超声强化纳米固体碱催化大豆油酯交换制备生物柴油的动力学

以大豆油为原料,以纳米KF/γ-Al2O3为催化剂催化酯交换反应制备生物柴油;考察超声和机械搅拌对酯交换反应的影响,并在酯交换反应机理的基础上探讨超声强化纳米KF/γ-Al2O3催化酯交换反应动力学.研究结果表明:机械搅拌下纳米KF/γ-Al2O3催化大豆油酯交换反应在反应初始阶段是拟二级反应,而后为一级反应,后期转为零级反应,反应初期的反应活化能Ea为21.03 kJ/mol,指前因子K0为846.49 L/(mol·min):超声强化纳米KF/γ-Al2O3催化酯交换反应动力学过程与常规法的动力学过程基本一致,反应初始阶段为拟二级反应,而后转为一级和零级,反应初期的K0为76.33 L/(mol·min),活化能Ea为12.99kJ/mol,该活化能比机械搅拌下酯交换反应的略低,表明在超声作用下,酯交换反应更容易进行;超声强化酯交换反应速率常数比常规方法的高,从而反应能够短时间内达到平衡.     

负载型固体碱催化制备生物柴油的研究

以负载型固体碱(KF/Al2O3、KNO3/Al2O3和K2CO3/Al2O3)作催化剂,菜籽油与甲醇通过酯交换反应制备生物柴油,系统地研究了催化剂制备条件及酯交换条件对产物收率的影响.结果表明:以上3种催化剂都可以较好地催化酯交换反应,其中负载KF催化剂的催化效果更好一些.当催化剂焙烧温度为873 K、负载物和载体的质量比为0.15~0.20时制备的催化剂活性最强,用此催化剂催化酯交换反应,当醇油摩尔比为12∶1~10∶1、催化剂用量为2%~3%、时间为60 min、温度为333~338 K时,生物柴油收率可达85%~87%.     

微波法制备固体碱催化肉桂醛合成反应

用微波法制备了固体碱催化剂KF/γ-Al2O3,MgO/γ-Al2O3、KF/NaY和MgO/NaY，并以苯甲醛与乙醛合成肉桂醛为目标反应测试催化性能，同时考察了负载化，反应时间以及催化剂制备方法对反应的影响，结果表明上述催化剂中以KF/γ-Al2O3的活性最好，该催化剂的最佳负载比为25%（质量比）；与浸渍法和焙烧法相比，微波法制备的KF/γ-Al2O3催化性能要好得多。     

新型抗菌剂——α-呋喃丙烯酸的合成及其抗菌活性

为了研发新型抗菌剂,用微波法合成了新型固体碱催化剂KF/γ-Al_2O_3,考察了不同质量比KF/γ-Al2O_3的催化效果差异,利用KF/γ-Al2O_3催化帕金(Perkin)应合成α-呋喃丙烯酸,确定了优化的工艺条件为:糠醛、乙酸酐和吡啶的摩尔比为1:3 :1,质量比为20%的KF/γ-Al2O_3用量为14 g,反应温度140℃,反应时间40 min,产物最终收率可达90.4%.抑菌试验表明,在pH5.25、使用浓度0.3 g/L时,α-呋喃丙烯酸对大肠杆菌的抑制效果明显优于常用食品防腐剂山梨酸和苯甲酸.     

固体酸催化小桐子油制备生物柴油

采用新型固体酸SO4^2-/TiO2-Al2O3替代传统的液体酸、碱催化剂,催化较高酸值小桐子油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油.考察了搅拌速度、固体酸催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度和助溶剂等因素对产物中甲酯含量的影响.研究结果表明,固体酸催化剂对小桐子油酯交换反应具有较好的催化活性和稳定性,产物与催化剂易于分离.在反应温度为130℃、醇油摩尔比为15∶1、固体酸催化剂用量为油质量的4%、搅拌速度为480 r/min和助溶剂正己烷与小桐子油质量比为1∶4的条件下,反应4 h产物中小桐子油甲酯含量达到97.6%,反应10次甲酯含量维持在90%左右.制备得到的生物柴油质量达到国家柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）标准.     

Au/γ-Al2O3催化剂上高浓度甲醇催化消除反应的研究

采用沉积沉淀法制备了负载型Au/γ-Al2O3催化剂,并进行了BET、SEM等表征.对高浓度甲醇蒸汽进行催化消除反应.探讨了载体粒径、金含量和活化气体(O2、N2、H2)对催化剂性能的影响.结果表明:载体粒径不同的催化剂表面积不同,不同的活化气体对反应产物有很大影响.在O2活化的最佳催化剂Au(2.0%)/γ-Al2O3(0.4-0.5 mm)上浓度为86.3 g/m3的甲醇的最低全转化温度是170℃,产物中CO2和甲醚的选择性分别为99.7%和0.3%,达到国家安全排放标准.图1,表3,参16.     

负载型Au/γ-Al2O3催化剂对丙酮的催化消除反应

采用沉积-沉淀法制备了负载型Au/γ-Al2O3催化剂,对丙酮蒸汽进行催化消除反应,探讨了催化剂中金含量、活化过程中不同活化温度、活化时间以及催化剂用量对催化活性的影响.并对催化剂进行了SEM和XRD表征,优化了制备条件.结果显示,控制活化处理温度为300 ℃、时间为1 h,以0.65 g、质量分数为2.5%的Au/γ-Al2O3催化剂能将浓度为4.66 g/m3丙酮在140 ℃下完全催化消除.图7,参14.     

负载型金属氧化物催化酯交换合成碳酸二甲酯

制备了多种以γ - Al2O3为载体的负载金属氧化物催化剂,考察其在由碳酸乙烯酯(EC)与甲醇(ME)酯交换法合成碳酸二甲酯(DMC)中的催化活性,其中以K2 O/γ - Al2 O3催化活性较好.同时考察了负载量、催化剂用量、甲醇与碳酸乙烯酯摩尔比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响,最终确定最佳反应条件:催化剂为K2O/γ - Al2O3,甲醇与碳酸乙烯酯摩尔比为5,m(催化剂)∶m(甲醇)为1∶200,反应温度为65℃,反应时间为3h,在此条件下,碳酸二甲酯收率最佳为52.0％.     

氧化镧对γ-Al2O3高温比表面积的影响

为解决γ-Al2O3在高温条件下的热稳定性问题,在实验室模拟工业条件,主要从La2O3,γ-Al2O3的制备方法对γ-Al2O3的热稳定性影响进行研究.研究发现以[La(EDTA)]-为浸渍液时,[La(EDTA)]-组分的适量添加可抑制高温下γ-Al2O3比表面积的下降和向α相的转变,从而提高活性氧化铝的热稳定性,使氧化铝在高温下保持较大的比表面积.添加1%[La(EDTA)]-的样品在1 200℃焙烧10 h其比表面积达61.34 m2/g.此外,还研究了以La2O3为添加剂对γ-Al2O3样品热稳定性的影响,发现La2O3的添加未能提高样品的热稳定性.     

纳米TiO2/γ-Al2O3制备及光催化性质的研究

制备了TiO2/γ-Al2O3负载型纳米复合催化剂,利用XRD,UV-VIS手段对其光降解活性进行表征,考察了TiO2/γ-Al2O3纳米催化剂降解工业废水中的丙烯酸。结果表明：在可见光条件下,TiO2/γ-Al2O3纳米催化剂对高浓度工业废水中的丙烯酸有降解作用。     

固体超强酸S2O2-8 /ZrO2-Al2O3催化合成丙酸苄酯的研究

用固体超强酸S2O8^2-/ZrO2-Al2O3催化苯甲醇与丙酸的酯化反应合成了丙酸苄酯，实验结果表明，S2O8^2-/ZrO2-Al2O3具有较高的催化活性，考察了苯甲醇与丙酸摩尔比、催化剂用量，反应温度，反应时间，带水剂环己烷用量对酯收率的影响，在典型反应条件下（苯甲醇与丙酸摩尔比＝1．2：1，1．0g催化剂/0.33mol丙酸、反应温度160℃，反应时间3．0h和10ml环己烷），丙酸苄酯的收率可以达到86．6％，该催化剂易于回收且可重复使用，具有良好的活性稳定性。     

Al2O3修饰Ni/TiO2催化剂上甲烷干重整反应

通过Al2O3修饰的Ni-TiO2-Al2O3干凝胶催化剂,该催化剂在973K条件下焙烧10h后比表面积为363m2/g。孔分布介于2.5～2.7nm之间。采用BET和X-射线衍射考察了Al2O3组份对Ni/TiO2催化剂的影响。结果表明,Al2O3的加入使催化剂颗粒度变小,镍的分散度提高,抑制了Ni/TiO2催化剂的积碳,从而明显的提高了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上甲烷和二氧化碳重整反应的活性和稳定性。     

超声场中钙基固体碱催化猪油制备生物柴油

以废弃猪油为原料采用两步催化工艺制备生物柴油.首先,在40 kHz的超声波辐射下,以浓硫酸为催化剂进行猪油和甲醇的预酯化反应:然后,采用等体积浸渍法制备了固体CaO/NaA催化剂;最后,在40 kHz的超声场中,用最佳条件下制备的固体碱催化剂催化预酯化后的猪油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油.结果表明:对于初始酸值为13.82mg KOH/g的猪油,最佳预酯化条件为超声功率150W、醇油摩尔比8∶1、反应温度50℃、浓硫酸用量2.5％;在最佳预酯化条件下反应30 min,即可把猪油的酸值降到1.91 mgKOH/g;通过正交试验得到的固体CaO/NaA催化剂最佳制备条件为CaO负载量15％、焙烧温度700℃、焙烧时间6h;在超声功率150W、醇油摩尔比9∶1、55℃、固体碱催化剂用量4％的最佳生物柴油制备条件下反应120 min,甲酯转化率达到了约95.8％;固体碱催化剂重复使用3次后仍保持较高的活性.     

La对CH_4-CO_2重整反应催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/γ-Al2O3和Ni/La2O3-γ-Al2O3系列催化剂,通过固定床反应、热重分析等方法,考察了催化剂的性能。结果表明:Ni质量分数为10%的Ni/γ-Al2O3催化剂具有较高的活性;稀土元素La的加入,提高了催化剂的抗积炭性能;在相同的反应条件下,10%Ni/3%La2O3-γ-Al2O3催化剂的积炭量比10%Ni/γ-Al2O3催化剂积炭量降低了40%,稳定性大大提高。以Ni/La2O3-γ-Al2O3催化剂中Ni质量分数10%,并且La质量分数3%为最佳,实验条件下制得的合成气CO/H2接近1/1。     

H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化合成己二酸

以环己酮为原料,w(H2O2)=30%的过氧化氢为氧化剂,在硫酸氢钠作为助剂的条件下,采用H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3作催化剂合成己二酸。探讨H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3对合成己二酸的催化活性,较系统地研究了催化剂用量、氧化剂用量、酸性助剂硫酸氢钠用量及反应时间四因素对反应的影响。实验表明:H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化剂是合成己二酸的良好催化剂,在固定环己酮用量为0.1mol的情况下,当催化剂用量为2g,氧化剂用量为50mL,酸性助剂硫酸氢钠的用量为0.05g,反应时间为6h的优化条件下,产品收率可达78.7%。     

二氧化碳重整镍基催化剂性能对还原温度和积碳的影响

通过Sol-Gel方法制备了Ni-TiO2-Al2O3干凝胶催化剂.该催化剂在973 K条件下焙烧10 h后比表面积为363 m2/g,孔分布介于2.5nm～2.7 nm之间.采用BET,X-射线衍射和热重及差热分析考察了Al2O3组份和还原温度对Ni/TiO2催化剂的影响.结果表明,Al2O3的加入,使催化剂颗粒度变小,镍的分散度提高,抑制了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上的积碳,从而明显提高了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上二氧化碳重整反应的活性和稳定性.     

非均相Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化降解木质素模型物愈创木酚

以等体积超声浸渍法制备负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,采用XRD、SEM、N2吸附仪对催化剂结构进行表征.研究非均相催化剂Fe2O3/γ-Al2O3催化H2O2氧化愈创木酚的降解反应,分别考察催化剂铁的负载量、催化剂加入量、H2O2加入量、初始pH对愈创木酚去除效果的影响.结果表明:该催化剂对降解愈创木酚具有较好的效果,在愈创木酚质量浓度100,mg/L、反应温度75,℃、催化剂加入量6,g/L、H2O2(质量分数30%)加入量0.030,5,mol/L、pH 6.10、反应时间80,min的条件下,愈创木酚的去除率高达92.6%.此外,该非均相体系在pH 3.0~9.0范围内都有较高的催化活性,这表明该催化剂克服了某些类Fenton催化剂在中性、碱性环境低效率的问题.催化剂重复5次使用后稳定性高,铁浸出较低,对反应影响可以忽略.     

非均相Fenton反应催化剂Fe2O3/γ-Al2O3的制备及其性能

采用等体积浸渍法制备非均相Fenton反应催化剂Fe2O3/γ-Al2O3,以对羟基苯丙酸为降解目标物,考察了γ-Al2O3粒径的大小、浸渍时间、焙烧温度、焙烧时间、负载量等因素对催化剂催化活性的影响.通过热重、XRD、电镜扫描对催化剂形貌和特征的分析以及催化反应的结果分析可知,在γ-Al2O3上负载了催化剂Fe2O3,但Fe2O3并不均匀,在γ-Al2O3为100~120目,负载量为11.7%,浸渍10,h,焙烧温度为550,℃,焙烧4,h,与60,mg/L的对羟基苯丙酸反应60,min的条件下,催化剂的活性最好,对羟基苯丙酸的去除率可达到70.26%.重复实验说明催化剂的稳定性较好.     

金属氧化物负载KF催化剂用于合成DMC

研究了金属氧化物负载KF的固体碱催化剂对甲醇与碳酸丙烯酯酯交换合成碳酸二甲酯反应的活性,考察了反应条件的影响。结果表明,KF／ZnO在本反应中表现出高活性,其最佳实验条件为负载KF15g/(100g),反应温度413K。     

纳米Cu/γ-Al_2O_3催化剂制备与选择催化还原NO性能

采用NH4Al(SO4)2、NH4HCO3和NH3.H2O为原料沉淀制备γ-Al2O3,然后浸渍负载活性组分Cu2+,制成纳米Cu/γ-Al2O3催化剂,并考察其催化性能.SEM测试结果表明:制得的纳米Cu/γ-Al2O3催化剂粒径均小于100 nm.活性测试结果表明:在pH值为8.5时制备的γ-Al2O3负载上3%Cu2+的纳米Cu/γ-Al2O3催化剂性能最佳,在275℃时能使NO的转化率达到82.3%,与普通Cu/γ-Al2O3催化剂相比较,最佳活性温度降低了25℃,NO最大转化率提高了31.8%.