分析化学实验的绿色化及废液处理

分析化学实验过程中使用的试剂用量大,产生的废液较多,会对环境造成较大污染,影响教师和学生的身体健康。因此,分析化学实验的绿色化及废液的绿色化处理具有重要意义。以湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心分析化学基础实验为例,采取微型化等方式对分析实验项目进行了绿色化改革,并以资源再利用等方式对分析实验废液进行处理。     

三功能策略设计制备具有优异低温抗积碳性能的Ni-CeO2@SiO2催化剂催化甲烷干重整反应

随着全球人为温室气体排放量(主要是甲烷和二氧化碳)的增加,全球变暖的趋势逐渐增加,因此,迫切需要通过各种技术来捕获和利用这些温室气体.甲烷干气重整反应(DRM)可以有效地将甲烷和二氧化碳这两种资源丰富、价格低廉的温室气体转化为高附加值化学品,减少它们向大气排放.尽管DRM工艺的应用具有许多优势,但是反应期间碳沉积和活性组分的烧结是阻碍其工业应用的两个主要原因.这些碳沉积物可能覆盖活性中心或阻塞催化剂的孔道,从而导致催化剂活性降低.镍基催化剂因其价格低廉、初始活性高和资源丰富而得到广泛的应用.但应用于DRM反应的Ni基催化剂在反应中容易烧结和积碳,导致催化剂迅速失活.为解决上述问题,本文从三功能策略角度出发,即SiO2壳层的限域作用和Ni-Ce之间的协同作用以及CeO2的消除积碳作用,采用原位一锅法设计合成了一种限域型Ni-CeO2核壳结构催化剂(Ni-CeO2@SiO2).通过X射线衍射、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱、N2吸附/脱附、氢气程序升温还原和脱附、氧气程序升温脱附、拉曼光谱、热重分析和原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试对催化剂进行了系统的表征,来揭示催化剂的理化性质和反应机理.催化剂应用于甲烷干气重整反应结果表明,在温度区间为550～800℃时,与传统浸渍法合成的催化剂相比,Ni-CeO2@SiO2催化剂具有更高的活性.高温800℃下的稳定性测试结果显示,传统浸渍法合成的催化剂在反应20 h后就出现了大量的积碳且活性下降明显;而Ni-CeO2@SiO2催化剂在800℃下反应100 h后未检测到积碳,并且催化剂中的Ni纳米颗粒的平均粒径从5.01 nm仅增长到5.77 nm,表现出很好的高温抗积碳和耐烧结性能.值得注意的是,Ni-CeO2@SiO2催化剂在低温600℃(形成碳沉积的最可能温度区域)下反应20h后也未检测到积碳的形成,表现出催化剂良好的低温稳定性和抗积碳性能.这可能归因于对Ni-CeO2@SiO2催化剂的三功能作用,即多孔二氧化硅壳层的限域作用、Ni与CeO2之间强的金属-金属氧化物相互作用以及具有丰富活性氧物种CeO2的消除积碳的作用.通过原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试来探究反应机理.结果 表明,DRM反应在Ni-CeO2@SiO2催化剂上遵循L-H机理,添加CeO2可以消除碳沉积并促进CO2活化.该三功能策略为设计其他应用于DRM的高性能催化剂提供了指导,有望加快该工艺的工业化.     

浸渍溶剂对Pt/炭-氧化铝催化氢化2-氧-4-苯基丁酸乙酯的影响

螯合辅助溶剂挥发共组装法制备的炭-氧化铝复合材料为载体,分别使用水、乙醇或二者混合物为氯铂酸的分散介质,浸渍制备炭-氧化铝复合材料负载Pt催化剂.通过XRD,N2物理吸附以及TEM表征可知,乙醇作为浸渍溶剂时,最有利于Pt的分散,而混合溶剂浸渍制备的催化剂Pt颗粒最大.2-氧-4-苯基丁酸乙酯不对称加氢反应结果表明,氯铂酸水溶液浸渍得到的催化剂Pt纳米粒子的粒径有利于获得高的光学选择性,催化剂经辛可尼丁修饰后,以乙酸为反应溶剂,可获得最高84.8%的光学选择性.此外,该催化剂重复利用性能优异,可以重复利用22次,活性没有下降.     

XMgO·YMg(OH)_2吸附剂除氟机理及其净化水的水质研究

研究了XMg O·YMg(OH)2对水中氟离子的吸附性能,考察了吸附时间、吸附剂用量、含氟水p H值、温度、含氟水初始浓度等因素对吸附的影响。实验结果表明,在较宽的p H(3.4~8.4)值和水温(22~51℃)范围内,XMg O·YMg(OH)2对水中氟离子具有极强的吸附能力,室温下0.4g XMg O·YMg(OH)2可将100m L浓度为30mg F-1·L-1含氟水处理为符合含氟标准的饮用水。氟离子在XMg O·YMg(OH)2上的吸附速率较大,30min内基本达到吸附平衡,吸附平衡符合Langmuir方程,在50min内达到饱和吸附,室温下饱和吸附量为13.46mg·g-1。净化水呈微碱性,含有5.68~15.07mg·L-1Mg2+,有益于人体健康。吸附饱和后的XMg O·YMg(OH)2经焙烧再生,除氟率可达81%。     

废旧塑料回收利用技术的现状及发展趋势

本文详细综述了从３０年代到现在国内外废旧塑料再生利用技术发展的过程及近几年废塑料回收最新技术,对未来废旧塑料回收利用技术的发展趋势进行了预测     

Brønsted酸性离子液体在醛醇缩合反应中的应用

合成了一系列Brønsted酸性离子液体并将其应用在醛醇缩合反应中.醛醇缩合产物由于极好的溶剂性质等被广泛用作溶剂和试剂.离子液体[BSmim][OTf]在甲醛和乙二醇缩合生成1,3-二氧五环的反应中表现出了极好的催化活性,甲醛转化率和主产物1,3-二氧五环选择性分别可以达到96.1%和92.4%.对影响离子液体催化性能的因素进行了探索,并对催化反应中的离子液体的用量、反应温度、反应时间以及反应物料比进行了考察.通过Hammett酸度函数法测定了所用到离子液体的酸性,结果表明离子液体酸性与其在缩合反应中的催化活性顺序完全一致,酸性越强催化性能越好.结合实验给出了离子液体[BSmim][OTf]催化甲醛和乙二醇缩合反应的可能的反应机理.该催化剂体系具有良好的催化性能,反应可以在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标,产物易分离,催化剂重复使用7次,其催化活性基本不变.并将该Brønsted酸性离子液体进一步应用到其他醛（酮）醇缩合反应中.     

废旧聚酯（PET）的化学循环利用

废旧PET 聚酯可通过化学解聚来实现其循环利用。本文总结了废旧PET 聚酯化学循环利用领域的研究现状, 介绍了目前国内外开发的主要化学解聚工艺方法, 包括水解法、甲醇解聚法、乙二醇解聚法等, 同时对各种工艺过程的优缺点进行了综合比较。     

纳米雄黄研究进展

矿物中药雄黄临床应用历史悠久,近些年来更是引起广泛关注。然而也存在雄黄的潜在毒性较大, 雄黄的难溶性使其生物利用度低等问题。采用纳米技术制成纳米雄黄,可以提高难溶性雄黄的生物利用度和降低毒副作用;与普通雄黄比较,纳米雄黄的药代动力学也发生显著变化。本文在文献总结基础上结合我们的研究工作,对纳米雄黄的制备方法及表征、纳米雄黄药代动力学、纳米雄黄抗肿瘤作用、纳米雄黄的活性物种及纳米雄黄中药复方制剂等方面作了综述,并对纳米雄黄的进一步研究做了展望。     

PC聚合物的再利用研究

聚碳酸酯(PC)是手机外壳常用材料,它是一种综合性能优异的热塑性工程塑料,具有较高的回收价值.采用熔融再生方法分别对同种无涂层手机外壳、浅色混杂带涂层和深色混杂带涂层手机外壳三种PC回收料进行了再生利用,对注塑样品进行了力学性能测试,并对断口进行了分析.研究结果表明,三种PC回收料再生后拉伸强度和弯曲强度值较为接近,其中拉伸强度略低于PC原生料,而弯曲强度高于原生料.无涂层PC回收料延伸率和冲击韧性分别达到了24kJ/m2和65;,而混杂带涂层回收料只有它的一半左右.     

宏量元素及其化合物对微量元素吸收的影响

钙：当饮水及食物中含钙量高时,可与植酸盐形成植酸钙,在pH为碱性的小肠内形成不溶性复合物而妨碍锌吸收。还有报导指出,高锌尿与高钙尿有关。推测,饮食中钙含量高导致的低锌,不仅钙能妨碍锌吸收,也由于它能增加锌从尿中的排泄。钙不利于氟的吸收,主要与氟结合成牢固的化合物而减少氟化物的吸收利用。相反食物缺钙可增进氟吸收。应用大剂量的钙治疗氟中毒也是基于钙的这一特点。过量钙存在会阻碍锰和铁的吸收。此外,实验证明高钙饲料可抑制大鼠对铅的吸收。有人发现澳大利亚南部牧羊需铅量较大,与同时摄入大量的碳酸钙有关。