Milliseconds steam reforming of methane using Rh/MgO/γ-Al2O3 catalyst

采用负载型Rh/MgO/γ-Al₂O₃催化剂研究了毫秒级甲烷蒸汽重整过程,在水碳比为1和3的条件下,详细考察了反应温度、空速和催化剂Rh含量对反应转化率和选择性的影响。研究结果表明,Rh/MgO/γ-Al₂O₃催化剂在毫秒级操作条件下具有良好的催化性能,使用5%（质量分数）Rh催化剂,在水碳比3、反应温度1150 K、空速641.11 L•（g cat）^-1•h^-1时,CH₄转化率约90%,CO₂选择性约20%,毫秒级接触时间反应行为即可接近热力学平衡。高温有利于毫秒级甲烷蒸汽重整过程。     

Rh/MgO/γ-Al2O3上的毫秒级甲烷蒸汽重整过程

采用负载型Rh/MgO/γ-Al₂O₃催化剂研究了毫秒级甲烷蒸汽重整过程,在水碳比为1和3的条件下,详细考察了反应温度、空速和催化剂Rh含量对反应转化率和选择性的影响。研究结果表明,Rh/MgO/γ-Al₂O₃催化剂在毫秒级操作条件下具有良好的催化性能,使用5%（质量分数）Rh催化剂,在水碳比3、反应温度1150 K、空速641.11 L•（g cat）^-1•h^-1时,CH₄转化率约90%,CO₂选择性约20%,毫秒级接触时间反应行为即可接近热力学平衡。高温有利于毫秒级甲烷蒸汽重整过程。     

ZrO2(3Y)包裹Al2O3纳米复合粉体的制备

以pH值缓冲溶液为沉淀剂,用非均匀成核和液相共沉淀相结合的方法合成出了ZrO₂（3Y）包裹Al₂O₃纳米复合粉体.用XRD、TEM对所制备粉体进行了表征.研究表明：加入分散剂使Al₂O₃悬浮液的等电点向酸性区移动,Zeta电位绝对值增大,其中pH值为9.56对应的Zeta电位绝对值最大,悬浮液最稳定.Al₂O₃悬浮液pH值为9.5,ZrOCl₂和YCl₃混合溶液浓度为0.2 mol•L^-1时前驱体的收得率最高.600℃煅烧后得到的粉体中只有α-Al₂O₃、t-ZrO₂两种物相,在Al₂O₃颗粒表面附着10 nm左右的ZrO₂（3Y）颗粒.     

双电层电容器活性炭电极的优化

通过物理方法对双电层电容器用活性炭电极进行改性实验,探讨了活性炭电极的结构（比表面积、孔径分布、孔容）和性能（比电容、充放电特性）的优化问题.改性后活性炭电极BET比表面积从1739.77 m²•g^-1增至2215.40 m²•g^-1,其中微孔比表面积增幅22％,中孔比表面积增幅35％,孔容积也有20%～30％的增幅量,孔径分布更为合理.优化的活性炭电极结构改善了电极材料的电化学特性,比电容量可达424 F•g^-1,增幅10％.     

秸秆水解液发酵产丁二酸高产菌株的选育及其代谢调控

采用酸解与酶解处理秸秆并对菌株代谢途径进行分析,以软X射线诱变选育乙酸及乳酸代谢阻断突变株,并围绕HMP与EMP流量比调控H还原力以及围绕木酮糖激酶实施五、六碳糖共代谢调控。结果表明200 g秸秆水解得57 g葡萄糖和11 g木糖,出发株代谢流量显示丁二酸、乳酸及乙酸流量分别为2.547、0.726、0.611 mmol•g^-1•h^-1。乳酸脱氢酶突变株HF-1代谢分析显示,其乳酸流量降至0.0296 mmol•g^-1•h^-1,氟乙酸抗性突变株HF-2的代谢分析显示,其乙酸流量降至0.100 mmol•g^-1•h^-1,丁二酸流量有所下降。H还原力代谢平衡调控显示,少量柠檬酸盐的添加使HMP与EMP流量比从1.389∶0.389增至1.684∶0.330时,间接促进丁二酸代谢流量从3.005 mmol•g^-1•h^-1增至3.468 mmol•g^-1•h^-1。酶活调控显示,碳酸镁取代碳酸钙作为中和剂促使木酮糖激酶酶活从76 U•mg^-1增至560 U•mg^-1,进而使木糖代谢流量从0.0444 mmol•g^-1•h^-1增至0.453 mmol•g^-1•h^-1,最终五、六碳糖共代谢产丁二酸达68.7 g•L^-1。     

模板法制备有序中孔炭材料及其性能

以SBA-15为模板,蔗糖为炭源,在不同的炭化温度下合成了不同比表面积的中孔炭材料。利用红外光谱(IR), 小角X射线衍射(XRD), 透射电镜(TEM),N₂吸脱附及循环伏安测试等技术考察了不同炭化温度对中孔炭材料形貌、比表面积、孔体积及比电容的影响。结果表明：最佳炭化温度为700℃,TEM观测表明,700℃炭化所制备的样品孔结构呈二维六角有序分布,N₂吸脱附测试表明,该样品的孔体积为1.88 cm³•g^-1,比表面积为1394 m²•g^-1,具有典型的中孔结构和集中的中孔分布,它的最可几孔径为3.4 nm;采用循环伏安测试电极及电容器的电化学行为,结果显示,该样品单电极在6 mol•L^-1的KOH电解液中,扫描速度为1 mV•s^-1时,比电容可达212 F•g^-1,是一种理想的超级电容器电极材料。     

Preparation and characterization of mesoporous γ-Al2O3 membranes

以粒径为0.3～0.4 μm的α-Al₂O₃为原料,通过悬浮液真空抽吸法,制备出平均孔径约为70 nm的完整无缺陷的片状α-Al₂O₃支撑体;以仲丁醇铝为前驱体,采用颗粒溶胶路线制备出稳定的Boehmite溶胶,以此溶胶采用浸浆法,在制备的α-Al₂O₃支撑体上制备出完整无缺陷的γ-Al₂O₃中孔膜,并考察了烧成温度对γ-Al₂O₃中孔膜性能的影响。结果表明,本文制备出的γ-Al₂ O₃膜的孔径约为3 nm,对PEG的截留分子量为2800～5300,纯水渗透通量为11.5～25.9 L.m^-2.h^-1［7.6×10⁵ Pa,（14±1）℃］。说明在孔径为70 nm左右的载体上直接制备孔径为3 nm的完整的中孔膜是可行的。     

γ-Al2O3中孔陶瓷膜的制备及表征

以粒径为0.3～0.4 μm的α-Al₂O₃为原料,通过悬浮液真空抽吸法,制备出平均孔径约为70 nm的完整无缺陷的片状α-Al₂O₃支撑体;以仲丁醇铝为前驱体,采用颗粒溶胶路线制备出稳定的Boehmite溶胶,以此溶胶采用浸浆法,在制备的α-Al₂O₃支撑体上制备出完整无缺陷的γ-Al₂O₃中孔膜,并考察了烧成温度对γ-Al₂O₃中孔膜性能的影响。结果表明,本文制备出的γ-Al₂ O₃膜的孔径约为3 nm,对PEG的截留分子量为2800～5300,纯水渗透通量为11.5～25.9 L.m^-2.h^-1［7.6×10⁵ Pa,（14±1）℃］。说明在孔径为70 nm左右的载体上直接制备孔径为3 nm的完整的中孔膜是可行的。     

糠醛加氢制糠醇中γ-Al2O3负载Cu-Zn催化剂的改性研究

采用浸渍法制备Co改性γ-Al₂O₃负载的Cu-Zn催化剂，考察Cu-Zn负载量、Co含量及反应温度等对催化剂性能的影响。结果表明，在413 K、氢气流速0.5 mL·s^－1 和糠醛空速2 h^-1 条件下,当催化剂Cu-Zn/γ-Al₂O₃（Co）中n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)∶n(Co)＝1.0∶2.0∶3.0∶0.51时，糠醇的选择性100％，糠醛转化率94.6％，比使用单纯Cu-Zn/γ-Al₂O₃催化剂的最佳转化率提高11％。     

γ-Al2O3在CeO2-La2O3催化还原SO2中的作用

考察了反应温度对γ-Al₂O₃、CeO₂-La₂O₃和CeO₂-La₂O₃/γ-Al₂O₃催化CO还原SO₂到单质硫活性的影响。采用XRD表征了催化剂反应前后的物相变化。结果表明，温度过低或过高均不利于γ-Al₂O₃催化CO还原SO₂的反应。γ-Al₂O₃的介入提高了CeO₂和La₂O₃的分散性，使Redox 和COS两种反应机理在同一催化剂上的协同作用增强，使CeO₂-La₂O₃/γ-Al₂O₃在催化还原SO₂的反应中具有更低的反应温度和更高的活性。     

用于染料废水CWPO处理的Fe2O3-CeO2/γ-Al2O3催化剂的制备及活性

采用分层浸渍法研制出负载型Fe₂O₃-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂,并使用BET、XPS和XRF方法对其进行了表征.以偶氮染料模拟废水为目标降解物,考察了该催化剂在催化湿式过氧化氢氧化工艺（CWPO）中的催化活性.结果表明,对于500 mg·L^-1的甲基橙模拟染料废水,在常温（25℃）和常压条件下,当催化剂Fe2O3-CeO2/γ-Al2O3和氧化剂H2O2的投加量分别为30 g·L^-1和330 mg·L^-1时,处理3 h时的脱色率、COD去除率和TOC去除率分别可达88.77%、89.54%和81.44%,表明该催化剂在CWPO工艺中具有较高的催化活性.     

苇浆CEH漂白废水的毒性及毒性排放负荷

采用发光细菌法对苇浆CEH三段漂白废水进行了毒性研究,其中C段废水的毒性最大,其EC₅₀为17.39%,属于强毒级别;E段、H段废水的EC₅₀分别为163.6%、252.4％,均属于无毒级别.苇浆CEH漂白工艺总毒性排放因子（TEF）为472.021 TU•m³•（吨浆）^-1,其中C段废水的毒性最大,其TEF为393.88 TU•m³•（吨浆）^-1,约占总量的83.45％,其次是E段废水,约占10.03％,H段最小,约占6.52％.     

Ce1-xCuxO2-x/Al2O3催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

以γ-Al₂O₃为载体，采用共浸渍法制备了负载型Ce_1-xCu_xO_2-x/Al₂O₃催化剂（x=0～1）以及不同Ce_0.2Cu_0.8O_1.2含量的Ce_0.2Cu_0.8O_1.2/Al₂O₃催化剂，采用XRD、TPR等现代分析测试手段对催化剂的结构进行了表征，评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能.结果表明，Ce_1-xCu_xO_2-x/Al₂O₃催化剂中Ce和Cu的摩尔比显著影响催化剂的催化性能，在载体γ-Al₂O₃表面，Ce和Cu形成了固溶体，从而提高了Cu的分散性，改变了Ce和Cu的氧化还原性能，提高了催化剂的甲烷催化燃烧性能，并且Ce和Cu之间存在着协同作用.     

反相悬浮共聚法合成耐盐快吸水性树脂

以AA(丙烯酸)、AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸)为单体,APS(过硫酸铵)为引发剂,MBAM(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)为交联剂,十八醇磷酸单酯为分散稳定剂,环己烷为连续相,采用反相悬浮法合成吸盐水率高、吸水速率快的共聚型吸水树脂.研究了单体组成、交联剂浓度、AA中和度（Dn）、引发剂浓度、共聚温度(T)、油水相体积比对树脂吸盐水率和吸水率、吸水速率及物理性状的影响.当w(AMPS)=40%、c(MBAM)=1.62mmol• L^-1、Dn=75％、c(APS)=24.70mmol•L^-1、T=65℃、V(油)∶V(水)=1.5∶1.0时,共聚物的吸盐水率和吸水率分别为：A_生理盐水=264ml• g^-1,A_蒸馏水=1200ml•g^-1,15min可吸水饱和.通过热分析发现,提高共聚物的交联密度利于改进共聚物的保水性.     

微孔陶瓷固定化酶载体的合成

据絮凝沉淀物的三维网状结构成孔的原理,开发了制备微孔陶瓷的一种新方法.该方法工艺简单、环保节能,孔径可在微米级和纳米级之间调节.微米级陶瓷孔径介于10～100 μm范围,气孔率达53%～59%,容重为0.97～1.10 g•cm^-3,抗压强度达到6.0 MPa以上.用压汞仪对纳米级微孔陶瓷抽样测定,平均孔径为76 nm,比表面积5.90 m²•g^-1,孔容0.12 ml•g^-1,孔径呈双峰分布.以脂肪酶为例,考察了块状微孔陶瓷用作固定化酶载体的性能.结果表明,当对微孔陶瓷作适当的表面改性以后,固定化脂肪酶的活性高于其他一些常见的无机吸附剂载体,间歇操作5次后仍然保持其初始活性的60 %左右.     

Co(Ni)MoNx/γ-Al2O3催化剂对n-C8异构化反应的催化性能

利用程序升温还原氮化技术,制备了不同助剂含量的CoMoNx/γ-Al₂O₃与NiMoNx/γ-Al₂O₃催化剂,以正辛烷为模型化合物,在固定连续微型反应装置上考察了催化剂的异构化活性,结果表明,CoMoNx/γ-Al₂O₃催化剂比NiMoNx/γ-Al₂O₃催化剂的异构化活性高,异构烃选择性低。NiMoNx/γ-Al₂O₃催化剂异构化反应产物中正构烷烃和小分子支链烷烃含量低于CoMoNx/γ-Al₂O₃催化剂。CoMoNx/γ-Al₂O₃催化剂的高选择性仅在催化剂活性较低的情况下才能获得。     

疏水性可见光响应型纳米CuO/TiO2催化降解高浓度硝基苯

采用十二烷基硫酸钠（SDS）对纳米CuO/TiO₂光催化剂进行疏水改性,并在可见光的照射下,研究了疏水性CuO/TiO₂对硝基苯降解的影响因素。实验表明：SDS-CuO/TiO₂催化剂具备完整的锐钛矿和CuO晶体衍射峰;SDS负载量变化对催化剂的紫外可见吸收性能没有影响;催化剂表面的疏水位主要是长链烷基。各影响因素的最佳水平分别是：SDS负载量2.3 g•（2.5 g TiO₂）^-1,初始浓度400～500 mg•L^-1,催化剂用量0.2 g•L^-1,pH 9,H₂O₂添加量6 ml•L^-1。最佳条件下硝基苯2 h降解率为80％,4 h降解率为93％。     

疏水性可见光响应型纳米CuO/TiO2催化降解高浓度硝基苯

采用十二烷基硫酸钠（SDS）对纳米CuO/TiO₂光催化剂进行疏水改性,并在可见光的照射下,研究了疏水性CuO/TiO₂对硝基苯降解的影响因素。实验表明：SDS-CuO/TiO₂催化剂具备完整的锐钛矿和CuO晶体衍射峰;SDS负载量变化对催化剂的紫外可见吸收性能没有影响;催化剂表面的疏水位主要是长链烷基。各影响因素的最佳水平分别是：SDS负载量2.3 g•（2.5 g TiO₂）^-1,初始浓度400～500 mg•L^-1,催化剂用量0.2 g•L^-1,pH 9,H₂O₂添加量6 ml•L^-1。最佳条件下硝基苯2 h降解率为80％,4 h降解率为93％。     

负载型湿式氧化催化剂RuO2/γ-Al2O3活性与稳定性

采用浸渍法制备了RuO₂/γ-Al₂O₃催化剂，以苯酚为目标有机物重点研究了进水pH值和温度对RuO₂/γ-Al₂O₃催化剂组分溶出和活性的影响.结果表明，催化剂在降解苯酚过程中存在着组分溶出现象，随着进水溶液pH值降低催化剂组分溶出量增加，且在进水为酸性时苯酚去除率高于碱性时的去除率.反应温度升高，催化剂组分溶出量降低，苯酚去除率增加.采用在负载型RuO₂/γ-Al₂O₃催化剂中掺杂Ce和Zr的方法对抑制催化剂组分溶出进行了初步研究，发现掺杂Ce和Zr后有效地降低了RuO₂/γ-Al₂O₃催化剂组分的溶出，且提高了催化剂的活性.     

氧化铝载体的水热改性研究

采用低温水热处理技术对γ-Al₂O₃载体进行改性，通过XRD、SEM、BET及NH_3、TPD等测试表征技术对改性后的氧化铝进行表征。研究结果表明，低温水热处理γ-Al₂O₃时，γ-Al₂O₃部分再水合生成湃铝石，焙烧后形成γ-η-Al₂O₃，此双结构氧化铝表面形态为均匀分散的球形细小颗粒，双结构氧化铝载体制备的催化剂表面酸性能与常规γ-Al₂O₃制备的催化剂相比，强酸中心的酸强度减弱，弱酸中心的酸强度增强。