生物基原料催化脱氧和裂解制备燃料的研究进展

总结了由生物基原料经催化脱氧和催化裂解反应制备燃料的研究现状和发展趋势,重点评述了催化脱羧和脱羰反应、催化裂解反应中催化剂技术的研究进展.讨论了生物基原料催化脱氧和催化裂解制备燃料技术的研究和开发中尚存在的问题,并认为寻找高效的催化剂、实现连续化低成本生产是未来的发展方向.     

低温等离子体协同生物质热解-催化制备烃类燃料

以HZSM-5分子筛为催化剂,进行低温等离子体(NTP)协同生物质真空热解-HZSM-5催化制备精制生物油的试验,采用响应面法对NTP协同生物质热解-催化制备精制生物油的工艺参数进行了分析和优化,考察了生物质质量与催化剂高度(质高比)、反应温度和体系压力对精制生物油收率的影响,三者对精制生物油的收率具有显著影响,且交互作用显著.对最优工艺条件下制备的精制生物油元素组成、高位热值(High heating value,HHV)、官能团构成和分子组分进行分析,以期为生物质能源高效转化利用提供试验基础据和理论依据.     

高压DSC对烃类燃料安定性的研究

热氧化和热裂解过程中沉积物的生成是影响燃料安定性的重要因素。燃料发生氧化反应的温度越高,其抗氧化性能越好;温度是影响裂解沉积量的主要因素,随着温度的升高沉积量迅速增加。本文利用高压DSC对各种燃料烃(正构烷烃、环烷烃、烷基芳烃和双环烃)的安定性进行了研究。结果表明,在氧化反应中,环己烷的抗氧化性能最好,抗氧化性能最差的是四氢萘和正丁苯;在裂解反应中,四氢萘发生裂解反应的温度最高,其次是环烷烃J、P-10、正构烷烃、十氢萘,裂解温度最低的为正丁苯。     

生物燃料加氢脱氧催化剂研究进展

综述了近几年国内外生物燃料加氢脱氧催化剂方面的研究现状及进展。贵金属催化剂较传统催化剂具有更强的反应活性,但价格昂贵,贵金属回收也增大了加氢脱氧工艺的成本;过渡金属负载型催化剂虽价格便宜,但易失活;硫化物催化剂虽然具有较高的活性,但制备过程需要预硫化,制备过程复杂;碳、氮化物催化剂价格便宜,且具有与贵金属相似的电子结构和催化活性,被称为"准铂催化剂";磷化物催化剂作为最具潜力的加氢脱氧催化剂具有较高研究价值。     

巡航导弹用高密度烃类燃料

介绍了巡航导弹用高密度烃类燃料,包括多环高密度烃类燃料、高张力烃类燃料及添加高能物质进行燃料改性几方面内容,对目前使用燃料的品种、组成、性能及改性情况进行了说明,并涉及到高密度烃类燃料的 研究、复配改性的重点和方向,提出了进一步发展的建议。     

木质素及其模化物催化加氢脱氧研究进展

木质纤维素类生物质是重要的可再生原料,可通过多种转化途径转化为燃料或精细化工品。木质素作为木质纤维素物质的重要成分之一,因其结构复杂,其利用一直没有得到很大突破。笔者以木质素及其模化物催化加氢脱氧制取化工品为着眼点,按催化剂种类综述了国内外木质素及其模化物催化加氢脱氧研究进展情况,并对其进行了分析评价,指出了木质素催化加氢脱氧的研究重点。     

由直链不饱和脂肪酸异构制备支链脂肪酸的研究进展

介绍了直链不饱和脂肪酸制备支链脂肪酸的研究现状,综述了脂肪酸异构机理,异构催化剂如白土催化剂、沸石催化剂,催化剂的筛选原则,着重讨论了各种常用沸石对于脂肪酸异构反应不同的影响以及现有的合成工艺。分析了脂肪酸的分离技术,包括精馏分离法、溶剂结晶法、尿素包结法、超临界流体萃取法的优缺点,指出沸石催化生产支链饱和脂肪酸的关键问题是需要解决混合脂肪酸作为原料反应的选择性问题,其相关的基础性工作,如更明确的反应机理和催化剂结构参数对反应的影响,仍是将来的研究方向。     

生物质双级催化热解制备燃料化学品的研究进展

生物质热解所得目标产物生物油因高含氧量、组分复杂等问题难以直接应用,通过使用适宜的催化剂升级热解蒸气可实现生物油的脱氧提质。本文基于前人研究,首先总结了生物质催化热解中金属氧化物和分子筛催化剂的结构特点、催化原理与催化效果。然后详细介绍了微介孔复合型、金属氧化物/ZSM-5复合型双级催化体系的构建原理、催化模式及其对于生物质催化热解产物分布规律产生的影响,并说明了双级催化体系的可行性与实用性;同时概述了影响生物质催化热解的其他因素,包括原料特性、工艺参数、操作模式等。最后针对目前双级催化热解研究与发展中存在的问题,对进行双级催化模式的比较研究、改进催化体系以降低生产成本、发掘双级催化剂的多种使用价值等方向提出了展望。     

油脂催化裂解制备可再生烃类燃料研究进展

非食用油脂作为一种生产可再生烃类燃料的原料,受到了全世界的关注。相对于常规的裂解非食用油脂生产烃类燃料的方法中存在的脱羧选择性较差、产物中饱和烃类少、含氧有机物多等问题,微波辅助裂解具有选择性、脱羧过程中微波具有促进作用、烃类得率高等优点。本文简述了目前常用的油脂催化裂解的方法,着重介绍了不同催化剂的催化裂解、微波辅助裂解制备液体燃料。通过比较,得出了微波催化裂解在燃料性能及处理成本上的优势,为制备低成本、高效能的可再生烃类燃料提供了新方法,具有广阔的应用前景。     

吸热燃料催化裂解研究进展

高超声速飞行是航空航天领域的最新前沿技术,是国家科技发展水平的重要标志。吸热燃料是实现高马赫（>5）超声速飞行器实际应用的核心技术之一,因而具有特殊的意义。本文介绍了吸热燃料的研究历程,重点从吸热燃料及其热沉、吸热燃料催化剂、催化剂的结焦以及催化裂解机理等方面对吸热燃料催化裂解进行介绍和评述。分子筛催化剂是吸热燃料催化裂解最具应用前景的一类催化剂,但同时也面临了吸热燃料原料的选择、分子筛骨架结构的改进和表面性质调变、催化剂结焦等基础研究以及催化剂负载、催化剂真实工况模拟等一系列工程应用研究双重挑战。吸热燃料催化裂解机理和动力学研究目前还很薄弱,未能真正深入到分子尺度把催化剂的微观作用与物质形态的变化有机结合,针对这方面的研究还应该大力加强,以更好地为催化剂的设计提供指导意义。     

不饱和脂肪酸及其衍生物环氧化研究进展

综述了环氧化不饱和脂肪酸及其衍生物的制备工艺和实验方法,包括过氧酸环氧化法、卤代醇环氧化法、过氧化氢或有机过氧化氢环氧化法、分子氧环氧化法。其中使用过氧酸的方法是工业上使用最为广泛的,可以采用酸或者酶作催化剂;而以过氧化氢为氧化剂的固体催化工艺是目前最有工业化前途的技术。并指出了开发新型、高效、绿色且廉价的催化体系仍是今后的研究方向。     

二氧化硫氧化制硫酸用钒催化剂的研究进展

钒催化剂是采用接触法生产硫酸工艺过程中至关重要的材料之一,随着硫酸工业技术的快速发展,我国每年对钒催化剂的需求量日益增加。经过七十多年的发展,国产钒催化剂已经取得了丰硕的成果。但在抗粉化性能、使用寿命和催化活性方面与国外催化剂相比还有一定的差距。本文通过查阅国内外钒催化剂相关的文献资料,结合国产钒催化剂的现状,从催化剂的作用机理、催化剂的失活机理、影响催化剂性能的因素三个方面做简要综述。     

鱼油不饱和脂肪酸的自由基氧化规律

从东海小杂鱼鱼油中鉴定出43种脂肪酸,主要16种脂肪酸占总脂肪酸95．01％。测定了鱼油加入自由基后在不同的时间及不同光照条件下的脂肪酸的氧化规律,并进行分析发现无论在光照还是避光条件下所有不饱和脂肪酸都随着时间的推移,含量都有下降的趋势,说明不断的被氧化,特别是EPA、DHA被氧化的更快。在光照条件下鱼油中的脂肪酸氧化比在避光条件下要快。在实验过程中,通过在鱼油加入自由基后再加入不同的抗氧化剂,利用TBA值的测定,筛选出对鱼油中的脂肪酸氧化有较好的抗氧化性的各种抗氧化剂的有效浓度。同时可以发现4-己雷琐辛的抗氧化性最强,由于此实验中用的TBHQ是食品级的,因此BHA的抗氧化性比TBHQ强。并且对鱼油在添加抗氧化剂前后脂肪酸的自由基氧化规律进行比较。     

含NH_3废气选择性催化氧化法研究进展

氨选择性催化氧化法(NH3-SCO)在含NH3废气污染控制技术研究方面具有良好的应用前景。介绍了现有的两种NH3-SCO反应机理,综合评述了NH3-SCO技术的主要影响因素载体、活性组分和助剂的研究近况,并对NH3-SCO技术研究领域的未来研究方向进行了展望。     

Catalytic Hydrocarbon Oxidation by Palladium-bis-NHC-Complexes

We report density functional theory studies on the CH-activation and functionalization of methane and propane by palladium (II) complexes with chelating bis(NHC) ligands. The combined experimental and computational results indicate that a palladium tetrahalogenido complex is the resting state of the reaction, while the CH-activation constitutes the rate-determining step of the catalytic cycle.

     

Catalytic Hydrocarbon Oxidation by Palladium-bis-NHC-Complexes

We report density functional theory studies on the CH-activation and functionalization of methane and propane by palladium (II) complexes with chelating bis(NHC) ligands. The combined experimental and computational results indicate that a palladium tetrahalogenido complex is the resting state of the reaction, while the CH-activation constitutes the rate-determining step of the catalytic cycle.     

Unsaturated Fatty Acids as Synergists for Antioxidants

Both the double bond and the carboxyl group are found necessary for the marked synergism exhibited by oleic acid for phenolic antioxidants in vegetable fats. Compounds in which either function is blocked are ineffective as synergists. After considering various possibilities for the mechanism of the reaction, it is proposed that oleic acid hydroperoxides supply hydrogen atoms to the oxidised antioxidant, thus regenerating it.     

Transition-metal Catalyzed Oxidative Cleavage of Unsaturated Fatty Acids

The oxidative cleavage of the C? C-bond converts unsaturated fatty acids to carboxylic and dicarboxylic acids. The only method currently used in oleochemistry is ozonolysis. The high energy consumption of ozonolysis makes a transition-metal catalyzed alternative with a cheaper secondary oxidant attractive. Here we report new methods for ruthenium-, rhenium- and tungsten-catalyzed oxidations with peracetic acid and hydrogen peroxide. Whereas the direct oxidative cleavage of internal C? C-bonds still lacks selectivity, two-step reactions are feasible. The first possibility is to convert natural, internal unsaturated fatty acids to ω-unsaturated ones. These ω-unsaturated fatty acids can be cleaved by Ru/acac)₃/CH₃COOOH or Re₂O₇/H₂O₂ with yields up to 80 %. In the second two-step procedure the fatty acid first is hydroxylated and the diol is cleaved: the overall yield for this method is 80 %, too.     

柴油催化氧化深度脱硫研究

以二苯并噻吩(DBT)代表柴油中的有机硫化合物,将其溶解于正辛烷配成反应原料,以30%过氧化氢溶液为氧化剂,考察了饱和吸附DBT活性炭在甲酸存在下的催化性能,并且研究了活性炭加量、甲酸浓度、过氧化氢初始浓度、DBT初始浓度及反应温度对DBT氧化的影响.实验结果表明: H2O2-HCOOH-活性炭三元体系产生的羟基自由基和过氧甲酸能将模型有机硫化合物氧化,二苯并噻吩的氧化脱硫率可达到100%;活性炭-甲酸的催化氧化性能明显优于单纯使用甲酸.甲酸浓度、活性炭加量、过氧化氢初始浓度及反应温度对二苯并噻吩的氧化脱除均有影响.随着DBT初始浓度的增加,氧化深度脱硫难度增加.     

吸热型碳氢燃料的裂解及结焦研究进展

首先比较了燃料热裂解和催化裂解的优缺点,由于二者均具有一定局限性,使引发热裂解成为燃料目前最具优势的裂解方式,重点介绍了引发热裂解的研究进展。燃料裂解形成的碳沉积主要有丝状和无定形状2种形态,分别对它们的形成机理、影响因素及抑制措施进行了介绍。