生物质合成气制甲醇的研究

以玉米秸秆合成气为原料,在等温积分反应器中,使用国产C301铜基催化剂(粒度为0.991 mm×0.833 mm),在5 MPa压力下,进行甲醇合成优化实验研究.结果表明:合成甲醇的最适宜流量为0.6～0.9 mol/h,最佳温度为230～250℃,每千克催化剂的最大甲醇时空收率为0.541 7 kg/h.     

三相床甲醇合成过程：I.富CO合成气甲醇合成宏观反应动力学

以液体石蜡为液相介质，在富ＣＯ合成气条件下研究了Ｃ３０２铜基催化剂上ＣＯ、ＣＯ２加氢合成甲醇的宏观反应动力学，得到了相应的动力学模型，通过对模型进行比较，认为在ＣＯ浓度较高的情况下，幂函数模型优于Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ模型。实验结果表明，催化剂和液相介质在富ＣＯ合成气条件下表现出良好的适应性。     

乙醇和甲醇混合液激光拉曼光谱研究

用激光拉曼光谱的方法对乙醇和甲醇混合液进行了研究，依据混合液中甲醇含量增加引起拉曼光谱形貌变化的规律，对无水乙醇拉曼光谱的某些振动模式提出了新看法。研究结果表明，利用激光拉曼光谱的方法对无水乙醇中混有甲醇时进行快速检验是简单易行的。本研究给出了标志甲醇存在的光谱特征，这在假酒的鉴别中有一定的实用价值。     

合成气直接合成二甲醚与甲醇的热力学分析

确定了合成气直接合成二甲醚与甲醇的复合反应体系独立方程数,并进行了热力学计算与分析,计算了不同初始组成、温度、压力下复合反应体系的平衡组成及平衡条件下二甲醚与甲醇的选择率。     

甲醇和乙醇的激光喇曼光谱

采用激光喇曼方法,对甲醇和乙醇液体样品进行了喇曼光谱研究,得到了上述样品的喇曼光谱,并对其进行了归属.经过分析比较,给出了检测甲醇的特征谱线,为假酒鉴别、深入研究甲醇和乙醇的能级结构等提供了可供借鉴的参考.     

合成气发酵生产乙醇菌株的筛选

【目的】从动物粪便样品中分离能利用合成气生产乙醇的菌株,并对其进行鉴定及初步发酵实验,为工业利用合成气生产乙醇奠定理论基础。【方法】利用富集驯化培养技术,以合成气为唯一碳源,分离筛选合成气利用菌,通过形态观察、生理生化实验及16SrRNA序列分析鉴定菌株,并利用菌株进行初步发酵实验。【结果】分离到1株可以发酵合成气生产乙醇的菌株,分子鉴定结果表明,该菌株为Clostridium ljungdahlii。生理生化分析结果显示:该菌是严格厌氧型革兰氏阳性菌,短杆状,有运动性,芽孢很少见,生长必须因子包括酵母粉和维生素B族;最适碳源为果糖,最适生长温度35~37℃,最适pH值为6.0~7.0。合成气发酵实验结果显示:37℃,厌氧静止发酵30d,乙醇最高产量达到2.58g/L,添加BESA、莫能菌素、丁基橡胶颗粒可以使乙醇产量分别提高49%、70%、4.3%,最大产量达到4.31g/L。【结论】从动物粪便中分离到1株Clostridium ljungdahlii,该菌能够利用合成气生产乙醇,为进一步研究和开发新型生物质材料提供了基础资料。     

大曲酒中甲醇和乙醇气相色谱分析

采用毛细管气相色谱法同时测定大曲酒中甲醇和乙醇的含量,采用程序升温法优化分离条件.实验结果表明,甲醇和乙醇的最低检出限浓度为3mg/L,相关系数在0.999 5以上,相对标准偏差2.9%～7.9%,甲醇的加标回收率92.21%～98.17%.乙醇的加标回收率分别为92.40%和97.63%.该方法具有较高的准确度和精密度,结果可靠,可用于大曲酒甲醇和乙醇的测定.     

若干电解质在甲醇和乙醇饱和水溶液中的电导率研究

报导了四种不带结晶水的无机盐在甲醇、乙醇饱和溶液中的电导率与H2O含量的关系,特别是NaCl在乙醇—H2O饱和溶液中的电导率与温度之间存在着的线性关系,同时测定了NaCl在不同比例的甲醇—乙醇—H2O饱和溶液中的电导率,发现其数值受H2O含量的影响大于甲醇的影响.     

三相床甲醇合成过程Ⅰ.富CO合成气甲醇合成宏观反应动力学

以液体石蜡为液相介质,在富CO合成气条件下研究了C302铜基催化剂上CO、CO2加氢合成甲醇的宏观反应动力学,得到了相应的动力学模型,通过对模型进行比较,认为在CO浓度较高的情况下,幂函数模型优于Langmuir-Hinshelwood模型.实验结果表明,催化剂和液相介质在富CO合成气条件下表现出良好的适应性.     

合成气制乙醇铑催化剂中助剂的作用

促进型铑催化剂上,测定CO吸附的IR光谱和铑的分散度,结果表明:线吸附CO的谱带基本不变,桥CO谱带红移且变宽。变化顺序为Rh-Mn>Rb-Mn-Fe-Li>Rh-Fe>Rh-Li>Rh。该变化归因于助剂对吸附CO氧端络合而形成的η~2-CO物种,并可作为活性中心亲氧能力强弱的相对尺度,Rh·Mn/SiO_2上,测量CO/H_2的IR光谱,发现了归属于甲酰基的谱带;说明甲酰基是反应中间物,并测定各催化剂活性和选择性,基于这些结果和蔡启瑞等曾提出的氢助解离乙烯酮机理,能较合理地探讨了助剂的协合催化作用,本研究再次为上述机理提供另一重要实验证据。     

Mo—Ce／Sio2催化剂上甲醇氧化制甲醛的动力学与机理

用玻璃外循环无梯度反应器研究了Mo-Ce/SiO_2催化剂的甲醇氧化制甲醛的动力学。吡啶吸附的红外光谱鉴别出催化剂Lewis酸的存在。红外光谱证实甲醇在催化剂上发生化学吸附。用脉冲色谱法测定了甲醇及甲醛的吸附热。随着甲醛分压的增加,甲醇氧化制甲醛的速度随之减小。进行了催化剂被甲醇还原及还原催化剂用O_2再氧化的脉冲实验。甲醇氧化的动力学服从甲醇及甲醛吸附的Redox机理方程。     

CO2低压加氢反应中CuO—ZnO／ZrO2催化剂制备工艺研究

详细研究了沉淀过程及后处理方式对CuO-ZnO／ZrO2催化剂CO2低压加氢制甲醇反应．眭能的影响,采用N2物理吸附、XRD、SEM、Cu比表面等测试方法对催化剂的结构、晶相、织构特性等进行表征．结果表明,还原后的催化剂中存在两种不同化学环境的表面Cu物种,仅活泼Cu物种具有活性作用;催化剂的活性与晶粒大小、比表面积和孔结构等因素有关,适度晶粒大小的CuO物种可能是该反应中有效催化活性位前躯体,其反应规律与甲酸铜中间体理论基本吻合．     

在改性Mo/SiO2催化剂上甲烷部分氧化反应

用L9(34)正交配置实验对2%Mo/SiO2催化剂进行了改性研究,发现Cr,Cu,Sn和P可改变催化剂的活性和选择性,在Cr为0 5%时有较高的甲醇收率,在450℃,常压下反应可使甲醇收率为2 76%。XPS,FT IR,TPR和TPD研究表明催化剂表面上的Mo为正六价,且存在Mo Si作用键,催化剂表面有大量的酸性中心和多种相互作用相。     

CuO/CeO2作为乙醇完全氧化催化剂的结构及性能研究

以浸渍法制得含Cu和Ce的催化剂,并对比考察了不同温度下制得的催化剂对乙醇的完全氧化性能,确定Ce/Cu原子数之比在3∶1~5∶1间的催化剂活性最好.用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了催化剂的表面组成与形貌,推测Cu2 和Cu0是乙醇氧化的活性中心,分散在CeO2表面的CuO与溶解在CeO2晶格中的Cu2 的比例及表面的吸附氧都与催化剂活性相关;确定Ce/Cu原子数之比在0.5∶1~10∶1之间,CeO2的负载量越高,CuO的分散状态越好.     

甲烷部分氧化与甲烷二氧化碳重整耦合制合成气Co系催化剂研究

研究了Co／γ-Al2O3，Co／α-Al2O3和Co／SiO2催化剂上的甲烷部分氧化与甲烷二氧化碳重整制合成气反应，只有Co／α-Al2O3是有效的．证明Co和载体的相互作用过强或过弱都不利与此耦合反应．Co和α-Al2O3的作用正好合适．此外，Co的担载量和催化剂稳定性关系很大，Co量过低则在反应过程中会因Co^D→CoAl2O4而失活，Co担载量过高则会导致严重结碳．     

Ag／ZSM－5催化乙醇为乙醛及其物性研究

利用空速、氧醇比、反应温度研究了Ａｇ／ＺＳＭ－５分子筛催化剂对催化乙醇制乙醛的反应活性的影响。结果表明，该催化剂在３４０℃就有相当高的催化活性：乙醛产率达９３．０％（空速为９．６ｓ￣（－１），氧醇比为０．５０）。ＸＲＤ和ＳＥＭ等研究表明，Ａｇ是以单质的形式负载在ＺＳＭ－５分子筛上。由此提出催化反应机理。     

双金属催化剂PtRh@Pt5/C的制备、表征及其在甲醇电化学氧化中的催化性能研究

以Pt5/C为基底,采用强迫沉积法得到Rh0.5@Pt5/C、Pt0.1Rh0.5@Pt5/C和Pt0.1Rh0.5Pt0.1@Pt5/C三种不同结构的沉积层,在400℃下焙烧4 h后制得了表面组成不同的PtRh@Pt5/C双金属催化剂.通过循环伏安法(CV)和X-射线衍射(XRD)对基底Pt5/C和催化剂进行了表征,并研究了他们在甲醇电化学氧化中的催化性能.结果表明,PtRh@Pt5/C双金属催化剂的催化活性和抗CO中毒能力明显优于基底Pt5/C,且表面组成对催化剂的活性影响很大,其中以"三明治"式沉积层焙烧后制得的催化剂(Pt0.1Rh0.5Pt0.1@Pt5/C)形成了微晶或非晶态的PtRh表面合金,对甲醇氧化的催化效果最好,甲醇在其表面氧化的峰电流密度提高了90%以上,氧化电势也降低了约30 mV.     

膜反应器中甲烷催化部分氧化制合成气Ni/ZrO2积炭的研究

考察了YBCO(YBa2Cu3O7-x)透氧膜反应器中Ni/ZrO2催化剂催化氧化CH4制合成气时催化剂的积炭行为.结果表明,积炭速率随温度升高而增加,根据积炭反应平衡常数,积炭主要是甲烷分解积炭所导致.由SEM图可以观察到,温度为850~875℃时,积炭的形状主要是丝状炭,而900℃时积炭的形状为包容炭,包容炭对催化剂活性有较大影响.