碳纳米管负载的纳米Pd-Ag催化剂对乙醇和丙醇氧化的电化学活性

在乙二醇和水混合溶剂中,采用硼氢化钠还原的方法制备了多壁碳纳米管（MWCNT）负载的Pd和Pd-Ag纳米颗粒催化剂;在碱性介质中,用循环伏安法测试了这些催化剂对乙醇、正丙醇和异丙醇的电氧化性能。结果表明,Pd和Pd-Ag纳米颗粒均匀地分散在MWCNT表面;Pd/MWCNT、Pd₄Ag₁/MWCNT、Pd₂Ag₁/MWCNT和Pd₁Ag₁/MWCNT催化剂上金属颗粒的平均粒径分别为7、4、7和11 nm。相比乙醇和异丙醇,所制备的催化剂对正丙醇的氧化表现出较大的电流密度。与Pd/MWCNT催化剂相比,双金属Pd_nAg₁/MWCNT（n=4、2、1）催化剂,尤其是Pd₄Ag₁/MWCNT上的电流密度更大,表明Ag的加入提高了Pd催化剂对醇氧化的电化学活性,其原因是因为醇氧化过程所产生的中间体物种在双金属Pd-Ag/MWCNT催化剂上的吸附力有所减弱。     

Fe/Al-PILC催化C_3H_6选择性还原NO的实验研究

采用浸渍法制备了负载于铝柱撑黏土的铁基催化剂(Fe/Al-PILC),在固定床反应器上测试其催化C3H6选择性还原NO的性能。通过N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、H2的程序升温还原(H2-TPR)、紫外可见光谱(Uv-vis)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)等手段对催化剂的物理化学性质进行表征。结果表明,9Fe/Al-PILC在400-550℃能够还原98%以上的NO,而且SO2和水蒸气对其催化性能的影响很小。XRD、N2吸附-脱附表征结果表明,Fe/Al-PILC催化剂中铁氧化物高度分散在载体表面,催化剂有较大的比表面积和孔容。H2-TPR结果表明,催化剂的活性主要由Fe_2O_3物相的还原性能决定。Uv-vis结果表明,催化剂的活性与铁氧低聚物种FexOy呈正相关性。Py-FTIR结果表明,催化剂表面同时存在Lewis酸和Brnsted酸,L酸性位是NO和C3H6反应的主要催化活性中心。     

神府烟煤焦与城市固体废弃物水热炭焦共气化反应特性的实验研究

基于常压热重分析仪(TG)开展了神府烟煤焦(SF char)、水热炭焦(HTC char)及其混合物等温CO_2气化实验以研究气化温度(800-950℃)、掺混比(3∶1、1∶1、1∶3)对共气化特性的影响,并探讨了气化反应活化能及其影响因素。结果表明,HTC因其较大的比表面积和较多的灰分而具有较强的气化活性。低HTC掺混比的混合物气化活性对温度变化敏感。低温下混合物的气化活性受HTC掺混影响显著。反应活化能随着反应转化率的增大而逐渐增大并趋于稳定。进一步研究表明,混合物的活化能与其掺混比以及活性矿物(K+Na)/Ca的物质的量比均存在近似线性关系。     

阴极催化剂对微生物燃料电池性能的影响

以不同载量的MnO_2/rGO和Pt/C修饰阴极电极构建了生物阴极型双室微生物燃料电池(MFC),考察了不同阴极催化剂修饰MFC对其产电性能以及老龄垃圾渗滤液主要污染物去除效果的影响。结果表明,以MnO_2/rGO修饰MFC阴极电极材料,能显著提高MFC产电性能及对老龄垃圾渗滤液中污染物去除效果;输出电压为372 mV,功率密度为194 mW/m~3(是未经催化剂修饰MFC的两倍),内阻为264Ω,化学需氧量(COD)和氨氮(NH_3-N)去除率分别为58.68%和76.64%。当MnO_2/rGO载量为.0 mg/cm~2时,MFC性能与负载Pt/C的MFC性能接近,但构建成本却明显降低。     

白音华褐煤可溶有机质的组成和结构特征

依次采用石油醚、环己烷、二硫化碳、丙酮、甲醇和等体积的丙酮/二硫化碳混合溶剂对白音华褐煤(BL)进行分级萃取得到萃取物(E_1-E_6),利用甲醇、甲苯和等体积的甲醇/甲苯混合溶剂对萃取残渣进行连续热溶得到热溶物(SP_1-SP_3)。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、气相色谱质谱(GC/MS)和实时直接分析-质谱(DART-MS)对萃取物和热溶物的组成和结构特征进行了分析。BL总的萃取物产率和热溶物产率分别为9.37%和21.84%。E_5和E_6的FT-IR谱图中有较强的羟基吸收峰,而E_1的FT-IR谱图中脂肪C-H的伸缩振动峰强度明显高于其他萃取物;三种溶剂热溶物的FT-IR谱图相似,但SP_1和SP_3的FT-IR谱图中羟基吸收峰较强。E_1和E_5中GC/MS可检测化合物分别以烷烃和芳烃为主,E_5中还含有较多的含氧化合物;三种热溶物中化合物均以烷烃和芳烃为主,SP_3中酚类、酮类和酯类等含氧化合物的含量较高。DART-MS可检测出萃取物和热溶物中GC/MS无法检测出的较强极性和难挥发化合物;热溶物中含量较高的化合物的碳数和等价双键数(Double bond equivalent,DBE)分别集中分布在10-25和2-16,并且DBE随碳数增加而增加。     

焙烧温度对CuMgAl催化剂催化糠醛气相加氢制糠醇性能的影响

采用分步沉淀过程制得质量比m(CuO)∶m(MgO)∶m(Al_2O_3)为25∶26∶49的CuMgAl类水滑石前驱体,经过不同温度焙烧制得CuMgAl-t催化剂。通过BET、热重、XRD、H_2-TPR和CO_2-TPD对催化剂进行表征,在固定床中考察CuMgAl-t催化剂催化糠醛气相加氢制糠醇的性能。结果表明,焙烧温度影响催化剂活性、稳定性及对产物的选择性,低温焙烧的催化剂经还原后可获得较多活性中心,高温焙烧的催化剂表面具有更多的碱性位,CuMgAl催化剂经450℃焙烧表面存在适宜的活性中心和碱性位。在常压、反应温度180℃、氢醛物质的量比5∶1、糠醛体积空速0.3h~(-1)的条件下,CuMgAl-450催化剂上糠醛的转化率和糠醇的选择性分别达到98.64%和97.66%。     

纤维素在亚/超临界甲醇中液化条件对主要化合物产物的影响

在反应温度240-320 ℃、甲醇用量0-200 mL、反应时间0-200 min的条件下,采用间歇式高温高压反应釜对玉米秸秆纤维素在亚/超临界甲醇中进行液化实验,结合GC-MS分析,研究不同液化反应条件下,生物油中轻油、重油产率及液化产物中烃类、醇类、酯类、酸类等主要化合物的组分分布及其变化规律。结果表明,反应温度和甲醇用量对化合物的分布与含量影响较大,反应温度和甲醇用量增加,促进纤维素向烃类、醇类、酯类转化,各化合物含量随之增加,并使轻油、重油产率升高,当反应条件为：甲醇用量160 mL,温度320 ℃,反应时间30 min时,生物油产率达到最高25.1%。生物油中组分含量顺序为：烃类>醇类>酯类>酸类,各化合物最高相对含量分别为77.2%、19.0%、30.9%、20.8%。初步分析发现,随着温度的升高和甲醇量的增加,自由基活性逐渐增强,当甲醇用量超过160 mL、温度超过300 ℃时,醇类以及酯类等化合物进一步发生氧化、缩合等反应形成酸类等化合物,造成化合物产率减小,进而使生物油产率降低。     

MCM-41/MOR复合分子筛的制备及其烷烃异构化性能研究

以碱处理的MOR浆液为部分硅铝源、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂,采用水热法合成了微孔-介孔复合分子筛MCM-41/MOR,并通过XRD、HRTEM、BET、Py-FTIR以及水热处理等方法对合成的复合分子筛进行了表征。结果表明,合成的复合分子筛具有微孔和介孔双重孔结构,比表面积高达567 m²/g,孔容为0.60 mL/g,平均孔径为3.26 nm,且具有较高的水热稳定性。正己烷在微反装置上的非临氢异构化反应结果表明,适宜的B酸和L酸协同构成了烷烃异构化的活性中心,催化剂表面的Ni离子在活化烷烃的同时还具有较好的酸性调变作用;与Ni-MOR、Ni-MCM-41以及HMCM-41/MOR相比,复合分子筛Ni-MCM-41/MOR由于其适宜的表面酸性和孔道结构,具有更好的异构化催化性能,正已烷转化率为34.40%,i-C₆⁰选择性提高到40.38%。     

二苯乙烯对秸秆纤维素超临界乙醇裂解转化液化产物的影响

以1,1-二苯乙烯(DPE)为阻聚剂,采用高压反应釜对玉米秸秆纤维素进行超临界乙醇液化,探究DPE浓度(用量)和反应温度对纤维素裂解碎片转化成液化产物的影响。结果表明,DPE浓度增加,挥发分收率降低了25.4%,生物油收率增加了19.9%,收率最高达39.8%,纤维素转化率有所下降;反应温度升高,纤维素转化率迅速增加到85.5%,挥发分也急剧升高,生物油收率最高为34.6%。GC-MS结果显示,生物油主要包括酮类、酯类、烃类等平台化合物以及较多的联苯化合物。DPE浓度过高,结合大量的纤维素裂解片段(乙基、羟基、甲基、氢等)形成联苯类化合物产生较强的空间位阻效应,使得纤维素裂解及活性片段转化成平台化合物的反应受到抑制,两者之间是一个竞争过程;温度升高,乙醇自由基活性增强,其对纤维素裂解的促进作用逐渐超过DPE对纤维素裂解的抑制作用,平台化合物收率有所升高。     

晶种数量对MOR分子筛上烷基转移反应的影响及反应机理研究

以丝光沸石(MOR)分子筛为催化剂,甲苯与三甲苯烷基转移反应为探针反应,系统考察了晶种数量变化对分子筛物化性能和催化性能的影响。研究表明,合成过程中晶种添加量的不同会显著影响催化剂的酸性、比表面积和孔体积,进而影响其催化剂活性和稳定性。当晶种添加量为8%时,MOR分子筛具有最多的B酸含量、最大的比表面积和孔体积,同时对应的催化剂活性和稳定性也最好。本研究还对甲苯和三甲苯烷基转移反应机理进行了深入研究,结果表明,发生在MOR分子筛上的烷基转移反应通过双分子中间体机理进行,并应用实验手段捕捉到了中间体的存在,证实了双分子中间体机理的合理性,同时推导出可能的反应机理路线图。