碳催化剂用于异丁烷直接脱氢制异丁烯

异丁烯用途广泛,被认为是除乙烯和丙烯外最重要的基础化工原料.异丁烯的来源主要是石油裂化过程中产生的碳四馏分,但随着对其需求量的逐年增加,分离法已逐渐无法满足,因此异丁烷直接脱氢工艺逐渐受到工业界和学术界的重视.铬系和铂系催化剂是两类传统工业催化体系,但铬对环境污染严重,铂作为贵金属成本较高,而且现有工艺大多存在催化剂稳定性较差需要反复再生的问题.近年来碳材料用于烷烃氧化脱氢反应的研究较多,并表现出较高的活性和稳定性,甚至有研究组提出金属催化剂在反应中快速生成的活性积碳(active coke)可能是真正的催化活性中心.但氧化脱氢反应不同于直接脱氢,需在反应中加入氧气,这在实际生产中会带来一系列问题：考虑到烷烃的爆炸极限,实际应用时反应气必须稀释,这不利于产物的收集;而且氧气会导致反应物过度氧化产生CO和CO2等副产物,也限制了氧化脱氢工艺在工业上的应用和发展.
　　我们研究组将椰壳碳、煤质碳和碳纳米管等碳材料作为催化剂用于催化异丁烷直接脱氢反应,发现碳催化剂表现出较高的催化活性：在625 oC,椰壳碳上异丁烷转化率和异丁烯选择性分别为70%和78%,连续反应3d后仍能维持34%的转化率,且选择性基本不变.与铬基催化剂相比,碳催化剂在稳定性方面表现出更大优势.我们进一步采用N2吸脱附、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等手段对反应前后的碳催化剂进行了详细表征. N2吸脱附结果表明,椰壳碳比表面积高达1190.2 m2/g,这可能是其具有较高催化活性的原因;而结合催化剂活性数据,对比反应前后椰壳碳催化剂比表面积和异丁烷转化率可知,两者呈现近乎线性的相关性,进一步证实比表面积大小对碳催化剂催化活性有重要影响. XPS谱图证明椰壳碳在反应前表面除了有少量硅(0.73%)外,不存在金属氧化物等杂质,证实碳材料无需负载氧化物等即可表现出较高的催化活性;反应后沉积的积碳附着在催化剂表面,使硅含量降低至0.47%;催化剂中氧含量也由4.43%降低至3.78%,同时有碳酸盐生成. FTIR谱图进一步证实反应前的椰壳碳表面有丰富的有机官能团,但反应开始后有机官能团很快消失,而催化剂仍保持较高的催化活性,因此有机官能团并非碳催化剂催化活性高的必要因素,这与文献中已报道的结果不同. FE-SEM照片中观察到反应后椰壳碳催化剂表面形成积碳,随着反应时间延长积碳明显增多,这与XPS结果一致.
　　碳材料具有来源广泛、绿色环保等显著优势,可作为一种新的催化体系应用于异丁烷直接脱氢反应,无需负载其他物质或添加氧化性气体即可表现出良好的催化活性和稳定性,其比表面积对催化活性有重要影响,反应中产生的积碳导致催化剂比表面积下降进而降低其催化活性,而有机官能团的存在对催化活性影响不大.     

光场多光谱相机像方远心镜头光学设计

光场多光谱成像技术具有能够同时获取目标二维空间信息和光谱信息的能力,利用光谱信息可以实现目标的分类和识别。为了快速、便捷地获取空间目标的完整光谱信息,实现目标表面光谱信息的真实记录,基于光场多光谱成像原理,采用光谱分光滤光片阵列分光实现主透镜系统入瞳孔径的分割,设计了一款应用于光场多光谱相机的像方远心镜头光学系统。光学系统具有宽波段400 nm~1 000 nm,焦距为240 mm,F数为4,全视场15.52°。像质评价与系统公差分析结果表明:设计的光场多光谱相机的像方远心镜头可以满足实际加工以及正常使用要求。     

Ce~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧微晶玻璃的发光性质

通过熔融法以及热处理,制备了Ce~(3+)掺杂含Li Lu F_4纳米晶的透明氟氧微晶玻璃。XRD结果表明,玻璃中析出的晶相为Li Lu F_4,其晶粒大小随热处理温度的升高和时间的延长而变大。在330 nm紫外光激发下,Ce~(3+)掺杂的氟氧玻璃和Li Lu F4微晶玻璃的发射为一峰值波长为370 nm的宽带光谱。微晶玻璃的发光强度显著高于未经过热处理的基础玻璃,并且随着热处理温度的升高及时间的延长,微晶玻璃的发光逐渐增强。微晶玻璃的370 nm发射的荧光寿命均长于基础玻璃的。     

不同压力下竖直管外Marangoni凝结换热特性研究

本文在不同压力状态下对水与酒精混合蒸汽在竖直管外Marangoni凝结换热特性进行了可视化实验研究,观测到不同过冷度下的凝结状态.实验结果表明,在相同流速和浓度条件下,酒精浓度较低时凝结换热系数随蒸汽压力的升高而升高.但在高酒精浓度下,凝结液表面张力梯度减小,扩散热阻的影响增大,蒸汽压力对于凝结换热系数的影响并不明显.     

逆拟变分不等式问题的相关研究

本文研究了Hilbert空间中逆拟变分不等式问题.利用不动点原理得到逆拟变分不等式问题解的存在性和唯一性.利用投影技巧,Wiener-Hopf方程和辅助原理技术分别给出求解逆拟变分不等式的迭代算法,并在一定条件下证明了算法的收敛性.最后通过间隙函数得到误差界.本文改进和推广了最近文献的一些相关结果.     

具有早期活化储备的可修复系统的解的稳定性分析

研究了具有早期活化储备的可修复系统的解的性态,通过研究系统算子的谱点的分布和求解系统算子的共轭算子进而得到系统的解的渐进稳定性.     

FTIR与13C NMR研究丁戊共聚物的微观结构及序列分布

采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析了丁戊共聚物的微观结构,发现采用磷酸酯钕体系得到的丁戊共聚物组成不同,其聚丁二烯链节的顺式-1,4含量为93.1％～97.7％,聚异戊二烯链节的顺式-1,4含量为97.0％～ 97.5％.采用差示扫描量热仪(DSC)测试了丁戊共聚物的玻璃化转变温度,发现丁戊共聚物具有良好的耐低温性能,其玻璃化转变温度随着异戊二烯含量的增加而提高,稍偏离Fox方程,经修正得到的公式为Tg=1.03TgIWI+TgBWB.采用Kelen-Tudos法计算得到丁二烯和异戊二烯的竞聚率分别为1.21和0.73,二者乘积接近于1,表明丁戊共聚物为无规结构.利用碳核磁谱(13C NMR)对丁戊共聚物进行分析,对其二元序列进行了归属,计算得到丁戊共聚物的二元序列浓度以及聚丁二烯链节和聚异戊二烯链节的数均序列长度;采用Bernoullian模型和Markov模型验证了丁戊共聚物的序列分布,发现其序列分布更符合Markov模型,表明磷酸酯钕体系催化丁戊共聚合时,活性链有末端效应.     

与渐近非扩张半群不动点问题相关的分裂等式混合均衡问题及其应用

研究了与渐近非扩张半群不动点问题相关的分裂等式混合均衡问题.在等式约束下,为同时逼近两个空间中混合均衡问题和渐近非扩张半群不动点问题的公共解,借助收缩投影方法引出了一种迭代程序.在适当条件下,该迭代算法的强收敛性被证明.文末还把所得结果应用于分裂等式混合变分不等式问题和分裂等式凸极小化问题.     

(英)多孔SnO2/炭微球的制备及其电化学性能研究

以SnCl4·5H2O和可溶性淀粉为原料,采用简便的水热法制备了SnO2/炭微球,通过ZnCl2活化获得多孔SnO2/炭微球。所制备的SnO2/炭微球和多孔SnO2/炭微球均保持良好的球形,粒径集中在1~5μm,SnO2纳米颗粒均匀地分布在炭基体中。与采用同样方法制备的多孔炭微球相比,多孔SnO2/炭微球作为超级电容器电极材料表现出更高的比电容、更低的等效串联电阻以及更好的倍率性能,表明多孔SnO2/炭微球在超级电容器领域具有良好的应用前景。     

α-卤代酮的脱卤新方法

报道了一种以乙醇为溶剂,在锌粉和甲酸铵催化下的α-卤代酮的脱卤新方法。该体系也适用于α,α-二卤代酮和卤代苄的脱卤反应,产物结构结构经~1H NMR,IR和MS(ESI)确证。