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0年 第0卷 第0期 刊出日期:2023-04-17
上一期   
    多级孔ZSM-5分子筛催化快速热解生物质制芳烃
    马会霞, 周峰, 武光, 傅杰, 乔凯
    化工学报. 0, 0(0):  1-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200091
    摘要 ( 18 )   PDF (1058KB) ( 14 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    采用酸和/或碱处理法制备了一系列多级孔ZSM-5分子筛,采用XRD、N2吸附、XRF、TEM、27Al MAS NMR和NH3-TPD等表征手段对其孔道结构和酸性进行表征。表征结果表明,采用碱处理方法,可获得孔径集中于3-6 nm的介孔结构,通过改变酸、碱处理次序,可调变酸中心数量和强酸/总酸中心比例。在Py-GC/MS装置上,以纤维素和水稻秸秆为原料,研究多级孔分子筛结构对催化快速热解(CFP)制芳烃反应的影响。反应评价结果表明,同商品级HZSM-5相比,采用先碱后酸处理获得的多级孔HZSM-5分子筛(HZ-OH/H),可将纤维素CFP芳烃碳产率由32.3%提高至43.6%,可将水稻秸秆CFP芳烃碳产率由23.0%提高至30.8%。多级孔HZ-OH/H分子筛的孔道结构和酸中心分布特征,对开发应用于生物质制芳烃的高效工业催化剂具有借鉴意义。
    LaMn1-x-yFexCoyO3-δ钙钛矿载氧体用于化学链部分氧化
    苏迎辉, 郑浩, 张磊, 曾亮
    化工学报. 0, 0(0):  2-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200158
    摘要 ( 12 )   PDF (1871KB) ( 6 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    采用溶胶-凝胶法制备了B位Fe和Co共取代的LaMn1-x-yFexCoyO3-δ钙钛矿型复合氧化物,并用于化学链甲烷部分氧化制合成气。X射线衍射(XRD)结果表明Fe和Co均进入了LaMnO3的晶格形成钙钛矿晶相,活性和稳定性测试表明LaMn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ载氧体具有最佳的化学链甲烷部分氧化性能。CH4程序升温还原(CH4-TPR)表征发现LaMn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ具有比LaBO3(B=Co,Mn,Fe)更高的甲烷活化能力和晶格氧迁移性能。甲烷恒温脉冲反应(CH4-pulse reaction)进一步证实了B位离子的协同作用可以提高LaBO3(B=Co,Mn,Fe)的表面反应速率。程序升温氢气还原(H2-TPR)表明,LaMn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ中晶格氧具有适中的氧化还原能力,适合用于化学链甲烷部分氧化。
    吡啶硫酸氢盐离子液体催化甘油与乙酸酯化反应动力学
    徐浩, 李洋, 夏成康, 何瑞宁, 邹昀, 童张法
    化工学报. 0, 0(0):  3-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200186
    摘要 ( 51 )   PDF (1168KB) ( 4 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    以吡啶硫酸氢盐离子液体为催化剂,系统研究其催化甘油和乙酸酯化反应生成三乙酸甘油酯的动力学行为。采用单因素实验考察反应温度、酸醇摩尔比、催化剂用量等因素对甘油转化率及产物三乙酸甘油酯收率的影响。根据拟均相一级反应机理建立微分方程组模型,通过动力学数据拟合获得指前因子和反应活化能。结果表明:甘油转化率随反应温度、酸醇摩尔比升高而增加;随着催化剂用量的增加,甘油的反应速率逐渐增大,但平衡转化率基本不变。当反应温度为110℃,乙酸/甘油摩尔比为6:1,催化剂用量为甘油的3%(质量分数)时,甘油转化率最高为98.5%,三乙酸甘油酯收率最高为40.4%。甘油与乙酸反应逐步生成单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯的指前因子k10k20k30分别为7.17 min-1、14.19 min-1、13.78 min-1,其相应的反应活化能E1E2E3分别为19.10 kJ·mol-1、21.58 kJ·mol-1、23.25 kJ·mol-1,该动力学模型计算值与实验值吻合较好。该催化剂相较于已报道的Amberlyst-15、杂多酸催化剂反应条件更温和、选择性更高、反应活化能更小,具有更好的催化效果。
    硫化物和硫/磷化合物的添加方式对石脑油热裂解结焦影响的研究
    王志远, 丁旭东, 王博研, 邢志宏
    化工学报. 0, 0(0):  4-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200332
    摘要 ( 7 )   PDF (3227KB) ( 10 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    以石脑油为裂解原料,考察了硫化物和硫/磷化合物的添加方式对热裂解结焦行为的影响。采用Raman光谱、XRD、SEM和XPS等检测手段表征了HP40试样的氧化层和焦炭的形貌与结构。结果表明,原料连续注入硫化物条件下,磷化物的加入使得焦炭结构改变,显示出优异的抗结焦效果。硫化物和硫/磷化合物预处理导致氧化层中Fe含量升高,抑制结焦效果有限。硫/磷预处理与原料连续注入硫/磷化合物联合方式与原料连续注入硫/磷化合物方式的抗结焦效果接近,但前者在初期的抑制效果更明显。所有添加方式都会引起结焦层中无定型焦炭含量升高,焦炭的石墨化程度降低。热裂解焦炭缩合程度较高,硫化物和硫/磷化合物减少了催化结焦的生成,在一定程度上提高了焦层中氢含量。
    从分子筛上纳尺度离散行为控制到宏观煤化工过程
    蔡达理, 熊昊, 张晨曦, 魏飞
    化工学报. 0, 0(0):  5-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200366
    摘要 ( 5 )   PDF (2542KB) ( 2 )  
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    化学工业基于对化学反应和化学键的操纵,在横跨超12个数量级的空间和时间尺度上解决传递问题,为人类社会创造和生产新物质。石油的发现和利用将化学工业带入了一个全新的时代,支撑了现代社会的运行,但对中国而言,"富煤贫油少气"的资源禀赋决定了发展煤化工在中国有独特的战略意义。与石化行业常见的烃类裂化过程不同,现代新型煤化工依赖于小分子原料的自组装,依靠择形分子筛的控制作用高选择性制备燃料和化学品。因此,在亚纳米尺度下,即小分子在择形分子筛上的反应和传递行为不能再被视为连续,而是离散的,这导致了宏观上的拟相变失活等一系列现象。因此,需建立新的方法论理解分子筛上的离散反应和传递行为,用以认识离散尺度在十几个数量级空间和时间尺度延展后对宏观化学过程的影响。本文以纳尺度下的分子筛内的离散传递现象为基础,综述了运用图论、小世界网络和先进表征手段分析分子筛内失活与传递现象的研究及发现的一系列新现象,并介绍了基于此进行的分子筛原子级精准结构调变及其对宏观煤化工过程带来的革新。面向未来,本文建立的分析分子筛内离散行为的范式将对精确调变分子筛结构、开发下一代煤化工工艺流程提供全新的思路。
    五元环氟化物的合成及应用
    张呈平, 庆飞要, 贾晓卿, 权恒道
    化工学报. 0, 0(0):  6-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200582
    摘要 ( 4 )   PDF (987KB) ( 1 )  
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    本论文综述了以双环戊二烯(DCPD)、六氯环戊二烯(HCCPD)或八氯环戊烯(OCP)为起始原料合成1,2-二氯六氟环戊烯(F6-12)、1,3-二氯六氟环戊烯(F6-13)、1-氯七氟环戊烯(F7-1)、1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷(F7A)、1,1,2,2,3,3-六氟环戊烷(F6A)、顺式-1,1,2,2,3,3,4,5-八氟环戊烷(cis-F8A)、八氟环戊烯(F8E)、3,3,4,4,5,5-六氟环戊烯(F6E)、1,3,3,4,4,5,5-七氟环戊烯(F7E)等系列五元环氟化物的合成路线,以及五元环氟化物在电子清洗、电子刻蚀、合成电子氟化液的应用。提出了五元环氟化物的合成研究重点是新型合成路线的开发、高催化活性且对人体健康无害的过程催化剂的开发,以及无污染化工艺过程的开发,而应用研究重点是开发五元环氟化物的电子级产品以及开发五元环氟化物的下游产品。
    磁性温敏分子印迹材料用于药用植物中富集单一成分—芒柄花黄素的分离与富集
    何家垣, 蒋壮飞, 马蓉蓉, 杨莉莉, 李清瑶, 谭玲, 陈志涛, 张起辉
    化工学报. 0, 0(0):  7-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200346
    摘要 ( 5 )   PDF (845KB) ( 0 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    以四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4)为支撑材料,模板选用芒柄花黄素,温敏功能单体和辅助功能单体分别选用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA),制备出磁性和温度双响应型分子印迹材料(MTMIPs),并结合高效液相色谱法(HPLC)将其用于红车轴草中芒柄花黄素的定向萃取研究。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、磁性分析(VSM)等手段对MTMIPs进行表征,随后对其温敏及吸附性能进行考察。结果表明,MTMIPs为核壳型结构,热稳定性好,具有良好的吸附性能(16.43 mg/g)和温敏特性,对芒柄花黄素的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程符合Langmuir单分子层吸附。HPLC检测结果显示MTMIPs可用于从复杂样品中分离富集芒柄花黄素。
    粉煤灰多元复杂体系锂资源提取的研究及发展
    崔莉, 李莎莎, 郭彦霞, 张学里, 程芳琴
    化工学报. 0, 0(0):  8-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200424
    摘要 ( 7 )   PDF (516KB) ( 0 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    随着锂资源供需关系的紧张和需求量日益增大,从海水、废旧锂电池以及粉煤灰等低品位或者二次资源中回收锂受到重视。综述了煤及粉煤灰中锂资源的含量及分布、粉煤灰多元复杂体系中锂资源提取的技术现状,回顾了当前国内外从其他低品位资源中提锂的技术方法、材料和反应机制,分别从碱性、中性、酸性三种不同的提锂环境进行总结和阐述,对其用于粉煤灰提锂的可行性进行了评估,并对其存在问题和发展方向进行了分析和讨论,从其他低品位资源中提锂的方法可为粉煤灰提锂提供借鉴和参考。文章结尾对粉煤灰中锂资源的提取进行了展望,提出了粉煤灰中伴生资源协同提取的重要性和发展方向。
    锂硫电池中间层的研究进展
    刘鑫, 冯平丽, 侯文烁, 王振华, 孙克宁
    化工学报. 0, 0(0):  9-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200496
    摘要 ( 5 )   PDF (1298KB) ( 2 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    锂硫电池因其能量密度高、成本较低、绿色环保等特点近年来受到广泛关注,但是当采用醚类电解液时,反应的中间产物会发生溶解穿梭导致活性物质流失和库伦效率低等严重问题,在正极和隔膜之间嵌入功能性中间层是解决这些问题的有效手段。对近年来锂硫电池中间层的研究进展进行了介绍,从抑制多硫化物扩散、降低正极界面电阻以及提升反应动力学三个方面对中间层进行分类总结,并展望了锂硫电池功能性中间层未来的设计方向和发展前景。
    醇脱氢酶在聚乙烯膜表面的固定化研究
    郭梦雅, 季书馨, 谷凤娟, 孟子晖, 刘文芳, 王燕子
    化工学报. 0, 0(0):  10-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200509
    摘要 ( 6 )   PDF (641KB) ( 0 )  
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    以聚丙烯酸(PAA)改性的聚乙烯(PE)膜为载体,研究了醇脱氢酶(ADH)的两种固定化路线,并以甲醛为底物考察了固定化酶的催化性能。路线1用聚乙烯亚胺(PEI)进一步改性,使用戊二醛(GA)固定化ADH。最优固定化pH值为6.0,温度为5~15℃,酶浓度为1.0mg/ml,GA浓度为0.01wt%;固定化酶的最适反应pH值为6.5,温度为15~30℃,反应速率最高为9.6μmol/(L·min);重复利用10次后可保持47.3%的活性。路线2以PAA-PE为载体,用1-(3-二甲氨基丙基)-2-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为活化剂,固定化ADH。EDC和NHS最优摩尔比为1:0.5,固定化时间为24h;固定化酶的最适反应pH值为6.5,温度为20~37℃,反应速率为15.58μmol/(L·min);重复利用10次后可保持53.8%的活性。
    碳化金属-有机骨架强化种间电子传递产甲烷
    张海华, 董海泉, 李慧, 袁璐韫, 方哲, 程军
    化工学报. 0, 0(0):  11-0.  doi:10.11949/0438-1157.20200650
    摘要 ( 7 )   PDF (832KB) ( 0 )  
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    为了解决厌氧发酵系统中氢分压限制种间氢扩散速率问题,利用金属有机骨架ZIF-8衍生多孔碳材料促进乙醇厌氧发酵生产甲烷,探究其对微生物种间电子传递的增强机理。扫描电镜SEM表明ZIF-8衍生多孔碳起到菌群固定化作用,并且能促进纳米导线产生。实验结果表明,随着ZIF-8衍生多孔碳添加量的增加,甲烷产量和最大产甲烷速率逐渐提高。添加200 mg/L ZIF-8衍生多孔碳时,使系统导电性提高4.58倍,三维荧光光谱分析表明ZIF-8衍生多孔碳能够促进微生物胞外聚合物(EPS)中类富里酸的相对含量由18.0%提高到23.6%,对应的甲烷产量和最大产甲烷速率分别增加了18.81%和19.04%。