甲烷快速部分氧化重整试验研究

采用常规浸渍法制备了Rh/α-Al2O3催化剂,建立了甲烷快速部分氧化重整试验体系。通过控制变量法,考察了甲烷快速部分氧化重整反应中反应条件参数(CH4/O2、反应气体预混合温度、空速)变化对反应物的转化率、反应产物及分布的影响。试验结果表明,在试验条件下,CH4的转化率始终大于85%,O2转化率接近100%,CO的选择性为85%左右,H2的选择性为40%～60%。反应过程大致为催化剂入口处的部分氧化反应和下游的水蒸气重整,大部分的CO由部分氧化产生,而H2的产生受水蒸气重整反应的影响较大;随着反应温度的上升,CH4的转化率上升,CO,H2的选择性也上升;随着空速的增大,H2的选择性减小,表明甲烷催化部分氧化反应是一个受传质控制的反应。     

H_2O对CO在0.5%PdZrO_2/γ-Al_2O_3上催化燃烧特性的影响

以0.5%PdZrO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,在所搭建的比例积分微分控制(PID)多功能实验装置上进行CO催化燃烧基础特性实验,分析了H_2O对CO转化率的影响,以及H_2O体积分数的变化对CO转化率和CO催化燃烧反应时间的影响.结果表明:H_2O的加入大幅提升了CO在催化剂上的起燃温度和燃尽温度,增大了CO催化燃烧反应所需的活化能,且随着H_2O体积分数的增大,CO起燃温度和燃尽温度逐步升高;CO转化率随H_2O体积分数的增加逐渐降低;CO反应稳定所需时间随H_2O体积分数的增大而增加;H_2O的存在降低了催化剂的活性,抑制了催化燃烧的进行.     

超声辅助铝基颗粒水解制氢机制研究

研究超声波辅助下的功率密度和反应温度对铝颗粒水解过程和产氢特性的影响,并对铝颗粒水解过程中形貌和表面结构的变化进行研究。结果表明:铝颗粒在超声场中可有效缩短反应诱导期、提高反应速率,且随着功率密度的增强,H2转化率逐渐提升,但当功率密度达23 W/L时出现超声空化衰竭,H2转化率为86.2%,铝颗粒由大颗粒逐渐趋于多孔细颗粒。     

HZSM-5催化纤维素液化的研究

以微晶纤维素为研究对象,HZSM-5为催化剂,系统考察了原料/溶剂水质量比、反应温度、反应时间、催化剂用量、催化剂硅铝比等对催化液化效果的影响。结果表明:在纤维素/溶剂水的质量比为1/20、反应温度280℃、反应时间40min、HZSM-5催化剂(硅铝比为28)用量为原料质量分数的5%时,可以得到较好的催化液化效果,且HZSM-5催化剂可以多次重复使用。     

Pt/HZSM-5水相重整山梨醇合成生物汽油的研究

考察了Pt/HZSM-5载体的酸性(硅铝比)、反应温度、反应压力、反应时间等因素对水相重整山梨醇合成生物汽油反应的影响。结果表明:在载体的硅铝比为38、反应温度260℃、压力5.0MPa、反应时间8h的条件下,该反应的总转化率高达95%,烷烃产物中C_(5+)的选择性接近90%,其中异构烷烃的选择性大于50%。     

固体超强酸催化微晶纤维素水解制备乙酰丙酸

乙酰丙酸是一种重要的平台化合物,其应用十分广泛。研究发现,多种固体酸可以催化微晶纤维素合成乙酰丙酸,其中固体超强酸SO42-/Ti O2催化效果最佳,通过BET比表面积,XRD,NH3-TPD和元素分析等手段对催化剂性质进行了表征。该研究以SO42-/Ti O2为催化剂,考察了反应时间、反应温度、催化剂用量对乙酰丙酸收率的影响,并使用GC对反应产物进行了分析。在反应温度为210℃,反应时间为1h,SO42-/Ti O2催化剂的用量为纤维素质量的2.5%时,乙酰丙酸的收率为68.5%。     

原料气中CO_(2)体积分数对铜钼基催化剂合成低碳醇的影响北大核心CSCD

文章采用冷冻干燥法制备了以SiO气凝胶为载体的Cu-Mo基催化剂,在固定床反应器中评价其催化CO_(2)加氢合成低碳醇的性能,考察了原料气中CO_(2)体积分数对合成反应的影响。结果表明:在压力为5 MPa,空速为2000 h,n(H)/n(CO_(2))=2,温度为260℃反应条件下,当CO_(2)体积分数为0.92%时,反应产物中总醇选择性达34.23%,CO_(2)H在总醇中的质量分数达55.55%,催化剂催化合成低碳醇的性能较好。液体产物低碳醇中主要以甲醇、乙醇和正丙醇为主,在总醇中的质量占比高达97%。原料气中引入CO_(2)会促进逆水汽变换反应发生而降低CO_(2)的转化率;随着CO_(2)浓度的增大,CO_(2)在催化剂孔道内部的扩散受到抑制而变慢,有利于增加低碳醇的选择性和降低副反应的发生。     

水热条件下催化还原CO_2生成甲酸的优化研究

采用金属Al为还原剂,金属Ni和Cu为催化剂,研究了水热条件下CO_2催化转化生成甲酸的特性.针对水热还原CO_2可能存在的4个反应途径进行热力学分析,计算表明,水热条件下反应途径HCO_3~-+2H HCOO~-+H2O在热力学上最易进行,还原氢的最佳存在形态为活性H原子.考察了铝镍和铝铜水热反应体系中Ni/Al摩尔比、Cu/Al摩尔比、Al/C摩尔比、反应时间和温度等对产物甲酸浓度和碳转化率的影响,实验表明,Cu催化剂水热转化CO_2生成甲酸的碳转化率优于Ni催化剂,当Al/Cu/Na HCO_3的3组分摩尔比为8∶8∶1、温度300,℃、反应120,min时,水热还原CO_2生成甲酸的碳转化率为29.1%,.     

铂基催化剂快速部分催化氧化甲烷的研究

以Al 2O 3为载体,采用浸渍法制备Pt/Al 2O 3催化剂,通过测量重整反应过程中催化剂的温度分布情况,研究了改变甲烷快速部分氧化重整反应中反应条件(反应气体预混合温度、N 2体积比例、CH 4/O 2比)对反应物的转化率及产物选择性的影响。研究发现,催化剂床层温度的上升可以促进CH 4的转化,使H 2和CO的选择性升高且H 2与CO的物质的量的比(简称H 2/CO比,依此类推)升高。N 2体积比例及CH 4/O 2比的升高,会降低催化剂床层温度,进一步造成CH 4的转化率和H 2/CO比降低,但与仅降低混合气预热温度不同的是,提高N 2体积比例及CH 4/O 2比会造成H 2和CO的选择性升高,这可能是催化剂表面的活性氧导致的。通过对甲烷在Pt催化剂上的反应机理进行了初步讨论,认为甲烷的快速部分催化氧化反应为多种反应路径共存,不同的反应条件下各种反应路径所占比例会发生变化。     

亚临界乙醇条件下的纤维素热化学液化研究

以甘油为液化促进剂,在酸性催化剂条件下对微晶纤维素的亚临界液化工艺进行考察。实验结果表明:浓硫酸是较好的酸性催化剂,在微晶纤维素、浓硫酸、甘油和乙醇的质量比为1∶0.025∶2.5∶5,反应温度250℃,反应时间1h的条件下,转化率可达95.7%。对液化产物的理化性能进行分析,粘度509.3mm2/s、酸值2.51mgKOH/g和羟值784.6mgKOH/g。通过红外光谱(IR)、GC-MS、1H NMR等技术手段对产物进行分析表征。结果表明,产物含有丰富的羟基基团,粘度适宜,适用于聚氨酯发泡体系。对液化机理进行探讨。     

Transesterification of rapeseed and palm oils in supercritical methanol and ethanol

The results of the rapeseed and palm oils transesterification with supercritical methanol and ethanol were presented. The studies were performed using the experimental setups which are working in batch and continuous regimes. The effect of reaction conditions (temperature, pressure, oil to alcohol ratio, reaction time) on the biodiesel production (conversion yield) was studied. Also the effect of preliminary ultrasonic treatment (ultrasonic irradiation, emulsification of immiscible oil and alcohol mixture) of the initial reagents (emulsion preparation) on the stage before transesterification reaction conduction on the conversion yield was studied. We found that the preliminary ultrasonic treatment of the initial reagents increases considerably the conversion yield. Optimal technological conditions were determined to be as follows: pressure within 20-30 MPa, temperature within 573-623 K. The optimal values of the oil to alcohol ratio strongly depend on preliminary treatment of the reaction mixture. The study showed that the conversion yield at the same temperature with 96 wt.% of ethanol is higher than with 100 wt.% of methanol.     

葡萄糖在超(近)临界水/甲醇中的稳定性研究

在超(近)临界水/甲醇中分别试验考察了温度、压力、停留时间等参数对葡萄糖稳定性的影响.结果表明:无论在水中还是在甲醇中,温度越高,葡萄糖的稳定性越低,降解速率越高;降解产物5-羟甲基糠醛(HMF)和5-甲基(甲氧基)糠醛(MMF)的选择性随温度的变化存在着最大值.压力对葡萄糖在临界水中转化率的影响不明显,但在超临界甲醇中,葡萄糖的转化率随压力升高而增大,当达到临界压力以后基本不变.HMF和MMF的最大收率都出现在临界压力附近.停留时间越长,葡萄糖在超临界水和甲醇中的转化率越高,HMF的收率和选择性越低,而MMF的最大收率和最高选择性却存在着一个适宜的停留时间.     

甲醇同系化制乙醇热力学研究

为了验证甲醇同系化制乙醇的可行性,并为相关的实验研究提供理论依据,采用HSC Chemistry软件对甲醇同系化制乙醇反应进行热力学分析,考察反应压力、反应温度和氢碳比对原料转化率和产物选择性等指标的影响。结果表明,在压力为4 MPa、温度为250℃、氢碳比为2.0∶1(MeOH/CO比为0.1∶0.9)最佳反应条件下,乙醇选择性为97.00%,氢气转化率为40.00%,一氧化碳转化率为100.00%,甲醇转化率为100.00%。甲醇同系化制乙醇实验研究表明,乙醇选择性与热力学理论值还有些差距,催化剂对于原料转化率和乙醇选择性还有待提高。     

石灰石直接硫化实验研究

进行了在高CO2浓度下石灰石直接硫化实验研究。实验研究了温度、CO2分压、O2分压及SO2浓度对石灰石直接硫化的影响。结果表明,温度对直接硫化反应速率影响很大,随温度的升高直接硫化速率增大,在所试验的时间内,当温度为1173K时,Ca转化率可以达到87%,当转化率≈0时,测得表观活化能为93.5kJ/mol,且表观活化能随Ca转化率的升高而增加;与温度相比,CO2分压对石灰石直接硫化几乎没有影响,增加CO2分压只是延缓石灰石的分解,提高石灰石的分解温度;在5%以下随O2分压的增加,直接硫化速率随之增加,O2分压超过5%以后,O2分压对石灰石直接硫化就没有什么影响;随SO2浓度的增加,直接硫化速率升高。     

High Temperature Catalytic Hydrogenation of Acetone over Raney Ni for Chemical Heat Pump简

Exothermic hydrogenation reaction of acetone is an important part of an IAH-CHP, and the performance of IAH-CHP is affected directly by this reaction. This paper studies the influence of space velocity, temperature, hy- drogen flow rate and pressure on conversion and selectivity experimentally. The byproducts are analyzed and classified into three types： hydrogenation product, cracking products and condensation products. Both the conver- sion and selectivity of this reaction have the same trend with the change of space velocity, temperature and hy- drogen flow rate, and has the opposite trend with the change of pressure. As the space velocity increases, the conversion curve is a gradual decline parabola but the selectivity curve is close to a straight line. Hydrogen flow rate has a more obvious influence on conversion than temperature, whereas on selectivity the situation is opposite. High pressure increases the conversion of acetone to all products, but the increment of byproducts is more than that of isopropanol, so the selectivity decreases as pressure increases.     

Enzymatic hydrolysis of cellulose and the use of TiO2 nanoparticles to open up the cellulose structure

A major barrier in the process of cellulose enzymatic hydrolysis into glucose for biofuel production is the enzyme accessibility to cellulose. In this study, a new cellulose regeneration strategy is developed to address this problem. In this strategy, cellulose is dissolved and then regenerated in a networked form. The networked cellulose (NC) was prepared with a high yield via 70% sulfuric acid dissolution of microcrystalline cellulose (MCC) followed by regeneration with ethanol. The material was studied as a possible and easily accessible source of glucose. Washed, dialyzed and freeze-dried NC samples were enzymatically hydrolyzed to glucose. The networked cellulose showed improved enzymatic hydrolysis rate compared to microcrystalline cellulose. With enzyme concentration of 2 mg/mL, the networked cellulose had conversion of 72.8% (wt%) into glucose compared to 33.7% for untreated microcrystalline cellulose. To further increase the enzymatic accessibility, NC was co-regenerated in the presence of TiO₂ nanoparticles. SEM images revealed that TiO₂ particles helped in opening up cellulose structure through the co-regeneration process. Different NC-TiO₂ materials were prepared with different TiO₂ percentages. The measured rates of hydrolysis showed that TiO₂ inclusion significantly improved the enzymatic hydrolysis, especially at a 50 mg/mL TiO₂ concentration. 92.3% conversion of cellulose to glucose was achieved.