Synthesis and catalytic performance of bimetallic NiMo- and NiW-ZSM-5/MCM-41 composites for production of liquid biofuels

This work presents a synthesis of bimetallic NiMo and NiW modified ZSM-5/MCM-41 composites and their heterogeneous catalytic conversion of crude palm oil( CPO) to biofuels. The ZSM-5/MCM-41 composites were synthesized through a self-assembly of cetyltrimethylammonium bromide( CTAB) surfactant with silica-alumina from ZSM-5 zeolite,prepared from natural kaolin by the hydrothermal technique. Subsequently,the synthesized composites were deposited with bimetallic NiMo and NiW by impregnation method. The obtained catalysts presented a micro-mesoporous structure,confirmed by XRD,SEM,TEM,EDX,NH_3-TPD,XRF and N_2 adsorption-desorption measurements. The results of CPO conversion demonstrate that the catalytic activity of the synthesized catalysts decreases in the series of NiMo-ZSM-5/MCM-41 NiW-ZSM-5/MCM-41 Ni-ZSM-5/MCM-41 Mo-ZSM-5/MCM-41 W-ZSM-5/MCM-41 NiMo-ZSM-5 NiW-ZSM-5 ZSM-5/MCM-41 ZSM-5 MCM-41. It was found that the bimetallic NiMo-and NiW-ZSM-5/MCM-41 catalysts give higher yields of liquid hydrocarbons than other catalysts at a given conversion. Types of hydrocarbon in liquid products,identified by simulated distillation gas chromatography-flame ionization detector( SimDis GC-FID),are gasoline( 150-200 ℃; C5-12),kerosene( 250-300 ℃; C5-20) and diesel( 350 ℃; C7-20).Moreover,the conversion of CPO to biofuel products using the NiMo-and NiW-ZSM-5/MCM-41 catalysts offers no statistically significant difference( P 0.05) at 95% confidence level,evaluated by SPSS analysis.     

Ce-Co/KIT-6介孔材料的制备及其脱汞性能的研究

以P123表面活性剂为模板,采用硬模板法制备了有序介孔材料KIT-6,以KIT-6为载体,Ce(NO_3)_2·6H_2O和Co(NO_3)_2·6H_2O为Ce和Co源,采用溶液浸渍法制备了负载型Ce-Co/KIT-6介孔材料。在模拟烟气条件下,利用固定床实验台架研究了Ce-Co/KIT-6材料对烟气中的单质汞(Hg0)的脱除性能。采用扫描电镜(SEM)、N_2吸附-脱附(BET)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)以及热重分析(TGA)等方法对材料进行表征。结果表明,Ce和Co在KIT-6孔道内部高度分散,同时材料保持高度有序的孔道结构、比表面积高达495.2 m~2/g,孔径4.6 nm。脱汞实验结果表明,Ce-Co/KIT-6对Hg0的氧化吸附去除效率很高,250℃下对Hg0的氧化吸附去除效率高达95%以上,在这个过程中,O_2的存在明显促进了催化剂的脱汞能力。氧通过Ce-Co价态的变化进入金属结构中,再与汞发生反应是这个过程的主要机理。     

SO_2和H_2O(g)对新疆高钠煤中钠挥发和形态迁移的研究

在水平管式炉上进行了400-1 100℃新疆高钠煤恒温燃烧实验,并利用逐级提取的方法分析煤及煤灰中钠的赋存形态,研究煤中钠的释放和形态迁移特性。重点考察700和1100℃下H_2O(g)和SO_2(g)单因素及双因素对煤中无机钠挥发和形态迁移的影响。结果表明,随着温度的升高,煤中钠的释放比例逐渐增大,其中,有机态钠最先析出,其次是水溶态无机钠,硅铝酸盐形式的无机钠则由于高热稳定性不易分解或挥发。低温下(700℃)H_2O(g)的存在降低了钠的挥发,而较高温度下(1 100℃)焦炭与水蒸气反应生成的局部还原性气氛促进煤中钠的挥发,但当入口气氛中H_2O(g)浓度高于20%时,促进作用减小。SO_2的存在抑制了煤中钠的挥发,随着燃烧温度升高,SO_2对钠的抑制作用减弱。H_2O和SO_2双因素作用下,低温下(700℃)抑制了煤中钠的挥发,而较高温度下(1 100℃)钠的挥发特性取决于两者在入口气氛中的浓度。对于选取的高钠煤,20%H2O和2.0×10-3SO_2入口气氛下,1 100℃煤燃烧钠的挥发比例由86%提高到了87.1%。     

基于水滑石前驱体制备ZnCr_2O_4-ZnO复合光催化剂及产氢性能

以研磨水热法合成ZnCr_2O_4-ZnO异质结型光催化剂,对所得样品进行了TG-DTA、XRD、SEM、HRTEM、DRS和N2吸附-脱附表征分析;在模拟太阳光下,以草酸为牺牲剂对样品的光催化产氢活性进行评价,并分别与共沉淀法、尿素回流法和尿素水热法制备的ZnCr_2O_4-ZnO样品进行比较,探讨了异质结型ZnCr_2O_4-ZnO复合光催化剂的产氢机理。结果表明,四种方法制备的Zn-Cr前驱体都具有一定的水滑石结构,经500℃焙烧后,均为球形纳米粒子,但团聚情况各异,比表面积和孔结构参数有较大差别。其中,研磨水热法所得样品ZnCr_2O_4-ZnO粒子均匀,光电流响应强度最大,产氢效率最高,为0.956 mmol/(h·gcat),分别是共沉淀法、尿素回流法和尿素水热法制备样品产氢量的2.3、1.5和3.0倍。     

N,P掺杂型C@Mo_2C催化剂的制备及其催化CO_2加氢反应研究

以三聚氰胺苯甲酸盐为碳源和氮源、以三聚氰胺磷钼酸盐为钼源、磷源和氮源,采用程序升温的方法制备了系列N,P掺杂型C@Mo_2C催化剂。采用XRD、SEM、TEM和XPS等对催化剂的结构、形貌和表面特性进行了表征,研究了三聚氰胺苯甲酸盐中n(三聚氰胺)/n(苯甲酸)、前驱体中n(C)/n(Mo)等因素对所制备催化剂的结构及其在二氧化碳加氢反应中催化性能的影响。在反应温度为220℃、反应压力为3.0 MPa、空速为3 600 m L/(g·h)的条件下,在N,P掺杂型C@Mo_2C的催化作用下,CO_2转化率可以达到12.2%,此时产物中CH_3OH的选择性达到52.2%。     

五乙烯六胺改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr)对CO_2的吸附性能

采用溶剂热法合成金属有机骨架材料MIL-101(Cr),用回流法将五乙烯六胺(PEHA)负载到MIL-101(Cr)孔道中的不饱和金属位点上,使用扫描电镜、粉末X射线衍射、氮气物理吸附、元素分析和傅里叶变换红外光谱等表征手段考察材料的结构和形貌,测试氨基改性前后的MIL-101(Cr)在25℃、不同压力下对CO_2的吸附效果。结果表明,负载0.24 m L五乙烯六胺后的MIL-101(Cr)对CO_2的吸附效果最好,在25℃、常压下对CO_2的饱和吸附量可达58.944 mg/g,相比未负载五乙烯六胺的MIL-101(Cr)吸附量(CO_2饱和吸附量为44.208 mg/g)增加了33%。随着吸附压力的增加,MIL-101(Cr)和0.24PEHAM IL-101(Cr)对CO_2的饱和吸附量逐渐增加,当吸附压力为1.1 MPa时,两者的吸附量分别为1 147.59和1 256.74 mg/g,表明该类材料在高压下对CO_2有着良好的吸附效果。     

Mg/Ce-SBA-15的制备及其苯酚甲醇烷基化性能的研究

以Ce-SBA-15为载体,硝酸镁为活性组分前驱体,通过浸渍法制备了Mg/Ce-SBA-15催化剂。利用XRD、N₂吸附-脱附、SEM、EDS、NH₃-TPD、Py-FTIR和TG-DTA手段对催化剂进行表征。结果表明,Mg掺杂并未破坏载体结构,催化剂表面弱酸含量有所增加,L酸增加明显。在固定床反应器中评价了Mg/Ce-SBA-15分子筛催化苯酚甲醇烷基化的反应性能。结果表明,Mg负载量为7%、焙烧温度为550℃、焙烧时间为4.5 h制备的Mg/Ce-SBA-15催化剂催化效果最佳。在反应温度460℃,n（苯酚）：n（甲醇）为1：4,质量空速为3.0 h^-1,常压的条件下,苯酚转化率为80.1%,邻甲酚选择性为86.4%。     

三齿多吡啶钴(II)配合物的合成、表征及其与DNA的相互作用研究

合成了两种三齿多吡啶钴(II)配合物 (A)和[Co(H₂Bzimpy)₂]Cl₂ (B), 用元素分析、IR对配合物的组成和结构进行了表征, 测定了配合物A的晶体结构. 用电子吸收光谱、荧光光谱、循环伏安法及凝胶电泳实验等方法研究了配合物与DNA的相互作用. 结果表明配合物A和B与小牛胸腺(CTDNA)的作用属部分插入和静电结合, 凝胶电泳实验表明配合物A在310 nm光辐射15 min, 可使超螺旋pBR322DNA断裂为开环缺口型和线型DNA.     

混价四核铜(I/II)配合物[Cu_2L_2][Cu(pht)_2]_2的合成、晶体结构及性质研究

报道四核铜配合物[Cu2L2][Cu(pht)2]2[Hpht:苯妥英,即5,5-二苯基-2,2咪唑烷酮;L:N-(3-氨基丙基)二乙醇胺]的溶剂热合成、晶体结构及其性质研究.该晶体属单斜晶系,P21/n空间群,晶胞参数:a=0.9240(1)nm,b=2.4559(2)nm,c=1.5572(2)nm,β=97.489(2)o,V=3.5035(7)nm3,Dc=1.499Mg/m3(g/cm3),Z=2,F(000)=1636,μ=1.270mm-1,R1=0.0503,wR2=0.1135[I2σ(I)],GOF=1.014.XPS结合X射线单晶结构分析,表明该配合物分子有混价铜组成,包括两个Cu(I)和两个Cu(II),其中每个Cu(I)分别与两个苯妥英配体提供的氮原子配位,N—Cu(I)—N的夹角为177.1°,每个Cu(II)与L配体的五个配位原子配位(N2O3),形成一个稍变形四方锥结构,两个Cu(II)通过N-(3-氨基丙基)二乙醇胺中的一个羟基氧桥连接形成双核阳离子,琼脂扩散法测试结果表明配合物、配体和铜盐对3种受试细菌均有一定的活性.配合物与DNA的相互作用测定研究表明,该配合物是以插入方式与小牛胸腺DNA结合.     

可见光响应的镍硅共掺杂二氧化钛及其光催化性能

为了更好地利用太阳光和提高二氧化钛的光催化性能,以钛酸四正丁酯、正硅酸乙酯、六水合硝酸镍为原料,在高压釜中140℃非水溶剂热反应,所得材料经400℃焙烧制得镍硅共掺杂的二氧化钛光催化剂.所得材料用X射线衍射、氮吸附、透射电镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、紫外漫反射等测试手段分析,结果显示所有样品均为锐钛矿型二氧化钛,Si和Ni均掺杂到TiO2体相中,样品具有较大的比表面积,其最大达303.3m2·g-1.在可见光照射下,以降解罗丹明-B为探针反应研究其可见光催化性能,与未掺杂和镍掺杂的二氧化钛相比较,共掺杂的二氧化钛具有更高的可见光催化性能,当Ni/Ti和Si/Ti的物质的量的比分别为0.01和0.20时,可见光催化性能最好.可见光催化性能的提高归因于镍和硅的协同作用.