化学改性去除煤沥青中的多环芳烃

本文中研究聚合物对煤沥青中多环芳烃的脱除效果,着重从聚合物、催化剂添加量,反应时间和温度等因素对多环芳烃脱除率的影响,同时研究采用复合改性剂对煤沥青中多环芳烃的脱除效果.通过红外光谱分析,初步了解聚乙二醇与多环芳烃反应属于O-烷基化反应,三聚甲醛与多环芳烃反应属于C-烷基化反应.     

煤沥青中多环芳烃的消减抑制研究

通过不同类型改性剂来降低煤沥青的多环芳烃含量,采用气相色谱法来分析煤沥青多环芳烃的含量,采用红外分析了煤沥青改性机理,通过模拟道路施工温度实验,评价改性前后煤沥青烟气释放量的变化情况.结果表明,醛类及强氧化剂类物质可以使煤沥青的多环芳烃含量降低明显,部分控制了煤沥青铺路用所产生多环芳烃的含量,其中,苯丙烯醛改性后煤沥青中苯并芘当量含量降低率为44%,其与煤沥青多环芳烃的反应机理为C-烷基化反应.1     

常减压蒸馏对煤沥青中毒性多环芳烃脱除效果的研究

采用常、减压蒸馏技术对山西某厂所产JY煤沥青中EPA重点监控的16种毒性多环芳烃进行脱除;使用气相色谱(GC)分析蒸馏残渣及其水可溶物中毒性多环芳烃的成分和含量。结果表明:当蒸馏温度为425℃时,常、减压蒸馏技术能完全脱除煤沥青中2-3环的芳烃,4-6环的脱除率在40%左右,残渣的当量毒性降低约38%,残渣水可溶物中毒性多环芳烃含量降低约100%.当蒸馏温度高于425℃时,煤沥青蒸馏残渣中的毒性多环芳烃含量继续减少,但使用性能变差。     

对叔丁基苯甲醛改性沥青性能研究

以中温煤沥青为基质沥青、对叔丁基苯甲醛为改性剂和对甲苯磺酸为催化剂,采用化学交联-减压蒸馏法分别在Ar气氛和减压环境下对中温煤沥青进行改性,并考察反应条件对沥青的软化点和残炭率等性能的影响.结果表明,改性沥青性能受改性剂的加入量、反应温度、反应时间和反应压力影响较大.在改性剂与煤沥青质量比为0.2、催化剂加入量为5%时,在反应温度为180℃以及20kPa×8h条件下,制得软化点高达151.5℃、残炭率为75%的优质沥青.     

兰州市大气降尘中多环芳烃的研究

为了解兰州市大气降尘中16种优控多环芳烃的来源及存在的健康风险,采集兰州市大气降尘样品,对降尘中多环芳烃进行了因子分析,判断了降尘中多环芳烃的来源,并对大气降尘中的多环芳烃进行了风险分析。结果表明兰州市大气降尘中16种优控多环芳烃的总量为28.9mg/kg,其主要组分为苊和苊烯,二者占多环芳烃总量59.6%,7种致癌芳烃占多环芳烃总量的26.9%。因子分析的结果认为尾气排放和化石燃料的燃烧是兰州市大气降尘中多环芳烃的主要来源。兰州市大气降尘中PAHs的毒性当量浓度TEQBaP为2.57mg/kg,其主要贡献者为环数更高、毒性更大的5环苯并[a]芘,占TEQBaP的82.1%。     

煤沥青中16种多环芳烃烷基化反应的量子化学研究

采用第一性原理研究煤沥青中16种多环芳烃在HF催化作用下和乙烯的烷基化反应历程。从吸附焓变及活化能角度探讨16种多环芳烃和乙烯烷基化的反应机理:反应物可以经过三种历程,形成六元环的过渡态。在任何一种历程中,HF都活化乙烯分子,氟原子帮助脱掉芳环上的氢。从16种多环芳烃中选取苊、、苯并[a]芘和苯并[g,h,i]芘作为研究对象,计算上述4种物质所有可能位点的烷基化反应活化能,数据显示所有活化能位于两个不连续区间,活泼位点位于146~171kJ/mol,不活泼位点位于242~247kJ/mol.不活泼位点有一个明显的特征是与之相连的两个碳原子均含有一个碳氢键。运用上述规律计算其余12种PAHs活泼位点烷基化反应活化能,综合16种PAHs和乙烯烷基化反应的活化能数据,得到了煤沥青中16种多环芳烃和乙烯烷基化的难易顺序,最容易的是苯并[a]蒽,最难的是芴。     

Dawson型磷钼钒杂多酸催化H2O2氧化醇类化合物的研究

制备Dawson型磷钼钒杂多酸,用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射进行表征.以环戊醇为反应底物,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间和30%H2O2用量对氧化反应的影响及催化剂的重复使用.实验结果表明,杂多酸催化H2O2氧化环戊醇合成环戊酮的较佳条件为:H8[P2Mo16V2O62]:环戊醇:H2O2物质的量比为1:3826:8956、反应时间6h、反应温度80℃,环戊酮产率为85.75%,催化剂循环使用7次,环戊酮的产率在82%以上.在此条件下,催化氧化了苯甲醇、正丁醇、环己醇、异丙醇和仲丁醇合成苯甲醛、正丁醛、环己酮、丙酮和2-丁酮,其产率分别为 87.62%、35.64%、70.24 %、76.34 %和80.41 %.     

微乳体系中苯部分加氢制备环己烯

采用OP-10/甲醇/苯/水构建的微乳反应体系,以骨架镍为催化剂,考察了反应温度、反应压力、反应时间以及V(水)∶V(苯)对反应选择性及转化率的影响。结果表明,乳化体系中苯选择加氢反应的最佳反应条件如下:反应温度为150℃,反应压力为4.0 MPa,V(水)∶V(苯)为3.0,反应时间为30 min。在此条件下,苯转化率达19.65%,环己烯收率为5.61%,环己烯选择性为28.55%。     

卷烟烟气中多环芳烃的分析方法

通过二次柱层析纯化和富集卷烟烟气中多环芳烃,用气相色谱／质谱法进行多环芳烃的定性和定量分析。在卷烟烟气中检测了蒽、菲、荧蒽,芘,苯并[a]蒽、屈,苯并荧蒽,苯并[e]芘,苯并[a]芘等多环芳烃,其深浓度在8－319nm／支之间,多环芳烃咽收率在80％以上。在此基础上测定了3种不同焦油含量的卷烟 气中的多环芳径,发现卷烟烟气中多环芳烃含量与焦油含量有良好的相关性。     

小龙潭褐煤稠环芳烃的溶出与分析

在超声辅助下对小龙潭褐煤依次用二硫化碳、苯、甲醇、丙酮和四氢呋喃进行分级萃取,用苯和甲醇对萃取残渣进行变温热溶,利用气相色谱/质谱联用仪对萃取物和热溶物的组成和结构进行表征。结果表明,小龙潭褐煤总的萃取率和热溶率分别为1.50%和13.74%,萃取物中检测到29种2~6环的稠环芳烃,其中4-异丙基-1,6-二甲基萘、菲、荧蒽和芘相对含量较高,苯和甲醇热溶物中检测到的稠环芳烃分别为24种和9种,且主要以萘及其同系物为主。     

正丁基吡啶硫酸氢盐离子液体催化合成棕榈酸甲酯的试验研究

采用正丁基吡啶硫酸氢盐离子液体为催化剂,对棕榈酸和甲醇催化酯化合成棕榈酸甲酯的影响因素进行了研究.试验结果表明:棕榈酸物质的量比为50∶1、反应温度为70 ℃、催化剂用量为6%和反应时间为110 min时酯化率最高,在此基础上进行了正交试验极差分析,各因素对反应酯化率的影响主次顺序为:催化剂用量＞反应时间＞反应温度＞醇酸摩尔比,反应的最佳条件是:催化剂用量为8%,反应时间为130 min,反应温度为70 ℃,醇酸物质的量比为50∶1,在此最优条件下进行验证试验,通过验证试验可测得酯化率为98.63%.根据试验数据进行方差分析表明,反应时间、反应温度、醇酸摩尔比和催化剂用量4个因素的水平变化对酯化率均无显著影响.     

煤焦油沥青中致癌多环芳烃含量气相色谱法测定研究

介绍了煤焦油沥青中致癌多环芳烃(PAHs)的测定方法及分布.对典型煤焦油和煤焦油沥青中的14种PAHs的含量进行了研究.实验采用煤焦油沥青溶剂萃取-萃取物柱色层层析一层析液芳烃分气相色谱分析三步骤.用萘、菲、屈、二苯并[a,h]蒽做内标物体系测定了14种PAHs标准物的保留指数用于定性鉴别;用三苯甲烷、9,10-二苯葸做内标物体系测定了其相对校正因子并用内标法测定了原料中14种PAHs的含量.用标准物混合物试验,结果表明:SE-54毛细管柱能够很好地分离绝大部分PAHs标准物,只有对苯并[k]荧蒽和苯并[b]荧蒽两种沸点很接近的异构体分离效果稍差.鉴别和测定准确可靠:对芴、菲等沸点较低的PAHs含量测定,其标准偏差范围为0.02～0.08;对茚并[1,2,3-cd]芘等高沸点PAHs的测定,其标准偏差范围为0.11～0.29.根据煤沥青PAHs组成及各个PAH相对苯并[a]芘致癌性的当量系数计算了煤沥青的苯并[a]芘当量含量.     

西藏民居室内空气中多环芳烃及其对人体健康影响

采集了西藏农村室内可吸入颗粒物样品,测得美国EPA优先控制的多环芳烃的平均浓度(aρve)为538.41 ng/m3,86.3%的多环芳烃存在于0.43~2.1μm粒径颗粒物上.苯并[a]芘/苯并[gh i]艹北和芘/苯并[a]芘的比值与其他生物质燃烧的特征值有明显差异,可用于表征室内空气中多环芳烃的牛粪饼等生物质燃烧来源.利用肺沉积模型和WHO/ICRP公布的多环芳烃相对毒性值比较了不同燃料燃烧产生的多环芳烃对人体的致肺癌危险度和不同粒径颗粒物上多环芳烃在人体呼吸系统的沉积量.结果表明,西藏民居室内0.43~1.1μm粒径颗粒物上的多环芳烃在呼吸系统的沉积量中占了最大的比例.     

木质素在超临界甲醇中催化液化的条件优化研究

研究了在超临界甲醇条件下催化剂用量、料液比、反应时间和反应温度对木质素液化的影响.采用4因素2水平(2~4)全析因设计研究各单因素两两交互作用对木质素液化率的影响.单因素实验结果表明,催化剂用量与木质素质量之比为16.7%时木质素的液化率最高,反应时间和反应温度的增加都会促进木质素的液化,但料液比的增加会降低木质素的液化率.2~4全析因设计表明只有反应温度、反应时间和料液比3个影响因子之间有交互作用.对木质素液化转化率的影响因素:反应温度(A)反应时间(B)料液比(D)与反应时间的交互作用催化剂用量(C)反应时间和催化剂用量交互作用反应温度和催化剂用量交互作用催化剂用量和料液比的交互作用反应温度和料液比的交互作用.其中反应温度对木质素转化率的贡献率最大,高达85%左右.利用Design-Expert V8.0.6软件得到了超临界甲醇中木质素催化液化的拟合公式:转化率=61.53+8.17A+1.92B-0.99C+3.125×10~(-3)D+0.23AB-0.71AC-0.53AD-0.76BC+1.06BD-0.60CD.     

超临界甲醇中CuO-ZnO/Al_2O_3催化微晶纤维素的液化研究

在超临界甲醇中使用CuO-ZnO/Al_2O_3复合氧化物催化液化微晶纤维素,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、甲醇填充率对微晶纤维素转化率的影响,并通过正交实验确定其最佳反应条件:反应温度280℃,反应时间90 min,催化剂用量125%、甲醇填充率60%.通过FT-IR和GC-MS对其催化液化产物进行分析,结果表明在超临界甲醇中,微晶纤维素主要发生热解与醇解反应,纤维素大分子分解形成小分子化合物,添加催化剂可促进小分子化合物脱水并进行加氢重整,得到C_2~C_7醇类为主要液化产物.     

十六烷基三甲基硅钨杂多酸铵催化过氧化氢氧化苯甲醇制苯甲酸

介绍了制备十六烷基三甲基硅钨杂多酸铵,并用其作为催化剂催化过氧化氢氧化苯甲醇制苯甲酸的实验过程,重点考察了反应温度、反应时间、过氧化氢用量、催化剂用量对苯甲酸产率的影响。结果表明:苯甲醇10.3mL、30%过氧化氢30.6mL、催化剂0.2g,在90℃反应20h,苯甲酸产率可达到85.9%。     

Dawson型磷钼酸及钒修饰Dawson型磷钼酸的制备及其活性研究

制备了Dawson型磷钼酸H6[P2Mo18O62](P2V0和钒修饰Dawson型磷钼酸H7[P2Mo17VO62](P2V1),用傅里叶变换红外光谱和X射线粉晶衍射进行了表征.以环戊醇为反应底物,用正交实验考察了催化剂用量,反应温度,反应时间和30%H2O2用量各因素对氧化反应的影响,并在优化条件下探索了对几种醇的催化氧化.H7[P2Mo17VO62]催化H2O2氧化苯甲醇合成苯甲酸最佳的条件为;H7[P2Mo17VO62];苯甲醇;H2O2=1;2133;9067(摩尔比),反应温度85℃,反应时间24h,苯甲醇的转化率达91.84%苯甲酸的选择性达57.23 %.     

N-丁基邻苯二甲酰亚胺的合成工艺研究

以苯酐和正丁胺为原料,以水为溶剂,以三乙胺为催化剂,合成了N-丁基邻苯二甲酰亚胺,探索了催化剂的用量、物料配比、反应时间、反应温度等因素产品收率的影响,从而找出了制备N-丁基邻苯二甲酰亚胺的最佳工艺条件:苯酐与正丁胺的摩尔比1:1.3,催化剂三乙胺的为苯酐质量的百分数为16%,反应时间2h,收率达到97%。     

2步酯化法制备棕榈酸甲酯

以棕榈酸和甲醇为原料,浓H2SO4为催化剂,采用2步酯化法制备棕榈酸甲酯.第1步反应的最佳条件为:温度为(65±2)℃,催化剂用量为棕榈酸质量的0.5%,甲醇用量为棕榈酸质量的80%,反应时间60 min,酯化率90.06%;第2步反应的最佳条件为:反应温度为(100±5)℃,甲醇流速为1.0 mL/min,反应时间为60 min,棕榈酸甲酯的酯化率为99.26%.     

土壤中多环芳烃的降解与土壤酸度及微生物的关系

利用碳酸钙调节土壤pH值,研究土壤中多环芳烃(菲、苯并[α]芘)污染物的降解情况.在控温、控光的培养室里进行为期15d的避光培养试验.试验设计5种处理试验,观察到土壤中菲、苯并[α]芘的可提取浓度都有减少,降解率分别为13.3%～52.2%、0.9%～35.3%.不同pH值土壤中,菲、苯并[α]芘的降解机制不同,中性土壤有利于菲的降解,酸性土壤有利于苯并[α]芘的降解.同时,土壤中的微生物生物量碳的大小能够反映菲、苯并[α]芘的降解情况.土壤自身具有减少稠环芳烃含量的自然能力.如果改变环境条件促进微生物的活性,就可以加速土壤中微生物对稠环芳烃的消解.