基于随机森林与L-M算法的C4烯烃制备优化模型

探究合适的催化剂组合和温度对乙醇偶合制备烯烃有着重要意义.首先，利用方差分析筛选重要影响因子；然后，通过随机森林算法分析出影响因子对乙醇转化率、C4烯烃选择性的重要程度排序：温度>催化剂质量>乙醇进样量>Co负载量>装料比；最后，利用L-M算法进行多元非线性回归，以C4烯烃收率最优为目标并借助粒子群算法得到C4烯烃收率最优值为42.5485%.     

乙醇脱水制乙烯工艺条件的响应面法优化

研究活性Al₂O₃催化剂催化乙醇脱水的过程,在单因素实验的基础上,采用响应面方法优化温度、进料速度和催化剂粒径等工艺参数,建立预测模型。结合生产实际和实验室研究成果,使用建立的模型,在乙烯时空收率≥5 h^-1,乙醇转化率≥98%的条件下,得到乙烯选择性的最优化条件。结果表明:催化剂装填量为5 g,原料乙醇质量分数为95%,温度398.5℃,进料速率40 mL/h,催化剂粒径0.4 mm的条件下反应,乙醇转化率为98.0%,乙烯选择性和时空收率分别为99.5%和5.0 h^-1。预测结果与实验值误差≤2%,建立的预测模型准确可靠。     

基于粒子群优化算法改进的XGBoost模型制备C4烯烃工艺条件优化

C4烯烃是生产清洁友好燃料等化工产品的重要原料，提升C4烯烃收率，增大C4烯烃产量是生产过程重要的目标之一。针对乙醇偶合制备C4烯烃这一化学反应样本数量多，特征数量少等特点，本文提出一种组合模型：粒子群算法改进的XGBoost模型。首先将XGBoost模型与数据的拟合效果作为粒子群算法的目标函数，通过粒子迭代确定XGBoost模型的最优超参数; 然后通过对变量设置一定的步长构造仿真数据。最后，将优化后的XGBoost模型与仿真数据进行拟合，拟合优度由76%提升至93%。根据预测结果确定了C4烯烃的最大收率和最佳反应条件，得到C4烯烃收率的最大值为43.52%。实验结果表明，改进后的XGBoost模型在误差和精度方面都优于原始模型。     

羟基磷灰石负载Ru催化氨硼烷产氢性能研究

采用浸渍-还原法制备了Ru/羟基磷灰石(HAP)催化剂,并考察了Ru负载量、还原剂硼氢化钠的用量、还原温度以及反应条件对催化剂Ru/HAP催化BH₃NH₃水解产氢的影响.结果表明:当Ru的负载质量分数为0.3%、Ru与还原剂硼氢化钠的物质的量比为1.0:2.2、还原温度为303 K时,Ru/HAP催化剂催化BH₃NH₃水解产氢的转化频率T_OF为125 mol H₂·mol^-1Ru·min^-1.当搅拌转速为450 r·min^-1时,外扩散限制消除,产氢速率最大.产氢速率与催化剂浓度成正比,氨硼烷水解产氢反应由催化剂界面反应控制,Ru/HAP催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对催化剂浓度反应级数为0.8.随着反应温度的升高,氨硼烷产氢速率系数增大,副产物偏硼酸钠越易从催化剂表面脱附,产氢速率逐渐增大.反应动力学计算表明Ru/HAP催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对氨硼烷浓度为0级反应,活化能为44 kJ·mol^-1.     

乙酸香茅酯的绿色合成与结构表征

以香茅醇与乙酸酐为原料, 以NaHSO₄·SiO₂为负载型固体催化剂,采用微波辐射的方式绿色合成乙酸香茅酯.分别考察催化剂中NaHSO₄的质量分数、反应时间、原料用量比、催化剂用量、反应温度、微波辐射功率等因素对酯收率的影响,并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)确定产物的结构.结果表明:合成乙酸香茅酯的最佳条件为NaHSO₄质量分数为40%,n(酸酐)∶n(醇)=1     

不同硅铝比HZSM-5担载Pd催化CH4-CO2两步梯阶转化直接合成乙醇的研究

非氢化CO₂还原是突破氢制约碳循环利用的有效手段。文章基于自主创新的梯阶转化技术,以硅铝比为18,25,38,50的HZSM-5为载体,以PdCl₂为钯源,采用等体积浸渍的方法制备了Pd-ZSM-5系列催化剂,考察了所制催化剂对CH₄-CO₂两步梯阶转化直接合成乙醇的催化性能,运用X射线衍射(XRD)、N₂-吸附脱附、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对催化剂的体相结构、比表面积和酸性质进行了分析。结果表明,采用硅铝比为38的HZSM-5制备的Pd-ZSM-5催化剂乙醇的时空收率最高,在常压、150℃的反应条件下,乙醇时空收率为4253.80 mg·mol^-1_Pd·h^-1;适当的中强和强酸量及B酸占比有利于乙醇的生成。此外,B酸位还有利于CH₄的活化和活性组分钯在载体上的分散。     

V/silicate-1催化剂的制备及其丙烷脱氢性能

作为专产丙烯的工艺,丙烷脱氢已成为生产丙烯的重要手段。目前,工业所采用的铂基、铬基催化剂存在成本高、污染环境的问题。近年来,钒基催化剂因其低成本和高活性而被广泛研究。以 C₁₀H₁₄O₅V 作为钒源,采用嫁接法制备silicate-1(S-1)负载的 V/S-1催化剂。结果表明,随着钒负载量的增加,催化剂上 VO_x物种由低聚向高聚形式转变,且低聚 VO_x物种与高聚VO_x 物种比例随着负载量的改变而改变,其中,3V/S-1催化剂上低聚 VO_x物种占比最高,此时催化剂具有最高的催化性能,其初始丙烷转化率为14.0%,丙烯选择性为95.6%。反应6h后,丙烷转化率为11.1%,丙烯选择性为95.6%。     

碳基烧蚀材料高温氧化反应机理的分子动力学研究

本文采用基于紧束缚密度泛函理论的分子动力学,研究高温下碳基烧蚀材料三种模型(无缺陷、原子缺陷以及孔洞缺陷)的氧化反应机制．研究发现高温下的反应产物主要是CO和CO₂.CO的产生过程主要源于环氧基团中C-C键的裂解,而CO₂的形成则较为复杂,主要源于小分子团簇(C₂O₂、C₃O₁、C₄O₁)的裂解．C-C键裂解是石墨氧化反应的主要途径,C-O键形成是CO和CO₂生成速率的控制因素．此外,体系的温度、缺陷以及孔洞对石墨的氧化反应机制有重要的影响．通过分析氧化反应速率,计算得到三种模型氧化反应的活化能分别为7.56、2.4和1.6kcal/mol．缺陷越明显活化能越低,则氧化反应速率较高,无缺陷的模型由于活化能最高,其氧化反应速率最低．     

冷等离子体BaO/γ-Al2O3共活化CO2氧化CH4制C2烃反应研究

研究了冷等离子体与BaO/γ-Al2O3催化剂协同作用下CO2氧化CH4制C2烃反应.结果表明:等离子体与催化剂协同作用效果优于单纯等离子体活化或单纯催化活化;CH4和CO2转化率及C2烃选择性和收率与催化剂负载量、体系能量密度有关;BaO/γ-Al2O3催化剂焙烧温度在500～800℃对催化剂活性影响不大;当体系能量密度为1300kJ/mol时,CH4转化率26.4%,C2烃选择性63.3%,C2烃收率达16.7%.     

铀氧化物基固体酸的制备及其催化乙醇脱水性能的研究

铀氧化物由于具有独特的电子结构和多种价态之间可以相互转换的特点,在催化领域可望有广阔的应用前景。本文通过(NH₄)₂S₂O₈浸渍重铀酸铵,调变UO₃的表面酸性,制备了系列铀氧化物固体酸催化剂,初步评价了它们催化乙醇脱水制乙烯反应的性能。实验结果表明,S₂O₈^2-的引入会促进β-UO₃向α-U₃O₈的转变,适宜的焙烧处理可使其表面酸位密度提高一个数量级。焙烧温度550℃,固体酸的表面酸量最大,中强酸位酸量最多,表现出最佳的乙醇脱水制乙烯性能：275℃,重时空速为1.63 h^-1的反应条件下,乙醇转化率和乙烯收率均达100%。     

生物油模化物蒸汽重整制氢中催化剂的研究

连续吸附强化生物油重整制氢工艺能够实现连续高效制取氢气,对该工艺所需的颗粒状催化剂进行了制备,研究了它们对三种生物油模化物(乙醇、丙酮、苯酚)催化性能的差异.实验在固定的操作条件下进行,重整温度设定为750℃,水和碳质量比为6∶1,催化剂填充量为10 cm.结果表明,镍的加入能有效促进重整反应的进行,镁、铈、钴等助剂的添加能够提高催化剂的抗积炭性能,在所制备的催化剂中Mg-Ni/Co对三种模化物均显示出良好的催化性能.利用Mg-Ni/Co催化剂对模拟生物油进行重整制氢,其三类产氢率分别能够达到60%,70%,90%以上,且显示了良好的稳定性和再生性能.     

甲醇同系化:反应变数的系统研究

系统研究了催化剂组成及反应条件:I/Co、P/Co、第二金属组份、H_2/CO及反应温度等,对Co_2(CO)_8-PPh_3(或二磷)-CH_3I体系催化剂在甲醇同系化制乙醇反应中的催化性能的影响。这些变数对甲醇的转化率和乙醇的选择性的影响是强烈互相约制的。这些变数的若干优化组合,例如,对含PPh_3体系在I/Co=0.5、P/Co=1.5和H_2/CO=4;或对含二磷体系在相应比例为2、0.5和2或3时,乙醇选择性可高于85％。     

2-[2-(3-氨基丙氧基)乙氧基]乙醇的合成

以二甘醇为起始原料,经羟基保护,Michael加成,催化加氢反应合成目标化合物2-[2-(3-氨基丙氧基)乙氧基]乙醇;优选Michael加成催化剂为LiOH·H_2O;优选加氢催化剂为Sponge Co,反应压力为6.0 MPa,反应温度为80℃,总收率46%.     

Co-B/SiO2非晶态催化剂用于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇的研究

采用化学还原法制备了Co-B/SiO2非晶态催化剂，测定了其在液相肉桂醛（CMA）选择性加氢反应中的催化活性以及不同反应时间内CMA的转化率和对肉桂醇（CMO）选择性。研究表明：（1）Co-B/SiO2非晶态催化剂中，最佳Co负载量为ω＝3.7%，反应3h后，CMO的得率可达到78．7％，此时，CMA的转化率为93．3％，对CMO的选择性达83．3％；（2）Co-B/SiO2非晶态催化剂的热处理晶化导致其催化活性和选择性显著下降；（3）Co-B/SiO2非晶态催化剂的催化性能明显优于其他Co-基催化剂，包括晶态Co-B/SiO2、Co/SiO2和Raney Co催化剂。通过动力学研究以及催化剂的系列表征，如ICP、XRD、DSC、SEM、XPS等，初步讨论了Co-B/SiO2催化剂优良催化性能与其非晶态结构及表面电子态之间的关系。     

乙醇中镧盐催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究

以乙醇为反应溶剂,镧盐为催化剂催化果糖制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)进行了初步研究.乙醇作为反应溶剂时,5-HMF产率远高于以水作为反应溶剂.氯化镧与硝酸镧相比具有更好的催化活性.提高催化剂浓度可以增大果糖转化为5-HMF的速率,但是对5-HMF的最大产率影响较小.随着反应温度的提高,果糖转化为5-HMF的速率增大,...     

利用流化催化裂化汽油生产低碳烯烃联产高辛烷值汽油

用流化催化裂化汽油生产低碳烯烃联产高辛烷值汽油可以在相对较温和的条件下进行。该方法可大幅度地提高丙烯、乙烯质量比,并在汽油烯烃含量降低的同时,提高汽油的辛烷值。以抚顺二厂流化催化裂化汽油为原料,在固定床微型反应装置上考察了反应条件和催化剂对反应的影响。结果表明,温度、油气与催化剂的接触时间及有无水蒸气参与都对乙烯、丙烯的生成有显著的影响。在适宜的反应条件下,使用适宜的催化剂能使乙烯加丙烯收率达到36%左右,并且H2+CH4+C2H6和焦炭的收率都很低。在烯烃含量降到10%左右时,汽油的研究法辛烷值和马达法辛烷值分别升高约5个百分点。     

异甘草素及其类似物的合成

以2,4-二羟基苯乙酮和取代苯甲醛为原料,在微波辅助下,以KOH为催化剂,以C2H5OH为溶剂,较高产率（65%～89%）合成了10种异甘草素及其类似物.经1 H-NMR,IR,MS波谱分析确定了合成化合物的结构,并分别考察了辐射功率、辐射时间、反应的原料配比以及溶剂用量等因素对反应产率的影响.