聚苯乙烯树脂催化羟醛缩合研究进展

近年来,聚苯乙烯树脂作为重要固体碱催化剂得到了广泛应用和发展。本文在对聚苯乙烯树脂催化羟醛缩合反应研究进展进行较为全面综述的基础上,重点讨论了聚苯乙烯树脂本身性质及其修饰对羟醛缩合反应的影响,并由此展望了未来聚苯乙烯树脂可能的研究方向。     

高反射比纳米TiO2的制备

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,利用紫外-可见-近红外分光光度计测定样品在400～2500 nm的反射率.系统研究了制备条件对样品反射率的影响,并确定了最佳制备条件.所制备的纳米TiO2粉体的平均反射率大于110％,明显高于市售的太阳热反射粉,该粉体能够作为良好的太阳热反射涂料颜填料.     

300 kg/a规模流化床制碳纳米管中试研究

采用Ni-Mg-O复合氧化物催化剂进行了流化床甲烷催化裂解法制碳纳米管的中试实验,研究了主要操作变量对甲烷转化率、催化剂产碳率、产品团聚率及催化剂损失率的影响,得到了适宜的操作条件为：甲烷进气流速16~19 cm/s、催化剂粒径150~220 μm、催化剂加入量50~60 g、反应温度650~700 ℃、反应时间120~140 min。多批次重复性实验表明,在选定的操作条件下,甲烷转化率约为30 %,催化剂产碳率约为10 gCNTs/gCAT。对纯化后的产品进行SEM及TEM形貌表征显示,制得的碳纳米管管径均匀,中空结构明显,碳纳米管的外径为10~30 nm,内径为2~5 nm。     

卤素负载锌-腺嘌呤骨架材料的构建及无助剂催化CO2环加成反应

富氮型金属有机骨架材料（MOFs）具有良好的CO₂捕集性能,但其CO₂催化性能常需添加带氢键或亲核基团的助催化剂。以硝酸锌-腺嘌呤-异烟酸［Zn（NO₃）₂-Ad-Int-DMF］构建稳健的骨架材料,发现其催化合成碳酸丙烯酯（PC）收率不足2%;尝试选型锌盐前体引入亲核卤素,在DMF溶剂中部分卤代锌盐不能络合结晶成MOFs,而形成的ZnI₂-Ad-Int-DMF收率提升至19.5%;溶剂由DMF调变为H₂O-DMF混合溶剂,H₂O的引入避免了卤素对金属和配体间络合的影响,使得以ZnCl₂、ZnBr₂和ZnI₂为前体均能晶化成MOFs,其热分解起始温度（Tonset,434℃）明显高于ZnI₂-Ad-Int-DMF（280℃）,而比表面积（<14 m²/g）明显小于后者（571 m²/g）,造成活性低于后者。通过CO₂吸附脉冲和UV-Vis漫反射推测I^-由于与Zn碱位的相互作用而均匀吸附于骨架上。进而,在无助剂、无溶剂工况下对CO₂环加成反应进行活性评价。温度升高显著提升PC产率,140℃下ZnI₂-Ad-Int-DMF催化产率可达98.5%,但由于吸附在骨架上的卤素在高温、溶剂环境下会脱落,造成重复性实验中活性下降,而该类MOFs在反应前后骨架保持稳定,未造成坍塌或明显孔堵塞现象。后续如能强化卤素的吸附或温和化反应条件,则具有良好的应用潜力。     

内循环流化床固体循环速率的研究

研究一种加料不独立的垂直气力输送装置，并以流化床作为料仓和混合区，两者构成固体循环系统。由于系统特性，加料喷嘴的插入高度与加料结构将会直接影响操作的稳定性，从力的平衡出发导出临界结构为ｈｅ／Ｄｅ＜ｆＨＬ／Ｒ，其中ｆ是颗粒特性的函数。     

鸥翅萃取器的传质与相分离特性研究

欧翅萃取器的传质过程是通过轻相穿过重相的湍动射流进行的，相的分离是通过重相池上方的鸥翅所产生的离心力来完成的。研究了重相池深度、萃取时间、喷射孔直径、流速对萃取率和传质速率的影响，以及欧翅对相分离效率的影响。结果表明：有鸥翅时的传质速度均快于无欧翅时的传质速度，而且欧翅有明显的相分离作用，其能量消耗低于搅拌澄清器；在本实验条件下，最佳重相池深度为40mm，在相同的流速和相同的时间下，萃取率随着喷射孔径的加大而提高。为获得较好的相分离效果，较低的流速和较小的喷射孔径是适宜的，在本实验条件下适宜的流速为2～4m/s，喷射孔径为2～4mm。     

复合床反应技术的模型及优化

对一强放热的气—固相催化反应,在反应前期采用传热强度高的流化床反应器,而反应后期用反应推动力大的固定床反应器,以保证最终转化率。二类不同反应器串联构成复合床反应技术。流化床反应器用半经验模型,固定床反应器用拟均相二维模型,由此描述复合床反应技术的模型。二反应器间最佳匹配的工艺参数采用修正的 powell 优化方法确定。本文以乙炔法合成氯乙烯反应为例,经计算机仿真复合床反应技术,结果表明该技术比单一固定床反应器能提高生产能力,催化剂耗量也可下降,计算结果与中试实验数据相吻合。     

合成气完全甲烷化催化剂的研究现状

以天然气供应多元化和煤炭清洁高效利用为目标,煤制合成天然气受到重视,合成气完全甲烷化是煤经合成气制天然气的关键技术,而甲烷化催化剂是其核心要素。合成气甲烷化催化剂的主流催化剂为镍基催化剂,常用助剂为稀土氧化物、过渡金属和碱土金属,载体为Al2O3、Si O2、Zr O2、Ti O2或复合氧化物,制备方法为干混法、浸渍法、沉淀法及溶胶-凝胶法。国内外主要研究热点是提高甲烷化催化剂在固定床反应器中的高温、高压及高空速条件下的稳定性和机械强度。建议深入研究催化剂的烧结机理及助剂作用机理,探索新的制备方法,开发新型高温甲烷化催化剂;对于强放热的煤制合成天然气工艺,也应加大流化床甲烷化技术及催化剂的开发。     

合成气费托合成制重质烃Ru-Co/SiC催化剂的制备及性能

费托合成是以合成气生产清洁燃料和其他化学品的重要途径。传统费托合成产物遵循A-S-F分布,只有甲烷和重质烃的选择性没有极限值。因此,费托合成研究以最大程度地合成重质烃,提高合成产物中重质烃的选择性为目标。基于此,首先详细探究了Al₂O₃、SiO₂和SiC载体对费托反应性能的影响。结果表明 Co/SiC催化剂具有最高的CO转化率（83.5%）和C₅₊选择性（80.3%）。与浸渍法相比,原位还原法更为有效地引入Ru到Co/SiC催化剂,将C₅₊选择性提高至90.1%。Ru助剂能在保持较高催化活性不变的前提下,有效提高Co/SiC催化剂C₅₊选择性。催化剂表征（XRD、H₂-TPR、XPS、H₂-化学吸附和TEM）结果表明,Ru能与Co发生相互作用,提高了催化剂的可还原性和活性组分的分散性,进而改善了Co/SiC催化剂重质烃的选择性。     

Ru和Cu协同催化湿式氧化处理氨氮废水

采用化学还原法制备了RuCu/TiO_2双金属催化剂,并探究了Ru和Cu的协同作用对催化湿式氧化(CWAO)无害化处理氨氮废水催化性能的影响。研究结果表明,Cu的添加可有效改善Ru/TiO_2催化剂的N_2选择性,而Ru的存在可有效提高Cu/TiO_2催化剂的催化活性。反应条件为0.5 MPa、150℃、[NH_3]0=1000 mg·L~(-1)、pH=12、模拟废水处理量为33 L·(kg cat)~(-1)·h~(-1)时,1Ru2Cu/TiO_2能使废水的氨氮转化率和N_2选择性分别高达87.7%和85.9%。表征结果表明:Ru和Cu的协同在催化氧化氨氮废水过程中起了关键作用,主要体现在:Ru和Cu的强相互作用导致1Ru2Cu/TiO_2催化剂具有良好的抗流失性能,进而使得催化剂具有良好的稳定性;Ru和Cu的电子转移使得1Ru2Cu/TiO_2具有适中的亲氧性能,有效提高了催化剂的催化活性。