杉木炭磺酸对4-甲基香豆素的催化合成研究

将杉木粉热解、再用发烟硫酸磺化为杉木炭磺酸,FT-IR、XPS等分析表明,磺化反应成功地将磺酸基团键合到杉木炭骨架上。杉木炭磺酸对乙酰乙酸乙酯和取代酚的Pechmann缩合反应表现了较好的催化活性,催化合成了取代4-甲基香豆素。考察了催化剂的用量等反应条件对Pechmann缩合反应收率的影响,并比较研究了杉木炭磺酸与其...     

改性炭黑-LaMnO3复合材料的制备及其共价复合效应对氧还原性能的影响

以VulcanXC-72炭黑为载体,通过对炭载体石墨化处理和表面化学修饰,将其与化学沉淀法制备的纳米级LaMnO₃颗粒共混,再经特定温度下煅烧,制备出改性炭黑-LaMnO₃复合材料.X射线光电子能谱和热重分析表明,当煅烧温度在300℃时,炭载体与LaMnO₃纳米颗粒之间形成了大量C-O-M（M=La,Mn）化学键.扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜分析发现,纯相LaMnO₃纳米颗粒主要呈现短棒、三支棒或竹节棒的形貌特征,炭载体则为具有完整石墨层的空心球结构,LaMnO₃均匀分散在炭载体上.在25℃,1mol/LNaOH溶液中的电化学测试结果表明,成分比（LaMnO₃：C）为2：3的复合材料具有很高的氧还原电催化活性,氧还原反应电子数为3.81,中间产物H₂O₂产率为9.5%,其活性接近商业Pt/C催化剂（E-TEK）.高的氧还原电催化活性主要归因于LaMnO₃纳米颗粒与炭载体之间形成了大量共价键.     

A hierarchical porous carbon membrane from polyacrylonitrile/polyvinylpyrrolidone blending membranes:Preparation,characterization and electrochemical capacitive performance

Novel hierarchical porous carbon membranes were fabricated through a simple carbonization procedure of well-defined blending polymer membrane precursors containing the source of carbon polyacrylonitrile （PAN） and an additive of polyvinylpyrrolidone （PVP）, which was prepared using phase inversion method. The as-fabricated materials were further used as the active electrode materials for supercapacitors. The effects of PVP concentration in the casting solution on structure feature and electrochemical capacitive performance of the as-prepared carbon membranes were also studied in detail. As the electrode material for supercapacitor, a high specific capacitance of 278.0 F/g could be attained at a current of 5 mA/cm2 and about 92.90% capacity retention could be maintained after 2000 charge/discharge cycles in 2 mol/L KOH solution with a PVP concentration of 0.3 wt% in the casting solution. The facile hierarchical pore structure preparation method and the good electrochemical capacitive performance make the prepared carbon membrane particularly promising for use in supercapacitor.     

Fractional pyrolysis of Cyanobacteria from water blooms over HZSM-5 for high quality bio-oil production

Fractional pyrolysis and one-step pyrolysis of natural algae Cyanobacteria from Taihu Lake were comparatively studied from 200 to 500 ℃. One-step pyrolysis produced bio-oil with complex composition and low high heating value （HHV〈30.9 MJ/kg）. Fractional pyrolysis separated the degradation of different components in Cyanobacteria and improved the selectivity to products in bio-oil. That is, acids at 200 ℃, amides and acids at 300 ℃, phenols and nitriles at 400 ℃, and phenols at 500 ℃, were got as main products, respectively. HZSM-5 could promote the dehydration, cracking and aromatization of pyrolytic intermediates in fractional pyrolysis. At optimal HZSM-5 catalyst dosage of 1.0 g, the selectivity to products and the quality of bio-oil were improved obviously. The main products in bio-oil changed to nitriles （47.2%） at 300 ℃, indoles （51.3%） and phenols （36.3%） at 400 ℃. The oxygen content was reduced to 7.2 wt% and 9.4 wt%, and the HHV was raised to 38.1 and 37.3 MJ/kg at 300 and 400 ℃, respectively. Fractional catalytic pyrolysis was proposed to be an efficient method not only to provide a potential solution for alleviating environmental pressure from water blooms, but also to improve the selectivity to products and obtain high quality bio-oil.     

钾元素对生物质主要组分热解特性的影响

采用热重-红外联用仪对松木及生物质主要化学组分半纤维素、纤维素、木质素的热解特性及钾元素对其热解特性的影响进行了研究.结果表明,半纤维素、纤维素、木质素发生热解的主要温度分别为200~350 ℃、300~365 ℃和200~600 ℃;半纤维热解产物中CO、CO₂较多;纤维素热解产物中LG和醛酮类化合物最多;木质素热解主要形成固体产物,气体中CH₄相对含量较高.三种组分共热解过程中发生相互作用使热解温度提高、固体产物增加,气体中CO增加而CH₄减少.添加K₂CO₃后半纤维素和纤维素热解温度区间向低温方向移动,固体产率提高.K对纤维素作用最明显,CO、CO₂气体与固体产物产率明显增加,醛酮类和酸类物质的产率降低;木质素受K影响相对较小,热解固体产物略有增加,挥发分中H₂O和羰基物质增加;三组分共热解减弱了钾元素的催化作用.     

S_2OF_(10)气体标准样品制备方法和测定方法研究

提出了一系列的安全、方便、可靠、在线和可连续操作的热解吸／色谱分析柱制备Ｓ２ＯＦ１０纯品、指数稀释法配制Ｓ２ＯＦ１０标准样品、应用定量校正系数测定样品中痕量Ｓ２ＯＦ１０的方法和技术。分别采用气相色谱、红外光谱、气相色谱／质谱等方法对色谱制备的Ｓ２ＯＦ１０纯品进行了纯度分析和测定。配制Ｓ２ＯＦ１０标准气体的体积分数范围为８．０×１０－７～２．６×１０－４。气相色谱测定Ｓ２ＯＦ１０的定量校正系数为０．１９７,测定方法的相对误差范围为１．８％～２０％。     

不同生物质热解特性及气体产物释放规律研究

研究了竹屑、棉籽壳和棉秆三种生物质的热解特性及差异。采用热重质谱联用技术,对比并分析了三种生物质原料在热裂解中气体产物(CO、H_2、CH_4、CO)随温度变化的释放规律。结果表明:相比于棉籽壳和竹屑,棉秆的失重率最大约为84%。其次,由热解阶段的产物可知,虽然棉秆在热解时的气体离子流(CH_4和CO_2)释放强度高于棉秆和棉籽壳,但是对于生物质混合气体(H_2和CO)的离子流强度,竹屑的离子流强度高于棉秆和棉籽壳。最后,在热解性能方面,挥发分初始析出的温度和热解特性指数的大小排列结果一致,均为竹屑棉籽壳棉秆,其表观活化能分别48、52和66 kJ/mol,这与热重实验结果一致,在相同条件下竹屑的热解性能最好。     

金属-有机骨架衍生催化剂在二氧化碳加氢和费托合成反应中的应用

CO₂加氢和费托合成反应是C1化学中重要的研究领域,CO₂加氢制备高附加值化学品和燃料有助于降低大气中CO₂浓度,减轻化石燃料消耗的压力;费托合成反应是以非石油资源为原料生产液体燃料和化学品的重要路径。 开发新型、高效、稳定的催化剂是CO₂加氢和费托合成反应的关键点之一。 利用金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料的特点制备的MOFs衍生催化剂在CO₂加氢和费托合成反应中具有较好的应用前景。 本文综述了CO₂加氢和费托合成反应中MOFs衍生催化剂的制备方法,以及催化剂在各反应中的催化性能,并对目前所存在的问题以及今后的发展进行了总结和展望。     

ZnO/g-C3 N4微纳米材料的制备及其性能研究

用Zn(NO_3)_2、ZnCl_2、C_4H_6O_4Zn·2H_2O及三聚氰胺为原料,采用热解法合成ZnO/g-C_3N_4复合光催化剂。为了对合成产物的组成、形貌及光吸收性能进行表征,我们利用了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及UV-Vis等。研究了不同物质含量热解及ZnO的含量对合成产物的影响,并且以六价铬为污染模拟物,对合成的ZnO/g-C_3N_4进行光催化进行评价。结果表明ZnO/g-C_3N_4复合材料有更优秀的光催化性能,用氯化锌为2. 5 wt%、热解温度为510°C、保温时间120 min时,合成的ZnO/g-C_3N_4光催化性能最佳,用氙灯照射270 min后,对六价铬溶液的降解率达到了93. 19%,比用样条件下单一的g-C_3N_4光催化性能提高了44. 92%。     

生物炭复合高吸水性树脂的尿素负载性能研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和生物炭为原料,采用水溶液聚合法制备了生物炭复合高吸水性树脂(BC-SA),并研究了其尿素负载性能。通过正交试验和单因素实验,以尿素负载量为考察对象,得到最优合成工艺条件:生物炭质量分数5%,引发剂和交联剂质量均为聚合单体质量的0. 3%,中和度65%,反应温度65℃,该条件下制备的BC-SA尿素负载量可达77. 8%。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重(TG)分析对BCSA的结构及热稳定性进行了表征,结果表明,生物炭与AA、AM之间发生了接枝共聚反应;生物炭的加入使复合树脂的热稳定性有所提高。