氟酸蚀刻和磺化等手段制备了具有分级有序多孔结构的磺化碳(SCHOP),并分别在500、600和700℃考察了炭化温度对分级有序多孔碳微观结构的影响;以催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)为探针反应,评价了SCHOP的催化效果。结果表明,500℃焙烧所制备的SCHOP具有最高的催化活性。SEM、TEM和N2吸附-脱附表明,所制备的催化剂具有规整的分级有序孔结构,但过高的炭化温度会降低炭材料微观结构的有序性;FT-IR、EDS和-SO3H含量测定表明,通过磺化可在碳基体上有效引入磺酸基,炭化温度过高会降低炭材料的芳香性,不利于磺酸基的引入。130℃下反应20 min,果糖的转化率和5-HMF的收率分别高达96.1%和93.4%,表明SCHOP是一种高效固体酸催化剂。     

介孔材料为硅源合成多级孔Mo/H-IM-5催化剂及其在甲烷无氧芳构化反应中的应用

在IM-5分子筛的合成体系中以介孔材料KIT-6作为硅源,制备出了多级孔IM-5复合分子筛(IM-5-K)。利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、比表面积分析、NH3-TPD等手段对样品的物理性质和酸性进行表征。将经过钼修饰的Mo-IM-5-K催化剂应用于甲烷无氧芳构化反应中,考察其活性。催化测试结果显示,多级孔Mo-IM-5-K催化剂的最高甲烷转化率和芳烃产率为12.4%和6.9%,高于常规Mo-IM-5-C催化剂。同时,Mo-IM-5-K催化剂有更好的稳定性。催化剂反应活性和稳定性的差异是由于其具有不同的孔道结构和酸性所致。介孔的存在会影响活性Mo物种的落位及分布状态,有利于反应物与活性位的接触和芳烃产物的扩散,进而提高催化剂的活性和稳定性。     

飞灰中的缺陷位SiO_2对痕量元素As的吸附机理

为了认识痕量元素As在飞灰中的富集特性,利用密度泛函理论研究了砷的典型氧化物AsO在飞灰中的主要成分SiO_2模型上的吸附机理,对优化后的吸附构型进行能量计算、AIM理论、Mulliken电荷分析以及定域化轨道指示函数(LOL)填色图分析,剖析了AsO与SiO_2表面的相互作用。结果表明,AsO在无定型SiO_2表面的缺陷位的吸附能均大于50 k J/mol,吸附构型均为典型的化学吸附。在无定型SiO_2缺陷活性位点形成的As-Si键、Si-O键和As-O键强度较大,均属于共价键;SiO_2与AsO之间为共价相互作用。     

Fe~(2+)协同热活化过一硫酸氢钾盐诱导自由基脱除NO的研究

在气液撞击流反应器中,研究了Fe~(2+)协同热活化过一硫酸氢钾盐诱导自由基脱除模拟烟气中的NO。考察了主要工艺参数(溶液温度、Fe~(2+)浓度、过一硫酸氢钾盐浓度、溶液pH值、NO入口浓度)对NO脱除效率的影响。分析检测了反应产物和自由基。基于不同系统的对比研究、反应产物检测和活性自由基的捕获,揭示了NO脱除过程的机制和反应路径。结果表明,提高溶液温度、Fe~(2+)浓度和过一硫酸氢钾盐浓度均提高了NO的脱除效率,而提高溶液pH值和NO入口浓度均降低了NO的脱除效率。Fe~(2+)和热对活化过一硫酸氢钾盐产生自由基有显著的协同效应。自由基氧化是NO脱除的主要路径,而过一硫酸氢钾盐直接氧化是次要的脱除路径。Fe~(2+)和热的协同活化体系具有比其他体系高得多的NO脱除率。     

Cu/ZnO@H-β-P催化剂在合成气制备液化石油气反应中的性能研究

采用共沉淀法制备Cu/ZnO催化剂、水热合成法制备H-β分子筛、通过物理包膜法制备了具有核壳结构的Cu/ZnO@H-β-P催化剂,并用于合成气制备液化石油气(LPG)反应。通过XRD、NH3-TPD、BET和SEM-EDS等手段对催化剂进行了表征,利用固定床连续反应装置对催化剂进行了活性评价。结果表明,Cu/ZnO@H-β-P催化剂是具有中孔的核壳结构材料,其协同作用打破了原有的热力学平衡,促进了甲醇→DME→LPG串联反应的连续进行。与物理混合的Mix-Cu/ZnO-H-β催化剂相比,Cu/ZnO@H-β-P催化剂的CO转化率和LPG选择性更高,空速和反应温度对催化剂活性影响明显,最佳空速和反应温度分别为2 400 h~(-1)和350℃。使用Cu/ZnO@H-β-P催化剂在最佳条件下进行合成气制备LPG反应,CO转化率达到了57.22%,LPG选择性达到了60.52%。     

磷化过程对MoP催化剂醋酸加氢合成乙醇性能的影响

制备了系列磷化钼催化剂用于醋酸加氢合成乙醇活性评价,并采用XRD、XPS和SEM等技术对催化剂进行表征。结果表明,催化剂除含有MoP外,还有MoP_2O_7和MoO_2等物种,催化醋酸生成乙醇的活性物种是MoP,或者是MoP与MoP_2O_7、MoO_2协同起催化作用。磷化温度一定程度上影响催化剂的形成和活性组分的分布,磷化温度太低,MoP形成量少,磷化温度太高,MoP发生团聚和烧结,磷化温度为650℃时制备的催化剂活性最高。磷钼物质的量比为1.0时催化剂的乙醇合成性能最高。