银纳米颗粒负载阶层多孔二氧化硅块体的制备及表征

以溶胶-凝胶伴随相分离法制备的阶层多孔二氧化硅作为载体,3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）为改性剂,乙醇为还原剂,在阶层多孔二氧化硅固体骨架上进行银纳米颗粒均匀负载. 利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、汞压、N₂吸附/脱附、X射线光电子能谱（XPS）等测试技术对银纳米颗粒负载阶层多孔二氧化硅进行了表征,探讨了APTES表面改性、乙醇还原机理以及银纳米颗粒负载块体的孔结构特征变化规律. 结果表明：APTES表面改性将氨基接枝于阶层骨架上,氨基与银离子形成银氨离子,银氨离子经乙醇还原后将平均粒径约16 nm的银纳米颗粒成功负载于二氧化硅的大孔及介孔内部;负载后的阶层多孔块体的大孔骨架未受到破坏,但其比表面积由418 m²·g^-1下降到254 m²·g^-1,两次还原负载能提高银纳米颗粒的负载量.     

生物质乙醇在 Fe-HZSM-5分子筛催化剂上脱水制乙烯

乙烯是一种重要的大宗化工原料.目前国内外乙烯的生产方法主要是石脑油裂解法.但是,随着全球性石油资源供求关系日趋紧张,以及该生产过程存在较大环境污染,该工艺面临严峻挑战.生物乙醇是一种可以通过生物质发酵获得的可再生资源.因此,生物质乙醇催化脱水制乙烯工艺受到越来越多研究者关注.该技术的关键在于高性能乙醇脱水制乙烯催化剂的开发.研究发现, Si/Al比大于40的 Fe改性 ZSM-5分子筛在乙醇转换制碳氢化合物的催化反应中具有较高活性,当反应温度大于400oC时,可生成 C1-C9的烷烃、烯烃和芳香烃,其中以 C3产物和芳香烃产物为主.本文研究了 Si/Al比为25-300的 Fe离子交换 ZSM-5分子筛在乙醇脱水制乙烯反应中的催化活性,并利用 XRD, NH3-TPD,吡啶吸附 FT-IR和DRS UV-VIS等表征手段,研究了催化剂的晶相结构、表面组成及酸性位点等,进而探究了该催化反应的反应机理.我们首先考察了 Si/Al比为25-300的 HZSM-5分子筛.随着分子筛 Si/Al比增大,乙醇转化率先增加后降低,在 Si/Al比为100时获得最高值;但是乙烯收率随着 Si/Al比的增加而持续下降, Si/Al比为25时有其最高值47%.经产物分析, HZSM-5(25)和 HZSM-5(300)虽具有相似的乙醇转化率,但前者产生大量 C3+产物,而后者产物只有乙烯和乙醚.据文献报道,乙醚是乙醇脱水制乙烯的中间产物,它的进一步脱水产生乙烯,而乙烯可进一步转化生成 C3+产物.因此,由于 HZSM-5(300)表面酸性较弱,主要生成反应中间体,而 HZSM-5(25)较强的表面酸性又导致乙烯进一步转化,生成 C3+产物.然后我们考察了经过3次离子交换处理的 Fe-ZSM-5催化剂.随着 Si/Al比上升(25-300),乙醇转化率和乙烯收率下降, Si/Al比为25时为其最高值;随着反应温度上升,乙醇转化率在260oC时达到近100%,之后维持不变,乙烯收率也在260 oC时为其峰值,温度继续上升造成乙烯收率再次下降;催化剂空速增大降低乙醇转化率和乙烯收率.经产物分析,温度较低和空速较大时产生大量的反应中间体乙醚,而温度较高时导致乙烯进一步转化生成 C3+产物.在反应温度为260oC、空速为0.81 h-1时, Fe-HZSM-5(25)催化剂上乙醇转化率为98%-99%、乙烯收率为97%-99%,并可实现长达1440 h的单程使用寿命,该值是 HZSM-5(25)催化剂的20余倍,具有很好的工业应用前景.为探究 Fe-ZSM-5(25)催化剂高催化活性和长催化寿命的原因,我们表征了催化剂.从 XRD结果可以看出,离子交换没有损坏 HZSM-5的晶体结构,也没有新的可检测到的物相产生.从 NH3-TPD结果看, HZSM-5(25)的CH/CL(强酸/弱酸)比为0.7, Fe-ZSM-5(25)的CH/CL比为0.29,可知 Fe离子交换降低了分子筛的表面酸性,特别是强酸性位.从吡啶吸附 FT-IR结果看, HZSM-5(25)的 B/L (Br?nsted酸性位/Lewis酸性位)比为1.42, Fe-ZSM-5(25)的 B/L比为0.25,可知 Fe离子交换主要减少的是分子筛表面的 Br?nsted酸性位.文献报道,乙醇脱水制乙烯主要发生在弱酸性位上,而乙烯进一步转化为 C3+产物发生在强酸性位上.所以,催化剂上强酸性位的减少有利于乙烯的生成反应.另据文献报道, Br?nsted酸性位是乙烯聚合、迅速覆盖催化活性位点产生积炭的催化活性中心.因此, Br?nsted酸性的降低可认为是 Fe-HZSM-5(25)催化剂单程使用寿命长较 HZSM-5(25)分子筛显著延长的原因.从 UV-VIS结果得知, Fe-ZSM-5上的 Fe物种主要以骨架内和骨架外 Fe3+为主,此外含有少量低聚合的 FexOy,但几乎没有 Fe2O3颗粒存在.文献记载, Fe3+物种是乙烯形成的活性物种,而 FeOx催化产生乙烯和乙醛.因此,催化剂中大量骨架内和骨架外 Fe3+物种的存在也可认为是该催化剂具有较强乙醇脱水制乙烯催化活性的原因之一.     

CuMgAlO_x复合氧化物催化甲醇乙醇Guerbet反应:M~(2+)/Al~(3+)比的影响

以类水滑石为前驱体,通过调控M~(2+)/Al~(3+)比制备了系列具有不同表面性质的MgAlO_x(MA)和CuMgAlO_x(CMA)催化剂,并分别应用于甲醛乙醛缩合反应(甲醇乙醇Guerbet反应的第二步反应)和甲醇乙醇Guerbet反应。采用NH_3/CO_2-TPD、XPS、H_2-TPR和H_2-TPD技术对催化剂表面酸碱性以及铜物种的性质进行了表征。结果表明,甲醇乙醇Guerbet反应性能与催化剂表面Cu~0比表面积和中强碱数目有关,提高Cu~0比表面积有利于甲醇乙醇脱氢生成甲醛和乙醛,增强中强碱数目能促进甲醛乙醛缩合反应。     

面包酵母用于苯乙酮的不对称还原研究

研究了面包酵母用于苯乙酮的不对称还原，分别考虑了反应温度，反应时间，底物浓度等因素对转化率和对映选择性的影响，结果表明，在合适的生物转化条件下，底物苯乙酮以中等的转化率被还原并得到较高对映体过量值的产物S－1－苯基乙醇。     

菲咯啉铜切割DNA反应的微量热法研究

利用流动式和间歇式微量热法研究了菲咯啉铜(Ⅱ)-巯基乙醇-O~2体系切割小牛胸腺双链DNA(dsDNA)反应的热力学,确定该DNA断链的总反应为较快的放热反应和焓驱动的反应,但该反应的前期为快速吸热过程,310.15K和pH=7.0时该反应的总摩尔反应焓(Δ~rH~m~,~3)和前期摩尔反应焓(Δ~rH~m~,~1)分别为-35.1和7.29kJ·mol^-^1。同时采用琼脂糖凝胶电泳法观察到了菲咯啉铜(Ⅱ)-巯基乙醇-O~2体系对DNA链的断裂现象。     

水合氯化镧与二乙氨基荒酸二乙铵配合行为的热化学

在干燥氮气气氛下，以无水乙醇为溶剂，制备了低水合氯化镧与二乙氨基荒酸 二乙铵（D-DDC）的配合物，确定其组成为Et_2NH_2[La(S_2CNEt_2)_4]。用微量热 法测定了298.15 K下水合氯化镧和D-DDC在无水乙醇中的溶解焓和不同温度下二乙 氨基荒酸镧液相生成反应的焓变。在实验和计算基础上，得到了液相生成反应的热 力学参数（活化焓、活化熵和活化自由能）、速率常数和动力学参数（表现活化能 、频率因子和反应基数），通过合理的热化学循环，求得了标题固相反应的焓变。     

气相色谱法确定蓝色圆珠笔油墨字迹的形成时间

选择适当的内标物,利用气相色谱法测定蓝色圆珠笔油墨中展色剂苯甲醇和苯氧基乙醇这两种组分的含量(以峰面积计),以展色剂的峰面积、内标物的峰面积与紫外-可见光谱测得的参比物墨水中的染料的吸光度值这三者之比为纵坐标,以字迹形成时间为横坐标,确定了字迹形成曲线,从而建立了确定字迹形成时间的方法。选择了不同种类的蓝色圆珠笔油墨进行检测,获得了良好的实验效果,为圆珠笔油墨字迹形成时间的推断建立了一种可靠而又系统的方法。该方法适用于实际办案。     

H-ZSM-5分子筛上苯与乙醇和乙烯烷基化反应的理论研究

采用ONIOM2(B3LYP/6-31G(d):UFF)计算方法研究了H-ZSM-5分子筛上苯与乙醇和乙烯烷基化反应历程.选取40T簇模型模拟了H-ZSM-5分子筛位于孔道交叉点的酸性位.从生成能和反应活化能角度分析并比较了苯与乙醇和乙烯烷基化反应机理.结果表明,苯与乙醇的烷基化按照分步机理进行,速控步骤的活化能为170.34 kJ/mol.而乙烯作为烷基化剂与苯反应时同时存在联合机理和分步机理,且二者之间存在一定程度的竞争,其中联合机理的活化能为167.24 kJ/mol,分步机理速控步骤的活化能为155.20 kJ/mol.比较苯与乙醇和乙烯发生烷基化反应的机理可以看出,二者作为烷基化试剂对烷基化反应性能影响不大.     

刺状Pd纳米粒子的室温合成及其对乙醇氧化的电催化性能

室温下以氯化胆碱为稳定剂,用化学还原法合成了刺状Pd纳米粒子(Pdtnh0o0r0n).透射电子显微镜和电化学循环伏安研究结果表明Pdtnh0o0r0n具有较高密度的台阶位,与商业Pd黑催化剂相比较,Pdtnh0o0r0n对乙醇氧化的电催化活性显著提高,氧化电流密度是商业Pd黑催化剂的1.2倍(-0.40--0.30V)-1.5倍(-0.65--0.40V),起始氧化电位和峰电位均负移50mV.相同电流密度下,Pdtnh0o0r0n催化剂对乙醇的氧化电位均更低.     

Cu/HZSM-5分子筛上乙醇芳构化的在线分析及其催化活性的评价

通过对Cu/HZSM-5分子筛上乙醇的无氧芳构化反应主要产物的在线定量分析,评价了催化剂组成、反应温度、气体空速对芳构化活性的影响。结果表明:Cu/HZSM-5分子筛具有良好的芳构化性能。当金属Cu含量为5%,催化温度为300℃,乙醇气体空速为167h-1时,催化剂具有最好的芳构化效果,乙醇的转化率为35.41%,苯的选择性达到了27.59%。对不同催化温度下反应产物中乙烯生成量的变化情况的研究,证实了乙烯是此催化反应过程的一种最初产物。