一、助催型碳二加氢催化剂的应用研究(论文文献综述)
张萌[1](2021)在《BEA/MOR复合分子筛的制备及其乙炔选择性加氢性能的研究》文中提出乙烯是许多工业反应至关重要的中间体。一般工业中大多会通过高级碳氢化合物的热裂解或催化裂解生产乙烯,但是这个过程会产生少量的乙炔杂质,这种杂质会毒化催化剂,为了防止催化剂中毒,需要使乙炔浓度低于5 ppm。工业上降低乙炔浓度最常见的方法是钯基催化剂乙炔选择性加氢反应,但是贵金属钯价格昂贵,并且在反应过程中会产生乙烯过度加氢和乙烷低聚现象,进而降低乙烯选择性。本论文的目的在于寻求绿色环保、价格低廉的催化剂,在保证乙炔转化率的前提下,提高乙烯的选择性。本文第一部分工作就是以四乙基氢氧化铵和氟化钠为双模板剂、采用水热合成法成功制备得到了BEA/MOR复合分子筛,然后分别以纯相BEA、MOR以及BEA/MOR复合分子筛为载体,将镍的负载量固定为0.5 wt%、1 wt%、2 wt%、3wt%,探究不同载体及不同金属负载量对反应的影响。结果表明,2 wt%Ni/BEA/MOR在250°C时对乙炔的加氢活性最高,此时,乙炔的转化率为100%,乙烯的选择性为69.5%,复合分子筛作载体时催化剂活性优于纯相分子筛做载体。但该反应存在过度加氢和乙炔聚合的现象,且镍催化剂对该反应的稳定性较差。基于此,我们将金属助剂Sn和Ag引入单金属催化剂中,探究金属助剂的添加对该反应的影响。实验结果表明,金属银对提高催化剂的选择性更有利,当镍银比为7,反应温度为250°C时,催化剂催化性能最佳,此时乙炔转化率为100%,乙烯选择性为95.2%。而且该催化剂稳定性相对单金属催化剂而言得到了很大的提高。这是因为银与镍之间发生了电荷转移,从而形成合金,这有利于提高催化剂的催化活性。
赵志建[2](2021)在《负载型碳基催化材料的原位微观观测及强化制备研究》文中研究表明负载型碳基催化材料是国际上催化科学研究的前沿和热点之一,在化工、能源、环境等领域具有重要的应用。其中,催化活性位点在碳基载体表面的分散情况、粒径大小、暴露晶面等对材料的催化性能有着显着影响。因此,负载型碳基催化材料的可控制备和高性能化面临两大关键挑战:一是需要在实验层面实现纳微尺度下物质转化的现象观测与定量分析,揭示负载型碳基催化材料制备过程中分子及其聚集体的混合、传递、反应行为及演变机制,阐明纳微尺度传质和反应的协同作用对材料结构与性能的调控规律,从而更好地指导碳基负载型催化材料的可控制备和工程放大;二是如何在材料制备和工程放大时实现由分子尺度到纳微尺度反应-传质的精确调控,使催化活性位点在碳基载体表面实现均匀分散,以提高催化材料的催化活性、选择性和稳定性,并降低材料制备过程的能耗、物耗水平。基于此,本论文开展负载型碳基催化材料的原位微观观测及强化制备研究,主要工作包括以下几个方面:(1)针对负载型碳基催化材料制备过程中纳米尺度的形貌结构动态演化的原位观测和定量表征,并基于计算流体力学模拟和实验研究,提出了原位环境透射电镜中样品加热丝组件的面焊型加工方法,相比于点焊型加工的加热丝产品,电阻偏差减小90%;以氮掺杂碳点/ZIF-67金属有机框架材料混合物的高温热解制备金属钴负载的碳基催化材料为例,研究了混合物从室温到1000℃加热过程的原位演变行为,实现金属钴在碳基载体表面析出-迁移-聚集等过程演变的定量表征;采用液相原位透射电镜研究石墨烯负载氧化铁的制备过程,观测到金属离子首先吸附于石墨烯表面的官能团,进而捕捉溶液中OH-并完成原位沉淀生长的过程。(2)通过纳米颗粒在液滴表面的均匀包裹,构建基于液体弹珠的微型反应器,并将液体弹珠封装在有机溶液中,获得了“液体中的液体弹珠”,其有机溶液“外衣”有效地避免了内部液体的蒸发,使液体弹珠能够稳定存在数周而不变形或破裂,与空气中传统的液体弹珠或有机溶剂中的裸露的液滴相比,其寿命提高了约1000倍;通过对有机溶剂的精确控温可实现实时高效地调控液体弹珠的温度,为微量流体(微升级)的精确操控及混合、反应的定量分析提供了技术方法;结合计算流体力学理论计算分析与实验研究,发现随着液滴微元尺寸缩小,相界面更新速率显着提升,有利于强化分子混合与传质,为负载型碳基纳米材料的制备过程强化提供了指导。(3)针对负载型碳基催化材料在组分/结构上具有“多组分掺杂型和多级结构”的特点,提出超重力过程强化法制备负载型碳基催化材料,通过超重力强化反应沉淀过程的分子混合传质,有效控制前驱物爆发式均匀成核,实现宏观反应器内强化纳微尺度的分子混合,制备了石墨烯负载氧化铁的催化材料,所负载氧化铁颗粒平均粒径为4.4 nm,且尺寸分布均匀,在光催化降解亚甲基蓝等模型反应中表现出较高的催化活性。(4)采用超重力剥离耦合反应沉淀法制备了磷化镍(Ni2P)纳米颗粒负载的石墨相氮化碳(g-C3N4)催化材料,通过超重力旋转填充床强化混合传质,所得片层g-C3N4具有丰富的褶皱结构,进一步通过超重力强化反应沉淀负载Ni2P颗粒的过程,制备了颗粒分布均匀的Ni2P/g-C3N4催化材料,当Ni2P负载量为5 wt%时,光催化水解制氢的产率为561 μmol·g-1·h-1,表现出优异的光催化性能。
徐偲[3](2021)在《金属-碳基复合材料的构建及非均相催化性能研究》文中研究说明催化在化学工业中扮演重要角色,90%以上化学品的生产均与此过程相关。传统的过渡金属及其化合物因独特的性能而被广泛应用于众多催化反应中,但在实际过程中,金属颗粒常出现团聚、迁移,甚至浸出失活等问题,这使催化性能急剧下降。因而将金属纳米粒子进行负载固定,提高其循环使用能力和抗浸出特性便显得尤为重要。近年来,石墨烯、石墨相氮化碳(g-C3N4)、多孔氮杂碳等碳基材料因独特的结构、大的比表面积、可修饰的表面、以及好的稳定性等优势在催化领域获得了广泛关注,众多研究表明它们可作为优良的催化剂载体或助催化剂。基于上述考虑,本论文以三种常见的碳基材料为研究对象,通过碳基负载或包覆金属颗粒,以及材料微纳结构设计等策略,构建了系列金属-碳基复合材料,并探究其在非均相催化反应中的使用性能,揭示催化剂结构与活性之间的内在联系,主要工作如下:首先使用传统的水热法制备了石墨烯负载的Sn-W双金属氧化物催化剂,并发现其在苯甲醇选择性氧化制苯甲醛中展示出优异的催化活性(第2章)。而该反应体系以水为溶剂、双氧水为氧化剂、无碱性添加剂,符合绿色化学的发展要求。基于0.3Sn-W/RGO催化剂,3小时内可获得94.0%的苯甲醇转化率和94.3%的苯甲醛选择性。实验发现石墨烯可作为Sn-W金属氧化物的优良载体,并极大促进颗粒分散。另外由于Sn的引入,WO3转化为以(001)和(200)为主要暴露晶面的六方晶系,并且石墨烯与WO3之间的作用关系得以增强,这些变化使所制备催化剂的活性与稳定性极大提高,在使用五次后催化活性无明显下降。论文第3章探究了类石墨烯结构的g-C3N4负载的叶状WO3纳米片催化剂(WO3/g-C3N4)在醇类选择性氧化制酮/醛化合物中的应用,并考察了溶剂、反应温度、时间、催化剂和氧化剂用量对催化效果的影响。实验表明所制备的WO3/g-C3N4复合物催化剂展示出比单一 WO3和单一 g-C3N4更佳的催化活性,这得益于二者之间的协同催化效应和强相互作用。XPS结果表明有电子在载体g-C3N4与WO3之间迁移,HRTEM结果表明二者之间形成了 一种特殊界面。另一方面,该催化剂除了对苯甲醇氧化有很高的选择性,也适用于其他芳香醇和脂肪醇的选择性氧化,该催化剂还能通过简单离心从体系分离,具有不错的工业化应用前景。为加深对金属与g-C3N4之间作用关系的理解,论文第4章使用原位热处理法制备了 g-C3N4负载的Cu-Cr双金属催化剂,并探究其在甲苯甲基sp3 C—H键活化制苯甲醛反应中的催化规律。温和反应条件下,基于CuCr2/g-C3N4催化剂,5 h内可获得42.9%的苯甲醛收率。实验结果表明,部分金属氧化物颗粒被g-C3N4层所包覆,形成了独特的类核-壳结构,这阻碍了金属在液固相催化过程中的浸出。此外,Cu与Cr之间存在电子转移,使得复合物催化剂中存在一定量的低价Cu+,这有助于反应活性提高。随后,本章也对甲苯甲基sp3C-H键活化的动力学进行了探究,计算出该负载型催化剂存在时反应的表观活化能。此外,所制备g-C3N4负载型催化剂的循环使用性能和抗浸出特性也被探究。最后,本章也提出了该催化体系可能的反应机理。为进一步揭示金属与掺氮型碳材料之间的作用关系,论文第5章分别采用葡萄糖和三聚氰胺为碳、氮源,结合金属前体,使用高温热解法制备了多孔蜂窝状的Ce-Cr氧化物/氮杂碳纳米结构复合物,并探究其在环己烷催化氧化制环己酮/醇(KA油)中的作用机制。此外,各反应参数和催化剂煅烧温度对催化性能的影响也被探究。结果表明:以乙腈为溶剂,H2O2:环己烷摩尔比为2:1,基于CeCr/NC-500催化剂,60℃下反应5小时可获得56.5%的环己烷转化率和95.5%的KA油选择性。实验发现催化剂的多孔结构使得比表面积和孔容增大,而载体氮杂碳中吡啶型和吡咯型氮物种为金属组分的锚定提供了主要活性位点。机理探究表明在所制备催化剂的活化下,H2O2分子均裂产生的羟基自由基(·OH)在环己烷氧化体系中扮演重要角色,为主要的活性氧物种。此外,所制备的复合物催化剂在催化反应中也表现出卓越的循环稳定性和抗浸出能力,连续使用七次后活性也无明显下降。总得来说,本论文通过碳基负载或包覆金属纳米颗粒,以及材料微纳结构设计等策略构建了系列金属-碳基复合材料催化剂,极大提高了其在非均相催化反应中的使用活性和循环稳定性,同时也为高性能碳基负载型非均相催化剂的设计提供了新方案。
宋庆露[4](2020)在《Co/C@N催化淖毛湖煤热溶物及其模型化合物的加氢转化》文中研究表明本文采用ZIF-67一步热解法制备了对煤模型化合物(MCs)及淖毛湖次烟煤(NMH)可溶有机质催化加氢转化具有优异活性的Co/C@N催化剂。利用物理吸附仪、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X-射线衍射(XRD)、场发射透射电镜-能量分散色谱(TEM-EDS)、扫描电子显微镜-能量色散X荧光光谱(SEM-EDX)、X-射线光电子能谱(XPS)以及二氧化碳程序升温脱附(CO2-TPD)对Co/C@N催化剂进行了系统地表征。结果表明,制备的Co/C@N-T催化剂呈现为不规则的球形,Co含量在26.61-32.23 wt%之间。在ZIF-67热解过程中,N物种成功掺杂到Co/C@N-T催化剂中并均匀的分布在碳基表面,并且有机配体2-甲基咪唑的热解可以将氧化物Co部分还原。以苄基苯基醚(BPE)的催化加氢转化为探针反应,筛选出催化活性最高的催化剂,随后考察了活性最高的催化剂(Co/C@N-700)对苯乙基苯基醚(PPE)、二萘醚(DNE)等多种含有C-O醚键的MCs的催化加氢转化,系统地考察了反应温度、初始氢压以及时间对MCs催化加氢转化率和选择性的影响,并结合理论计算提出了MCs的催化加氢转化反应路径。结果表明,在160 oC、2.0 MPa H2的条件下,BPE反应60 min能够完全转化为甲苯和环己醇,Co/C@N-700催化剂对多种含有C-O键的煤相关MCs加氢转化反应均具有良好的催化活性,其中二聚体MCs的催化加氢转化主要以C-O键的选择性氢解为主,而单体MCs的催化加氢转化主要以苯环氢化为主。NMH首先在甲醇/甲苯混合溶剂中进行热溶解聚得到热溶物和热溶残渣,再利用Co/C@N-700在不同温度条件下对320 oC热溶物(SP320)进行催化加氢得到热溶物催化加氢产物(CHCs)。结果表明,热溶物产率随温度升高而增加,320oC热溶物产率为36.46 wt%。热重、固体13C核磁共振(13C NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析表明,与原煤相比,320 oC热溶残渣(RTD)芳香碳含量上升,羰基碳含量下降,热溶破坏了NMH中较弱的共价键、氢键、含羰基结构和脂肪C-O键,对缩合芳香结构破坏较小。气相色谱/质谱(GC/MS)分析表明,SP320中化合物主要以烷烃、酚类、芳烃、醚类以及酮类为主。SP320经Co/C@N-700催化加氢后烷烃和醇类含量明显增加,而酚类和芳烃含量下降,含氧类化合物(酚类、酯类、醚类、酮类和醇类)总含量下降,这表明Co/C@N-700催化剂有效地促进SP320中芳烃和酚类加氢转化为烷烃和醇类,提高了SP320的品质,有利于其后续利用。这些研究结果为新型催化加氢催化剂的开发及中低阶煤的温和转化和高附加值利用提供了理论基础。该论文有图43幅,表26个,参考文献151篇。
胡少平[5](2020)在《碳纳米管上手性修饰金属催化剂催化苯乙酮的不对称加氢性能研究》文中提出由酮的不对称催化氢化反应制备手性醇的反应,在医药、农药及日用化学品等的合成中具有广泛的用途。人们已经开发出了许多高效的不对称均相催化剂,并用于手性醇类化合物的合成,但是由于均相催化自身存在的不足,如产物不易分离和纯化、催化剂不易循环利用以及昂贵的价格等,使其难以应用于工业大生产。与之相比,不对称多相催化反应可以很好地克服这些问题,在工业应用中具有明显的优势。基于此,本论文以常用的多壁碳纳米管为载体,通过对其结构的改造和修饰,制备了一系列负载型多相铂、钌催化剂,并将其用于苯已酮的不对称氢化反应中。本论文主要工作如下:1、采用不同类型的碳纳米管为载体(外径≥50 nm以及外径为30-50 nm),分别制备出不同负载量的Pt、Ru(5 wt%,8 wt%,10 wt%,12 wt%)负载金属纳米催化剂,并利用其为催化剂,考察了手性修饰剂存在下,这些催化剂对苯乙酮不对称催化氢化反应的催化性能,结果表明其手性诱导性有限。2、通过对载体碳纳米管的处理,制得功能化碳纳米管载体。以(R)-BINAP作为手性配体,通过氧化、硝基化、还原等一系列化学反应,合成出含胺基的(R)-BINAP衍生物手性配体(R)-BINAP-NH2。接着,通过(R)-BINAP-NH2与碳纳米管的简单偶合反应,得到含有手性膦配体的碳纳米管载体;后者再与不同量的Pt前驱体反应得到手性修饰性负载Pt催化剂。以其为催化剂,考察了这些催化剂对苯乙酮不对称催化氢化反应的催化性能。结果发现,以Pt/CNTs-HN-BINAP(10 wt%)催化剂时,苯乙酮的不对称氢化反应中,底物的转化率达到了88.1%,同时产物的ee值达到了65.2%。考察了催化剂的重复使用性能,催化剂具有一定的可重复使用性。3、将以上所得含有手性膦配体的碳纳米管载体与不同量的钌前驱体进行反应,制得含有不同负载量的手性Ru催化剂,并将其应用于通过苯乙酮不对称氢化制备手性?-苯乙醇的反应,结果发现,以Ru/CNTs-HN-BINAP(8 wt%)为催化剂时,在相同的条件下,Ru/CNTs-HN-BINAP(8 wt%)的催化活性较好,在苯乙酮的不对称氢化反应中可获得78.1%的ee值,同时底物的转化率也达到了91.2%。重复实验表明,在催化剂循环使用四次后,活性并无明显降低,对于提高不对称氢化反应中手性配体和贵金属活性中心的使用效率具有重要的意义。
班衡[6](2020)在《多环与杂环芳香二羧酸的制备新方法研究》文中认为对苯二甲酸(TA),2,6-萘二甲酸(2,6-NDA)和2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是聚酯材料的三种芳香二羧酸单体,分别带有单环、多环、杂环结构。TA与乙二醇缩聚后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)主要用作纤维,部分用于瓶片。2,6-NDA和FDCA与乙二醇的缩聚产物聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)则主要用于特种聚酯瓶片,二者的共同性能是气体阻隔性好,适合用作啤酒瓶、碳酸饮料瓶、食品与药品用瓶、气密性聚酯薄膜等。同时,三种芳香二羧酸都采用相似的MC(Mid-Century)液相空气氧化法工艺制备,采用钴-锰-溴均相催化剂,乙酸为溶剂,但反应条件与结果有所不同。在上世纪九十年代美国Amoco公司率先实现2,6-NDA产业化,建成了万吨级工业装置,但其技术未能进一步推广,主要问题是原料2,6-二甲基萘(2,6-DMN)采用邻二甲苯和丁二烯为原料经多步反应制备,成本过高。FDCA由于采用果糖等生物基原料,近年来成为研究热点,产业化的瓶颈仍然是其原料5-羟甲基糠醛(HMF)成本居高不下。因此,寻找更为经济的原料来源,探索合适的制备路线,比较MC氧化条件下不同芳香环结构的二取代基氧化性能与条件,对于2,6-NDA与FDCA的产业化开发,对于深化不同结构的甲基芳烃液相氧化过程的认识,都具有重要价值。本文采用煤焦油中质洗油和价格相对低廉的5-甲基糠醛(MF)为原料,分别制备2,6-NDA与FDCA,目的是寻找一条降低2,6-NDA与FDCA原料成本的技术路线和新的制备方法。针对2,6-NDA,将原料中质洗油依次通过真空精馏、熔融结晶和溶液结晶,分离提纯出纯度为99.7%的2,6-DMN,然后采用MC工艺进行液相催化氧化制备粗2,6-NDA,再进一步加氢精制,得到纯度为99.9%的精2,6-NDA。针对FDCA,首次采用价格相对较低的5-甲基糠醛(MF)代替文献中普遍采用的HMF为原料,进行MC液相空气氧化,得到纯度为99.6%的FDCA。同时,实验考查了各种工艺条件对制备过程的影响,确定出合适的制备方法;测定了 MF液相氧化的本征动力学,测定了原料与产物结晶的溶解度关键数据,为进一步的工业开发奠定了化学工程方面的研究基础。本文的主要工作包含以下方面:1.2,6-NDA制备新方法采用含11.6%2,6-DMN的煤焦油中质洗油馏分为原料,通过真空精馏将2,6-DMN浓度浓缩到30.9%,然后依次采用一次熔融结晶和三次溶液结晶将2,6-DMN的纯度提升至99.7%,单程收率28.4%。随后,以此为原料进行液相空气氧化,以乙酸钴、乙酸锰和溴化氢为催化剂,乙酸为溶剂,在170~210℃,1.7~2.9MPa的条件下,得到粗2,6-NDA。考察了操作方式、反应温度、压力、进料速率和催化剂浓度等条件对产物2,6-NDA的收率、纯度和氧化副反应的影响。最后,采用活性炭负载的钯(Pd/C)催化剂对粗2,6-NDA进一步加氢精制,将纯度从98.5%提升至99.9%。实验确定了洗油分离提纯、2,6-DMN液相氧化、2,6-NDA加氢精制各步骤合适的工艺条件。2.FDCA制备新路线实验考察了 MC工艺下MF液相氧化过程中温度、压力、催化剂浓度与组成、水含量、溶质/溶剂比和助催化剂铈对主、副反应的影响,评价了 MF的取代基活性和环稳定性与产品收率的关系。实验表明:MF氧化副产物主要有马来酸、富马酸、2-糠酸、溴代产物、CO和CO2(COx);在130~170℃范围内,MF的氧化产品收率超过60%和纯度不低于99.3%,其中150℃,钴/锰/溴浓度为2000/200/2400ppm时,FDCA的选择性达到最大值75.1%。溶剂中较低的水含量(0~5wt%)对氧化产物FDCA的收率和纯度影响很小,但是高水含量(7.5wt%~10wt%)能显着抑制主反应,促进副反应,降低产物FDCA的收率。通过量化计算分析了取代基的键能,进一步提出了取代基的氧化路径和氧化机理,证实了官能团活性顺序为:羟甲基>醛基>甲基。通过HMF、MF和2,5-二甲基呋喃的氧化实验证实,取代基越活泼,副反应越少,产物FDCA的收率越高。通过比较2,5-二甲基呋喃、2,6-DMN和对二甲苯的氧化实验发现:呋喃环的稳定性远弱于苯环和萘环,加剧了开环、脱羧和脱羰等副反应,降低了主产物FDCA的收率。这些结论可以为芳烃液相催化氧化制备芳香羧酸的工艺优化提供依据。3.MF氧化动力学基于自由基链式反应机理和氧化产物的组成,提出了 MF液相催化氧化的详细反应路径和分数型动力学模型。实验表明,在乙酸溶剂中,140℃条件下,HMF容易缩聚和酯化,而MF可以稳定地存在。采用分批式实验考察了反应物初始浓度、反应温度和催化剂浓度对MF氧化过程的影响,通过实验数据拟合回归得到动力学模型参数。结果表明,中间产物5-甲基-2-糠酸氧化生成5-甲酰基呋喃-2-甲酸是主氧化串联反应过程的控制步骤;各步反应的活化能在27.9~56.0kJ/mol范围内,其中5-甲基-2-糠酸氧化生成5-甲酰基呋喃-2-羧酸的活化能最大,说明温度变化对甲基的氧化比醛基的氧化影响更显着。采用MF半连续氧化实验检验了动力学模型,结果表明,分批式实验获得的动力学模型基本能够用于模拟半连续实验的结果。4.基础数据测定为了获取原料结晶提纯工艺和氧化过程中产物反应结晶的基础数据,采用平衡法测定了 2,6-DMN在286.7~341.7 K范围内,在异丁醇、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、正庚烷、环已烷和2,2,4-三甲基戊烷六种溶剂中的溶解度,同时也测量了 2,6-DMN在300.8~353.7 K范围内,甲酸水溶液(水含量:0~20 wt%)和乙酸水溶液(水含量:0~20 wt%)中的溶解度,采用λ-h方程和NRTL模型回归了实验数据并得到了模型参数。实验结果表明,2,6-DMN在不同溶剂中的溶解度从大到小顺序是:乙酸正丙酯>乙酸乙酯>环已烷>2,2,4-三甲基戊烷>正庚烷>异丙醇>乙酸>甲酸。采用相同的方法,得到了 FDCA在乙酸水溶液(水含量:0~30wt%)、甲醇水溶液(水含量:0~30wt%)和乙醇水溶液(水含量:0~30wt%)中的溶解度数据,采用NRTL模型回归了溶解度数据并得到了模型二元交互参数。利用Vant’t Hoff方程得到了相关热力学参数,实验结果表明,FDCA在不同溶剂中的溶解度顺序是:甲醇>乙醇>乙酸>水。随着水含量从0增大至30wt%,FDCA在甲醇水溶液和乙醇水溶液中的溶解度不断降低。FDCA在“乙酸+水”混合溶剂中的溶解度大于纯乙酸和纯水中的溶解度,在含70 wt%乙酸的水溶液中的溶解度最大。
崔凯[7](2019)在《木质素高效催化转化制备烷基酚的研究》文中提出木质素是自然界中唯一可再生的芳香有机碳源,有望成为石油和煤等化石资源的替代品。当前,制浆造纸工业和木质纤维素酶解工业副产大量木质素,但仅有1-2 wt.%的木质素被应用于粘合剂、分散剂、乳化剂等化学品,其它木质素一直未得到合理利用。本文聚焦于乙醇体系中酶解木质素和碱木质素的催化转化工艺并对其解聚路径展开细致研究,力求实现木质素更加有效地催化解聚为高附加值烷基酚产品,切实加速木质素催化转化的商用进程。首先,以Mo O3为催化剂,研究了木质素模型化合物愈创木酚在超临界乙醇中选择性脱氧制备烷基酚的反应。通过气相色谱和气相色谱质谱联用仪对产物进行了定性定量分析。愈创木酚转化率和烷基酚选择性分别达99%和86%。Mo O3在低碳醇溶剂中能表现出较好的催化活性,乙醇被确认是最有效的反应溶剂。进一步,我们发现邻苯二酚是愈创木酚转化的中间体,它能被直接烷基化生成乙基酚。乙基酚α碳上的活泼氢被溶剂衍生的甲基或乙基连续取代后可得到一系列高级烷基酚。在X射线衍射、透射/扫描电镜、拉曼等表征手段的协助下,氧化钼表面形成的一种带有Mo5+的Mo OxCyHz相被证实是该反应的活性组分。其次,考察了超临界乙醇中氧化钼催化剂应用于酶解木质素催化解聚体系的活性。可识别的芳香产物主要为乙基酚、异丙基酚和叔丁基酚等多种烷基酚。乙醇对酶解木质素具有一定的溶解度,其溶解性能明显优于去离子水。在300 oC超临界乙醇中反应6 h,可识别的芳香产品收率达239 mg/g木质素,其中烷基酚占52 wt.%。进而,利用等体积浸渍法,Ce、Cu、Mg、P和Ni被作为助剂修饰Mo O3催化剂。X射线光电子能谱和拉曼分析显示Ce在促进活性组分生成和抑制催化剂积碳方面具有显着作用。基于模型化合物实验和木质素转化结果,认为溶解的酶解木质素或非催化乙醇解得到的酶解木质素片段能够克服传质阻力有效地与催化剂表面接触,Mo O3选择性断裂它们结构中相邻的Ar-O键,从而形成邻苯二酚类中间体,其再通过烷基化和异构化生成大量烷基酚。再次,将多种硫酸盐引入到三氧化钼催化体系当中对碱木质素的解聚行为展开研究。借助扫描电镜、红外光谱、核磁共振氢谱及紫外吸收光谱对碱木质素和酶解木质素实施了细致的表征对比,发现碱木质素中木质素含量较低、其具有更大的颗粒尺寸和分子量、结构内的醚键含量较少,且在乙醇中的溶解度极为有限。Fe2(SO4)3被证实是Mo O3解聚碱木质素最好的助催化剂,300 oC乙醇中反应6 h后,碱木质素解聚的可识别芳香产品收率达到127 mg/g木质素,其中烷基酚占73 wt.%。进而考察了反应温度、时间和硫酸铁加入量对解聚效果的影响,并对不同催化体系下的反应残渣和产品组成进行了详细分析。硫酸铁在催化过程中是不稳定的,部分铁盐会溶解于乙醇中,它们被推测可作为液相催化剂初步解聚碱木质素为稍短的木质素片段和少量小分子初级产品,这些产物能简单地在固相三氧化钼表面继续发生加氢脱氧反应。最后,开展了木质素在温和反应条件下的解聚研究。受上述液相催化剂的启发,该部分设计了高浓度氯化锌乙醇溶液中酶解木质素选择性催化解聚为烷基酚的新工艺。Zn Cl2的加入可有效提升酶解木质素在乙醇中的溶解度。于200 oC(较之前工作的反应温度降低100 oC)、无外加氢压的条件下,酶解木质素在40 wt.%Zn Cl2乙醇溶液中转化得到的可识别芳香产品收率达304 mg/g木质素,其中68wt.%为烷基酚,值得注意的是,仅2,6-二叔丁基-4-乙基酚的占比便达38 wt.%。凝胶渗透色谱分析表明木质素重均分子量从4333 g/mol减少为580 g/mol。反应温度是限制木质素解聚过程中脱氧和烷基化的重要因素,反应时间则主要作用于木质素解聚产品的连续烷基化。在20 m L 40 wt.%氯化锌乙醇溶液中,200-500 mg酶解木质素均可实现有效转化。高浓度氯化锌乙醇溶液内可供Zn2+配位的乙醇数较少,Zn2+能与木质素醚键中拥有孤电子对的氧原子配位并使其活化。模型化合物实验表明,本体系中相邻的C-O键及Ar-O-alkyl键更容易被断裂,它们的断裂主要通过形成-OH来实现。
马巧智[8](2018)在《稀土金属催化剂制备及其解聚木质素的研究》文中研究指明木质素是一种由三种苯丙烷单元通过C-O-C键和C-C键随机结合的大分子聚合物,在制备燃料及芳香族化学品方面具有巨大的潜力,但与纤维素相比,木质素转化技术存在着极大的困难。木质素具有结构连接复杂、在热化学转化过程中活性组分易缩聚、降解产物选择性差等特点,这些特点是阻碍木质素降解技术发展的主要原因。木质素催化解聚通过木质素结构单元断键、脱氧、苯环加氢、脱烷基、脱甲氧基等一系列反应,可以在相对温和的条件下实现木质素高效降解。稀土金属具有独特的电子云结构,在催化反应中表现出优秀的电子转移能力,稀土金属在石油裂解领域的应用已有多年,具有一定催化裂解和加氢效果。本论文以稀土金属为中心,设计制备了一系列含加氢金属的双功能催化剂,并系统地研究了这一系列催化剂在木质素催化解聚中的应用。通过化学还原法制备了镍、钴、镧多种金属修饰Ce-MCM-41的催化剂,通过TEM对改性后的催化剂进行表征,并对其催化解聚碱木质素Indulin AT的性能进行了探究。结果表明,Ce、Co、La、Ni金属颗粒均匀负载在MCM-41的孔道上,金属Ce平均粒径约为5nm,金属Co、La、Ni平均粒径为2~3 nm。Ce-MCM-41催化解聚木质素的乙醚萃取产物收率为19%,在Co、La、Ni中优选的Ni/Ce-MCM-41催化剂,在优化的反应条件下可将木质素高效解聚,得到46.1%的液体燃料收率。在4种催化剂作用下,木质素解聚产物的乙醚萃取产物中被确认的主要单体组成相同,均为2-甲氧基酚、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚,Ce-MCM-41为催化剂时,单体产物最多的为4-甲基愈创木酚,而 Co/Ce-MCM-41、La/Ce-MCM-41、Ni/Ce-MCM-41 催化作用下单体产物最多的为2-甲氧基酚。通过在碳纳米管上负载稀土金属得到了 Ce-CNT和La-CNT两种催化剂,在温和条件下解聚商业碱木质素BCL,对得到的液相产物进行燃料特性表征,包括元素分析和热值测定,并对催化剂的催化效果和稳定性进行了测试。结果显示,铈修饰的碳纳米管金属颗粒小且分散均匀,在温和条件下对木质素解聚有显着效果,乙酸乙酯萃取得到的液体燃料收率可达到82%以上,优于La-CNT。解聚后经过萃取得到的液体燃料的含氧量和碳氢比均比原木质素低,同时热值高于原木质素,达26.3MJ/kg,表现出优秀的燃料特性。Ce-CNT在循环使用4次未见明显失活,表现出良好的抗积碳性能与稳定性。在Ce-CNT的基础上通过化学还原法复配加氢金属Ni、Pd、Ru,制备双功能金属催化剂,通过XRD和XPS对负载金属的价态进行了表征,优化了催化剂制备的条件,将催化剂用于生物质原料解聚和工业木质素IndulinAT解聚的研究。结果显示,稀土 Ce以Ce02形式负载在CNT上,加氢金属Ni则以金属单质形式存在。加氢金属负载时,PVP用量与金属质量比为1:1、还原时间为5h时,负载后解聚效果最好。使用Ni/Ce-CNT对生物质原料进行解聚时,在反应温度为300℃、反应时间2小时、反应体系为二氧六环-水-1%HC1时,单酚收率可达到21.4%。对IndulinAT进行解聚时,在反应温度为300℃、反应时间2小时、反应体系为二氧六环-甲醇时,优质液体燃料产率可达到56.0%,单酚收率达到3.4%。复配金属Ni和Ce表现出显着的协同作用,金属Ce主要作用于木质素大分子的催化断键,Ni主要作用于断键后产生的端口自由基的钝化,有效地避免了缩聚反应的进行。Ni/Ce-CNT在两种反应解聚中均表现出了较好的稳定性。多次循环后均未见明显失活。通过氢气还原法制备了一系列金属修饰Ce-ZSM-5并用于有机溶剂木质素及木质素模型化合物的解聚。实验结果表明,双功能催化剂Ru/Ce-ZSM-5具有高效解聚有机溶剂木质素的能力。木质素模型化合物的解聚结果表明,Ce对醚键的断裂没有明显效果,Ru和Pd等加氢金属对于醚键断裂和产物的加氢有很好的效果。这说明在木质素解聚反应中,稀土元素主要作用于C-C键的断裂而非醚键。综上,论文针对不同结构的木质素制备了以稀土金属为中心的系列复合金属催化剂,探讨了不同催化剂体系的作用机理,实现了木质素的高效转化。
吴巧叶[9](2017)在《乙炔选择性加氢催化剂的研究》文中研究说明作为重要的化工原料,乙烯发挥着越来越重要的作用。工业上由石油烃裂解制得的乙烯通常含有微量乙炔,为了避免这些微量乙炔对聚烯烃生产过程中的催化剂产生毒害作用,工业上常采用催化加氢法脱除乙炔。由于Pd催化剂乙炔转化率高、乙烯选择性较好,故工业上常采用Pd催化剂。但是Pd催化剂容易因积碳而失活。本文采用等体积浸渍法,用Al2O3作载体,制备出Cu/Al2O3、Cu-Ni/Al2O3、Cu-Ni-Ag/Al2O3催化剂,用来脱除乙烯原料气中的微量乙炔。实验考察了 Ni的添加、Cu、Ni的浸渍顺序、Ni的配比、Cu的含量、助剂Ag的添加及含量、载体焙烧温度等对催化剂性能的影响,同时从反应压力及空速等加氢工艺条件进行了探索,得出最佳工艺条件。实验结果表明,在Cu/Al2O3催化剂中添加Ni提高了催化剂加氢活性的同时使反应温度窗口从14 ℃提高到了 33 ℃,当反应尾气中乙炔含量达到30 ppm时的乙烯选择性从51.96%提高到了 79.28%;通过考察Cu、Ni的浸渍顺序发现,与共浸渍法和先浸渍Cu相比,采用先浸渍Ni制备的Cu-Ni/Al2O3催化剂的乙炔转化率、MAPD转化率均有所降低,但是乙烯选择性从79.28%提高到了 84.76%,同时温度窗口由33℃提高到了38 ℃;当Ni、Cu质量百分含量为2%、5%时,催化剂具有良好的催化性能; Ag助剂的添加降低了催化剂的活性,但是使乙烯的选择性由84.76%提高到了 90.89%,同时温度窗口也从38 ℃提高到了 44℃,当Ag含量为3%时催化剂性能最佳,此时的乙烯选择性为93.79%,温度窗口为50℃;当载体焙烧温度为450 ℃时,催化剂性能最好,乙烯选择性仍为93.79%,温度窗口仍为50 ℃;通过对加氢工艺条件考察发现,提高压力,乙炔转化率和MAPD转化率增大,乙烯选择性减小,Cu-Ni-Ag/Al2O3催化剂的最佳压力范围为1.0~1.2 MPa;提高空速,乙炔转化率和MAPD转化率减小,乙烯选择性增大,Cu-Ni-Ag/Al2O3催化剂的最佳空速范围为3000 ~7000 h-1。
梁长海[10](2015)在《第三章 氨合成化学》文中进行了进一步梳理3.1前言合成氨是化学工业的支柱产业,产量大、能耗高。世界上合成得到的氨大部分直接或加工后用作氮肥,也可制造硝酸、铵盐和氰化物等无机化合物,各种胺和磺胺等有机化合物也以氨为原料。此外,氨可用作冷冻剂,在其他很多化工生产中,氨也是不可缺少的原料,对国民经济与国防具有重大意义。19世纪,含氮化合物主要来源于天然硝石和煤。20世纪初,随着对氮化合物的需求日益增长,促使人们寻求直接利用空气中的氮制取氮化合物的
二、助催型碳二加氢催化剂的应用研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、助催型碳二加氢催化剂的应用研究(论文提纲范文)
(1)BEA/MOR复合分子筛的制备及其乙炔选择性加氢性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 乙炔选择性加氢催化剂的载体 |
1.2.2 乙炔选择性加氢催化剂的制备方法 |
1.2.3 乙炔选择性加氢催化剂的活性组分 |
1.2.4 乙炔选择性加氢催化剂的助剂 |
1.2.5 工艺条件对乙炔选择性加氢催化剂的性能影响 |
1.3 乙炔选择性加氢的机理 |
1.4 复合分子筛的研究进展 |
1.4.1 复合分子筛材料的介绍 |
1.4.2 复合分子筛的制备方法及其应用 |
1.4.3 分子筛的改性 |
1.5 本论文研究内容及意义 |
第2章 实验方法与表征 |
2.1 实验试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 催化剂活性测试 |
2.4 催化剂表征 |
2.4.1 X射线衍射(XRD) |
2.4.2 比表面积及孔容孔径测定(BET) |
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM) |
2.4.4 透射电子显微镜(TEM) |
2.4.5 H_2程序升温还原(H_2-TPR) |
2.4.6 NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD) |
2.4.7 X射线光电子能谱(XPS) |
2.4.8 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
2.4.9 热重分析(TGA) |
第3章 BEA、MOR、BEA/MOR负载Ni催化乙炔加氢制乙烯 |
3.1 引言 |
3.2 催化剂的制备 |
3.2.1 BEA/MOR共晶分子筛的制备 |
3.2.2 纯相BEA和MOR的制备 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 XRD结果分析 |
3.3.2 SEM结果分析 |
3.3.3 N_2吸附-脱附和ICP结果分析 |
3.3.4 TEM结果分析 |
3.3.5 NH_3-TPD结果分析 |
3.3.6 H_2-TPR结果分析 |
3.3.7 XPS结果分析 |
3.3.8 催化剂活性测试结果分析 |
3.3.9 催化剂稳定性测试结果分析 |
3.3.10 热重结果分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 BEA/MOR负载NiSn和NiAg催化乙炔加氢制乙烯 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂的制备 |
4.2.1 载体的制备 |
4.2.2 等体积浸渍法制备双金属催化剂 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 XRD结果分析 |
4.3.2 SEM结果分析 |
4.3.3 N_2吸附-脱附和ICP结果分析 |
4.3.4 TEM结果分析 |
4.3.5 NH_3-TPD结果分析 |
4.3.6 XPS结果分析 |
4.3.7 催化剂活性测试 |
4.3.8 催化剂稳定性测试结果分析 |
4.3.9 热重结果分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结果与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)负载型碳基催化材料的原位微观观测及强化制备研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 负载型碳催化材料 |
1.1.1. 富勒烯负载材料 |
1.1.2. 碳纳米管负载材料 |
1.1.3. 石墨烯等层状负载材料 |
1.1.4 三维碳基负载材料 |
1.2 超重力技术 |
1.2.1 超重力技术简介 |
1.2.2 超重力强化传质研究进展 |
1.2.3 超重力技术在纳米材料制备中的应用 |
1.3 原位表征技术 |
1.3.1 原位紫外可见光谱 |
1.3.2 原位拉曼光谱 |
1.3.3 原位傅里叶变换红外光谱 |
1.3.4 原位X射线衍射分析 |
1.4 原位透射电镜技术 |
1.4.1 原位透射电镜的研究 |
1.4.2 原位透射电镜技术的应用 |
1.5 本课题的研究目的与内容 |
第二章 负载型碳基催化材料制备过程的原位环境透射电镜研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 材料制备 |
2.2.3 结构表征 |
2.2.4 催化性能评估 |
2.2.5 计算模拟方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 原位环境透射电镜样品加热丝优化设计与制备 |
2.3.2 高温固相法制备金属钴负载碳基催化材料的原位电镜研究 |
2.3.3 液相法制备氧化铁负载石墨烯的的原位电镜研究 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于液体弹珠微型反应器的微量流体反应过程研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 材料制备 |
3.2.3 结构表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 多功能液体弹珠微型反应器的设计构建 |
3.3.2 液体弹珠内微量流体的反应过程研究 |
3.3.3 基于液体弹珠的微量流体传热效应研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 超重力法制备氧化铁负载石墨烯及催化性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料及设备 |
4.2.2 材料制备 |
4.2.3 材料表征 |
4.2.4 催化性能评价 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 氧化铁负载石墨烯材料的制备 |
4.3.2 催化材料结构与组成的表征 |
4.3.3 芬顿反应催化性能研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 超重力法制备磷化镍负载类石墨相氮化碳及光催化性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 材料制备 |
5.2.3 材料表征 |
5.2.4 光催化性能评价 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 磷化镍负载类石墨相氮化碳材料的制备 |
5.3.2 催化材料结构与组成表征 |
5.3.3 光催化水解产氢性能研究 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(3)金属-碳基复合材料的构建及非均相催化性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 常见的碳基材料 |
1.1.1 石墨烯的性能、制备和应用 |
1.1.2 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的性能、制备和应用 |
1.1.3 多孔氮杂碳的性能、制备和应用 |
1.2 金属-碳基复合材料的构建策略 |
1.2.1 碳基材料负载金属颗粒 |
1.2.2 碳基材料包覆金属颗粒 |
1.2.3 复合材料微纳结构设计 |
1.3 非均相催化领域的研究进展 |
1.3.1 非均相催化与催化剂 |
1.3.2 金属-碳基复合材料在催化中的应用 |
1.4 本论文研究目的、意义及主要内容 |
1.4.1 选题目的和意义 |
1.4.2 论文主要研究内容 |
第2章 石墨烯负载锡-钨催化剂的制备及其在苯甲醇绿色氧化中的应用 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂和设备 |
2.2.2 催化剂表征仪器 |
2.2.3 催化剂的制备 |
2.2.4 苯甲醇选择性绿色氧化 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 催化剂表征结果与分析 |
2.3.2 反应条件对苯甲醇氧化的影响 |
2.3.3 催化剂的循环实验 |
2.4 本章小结 |
第3章 g-C_3N_4负载WO_3纳米片催化醇类制备酮/醛化合物 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂和设备 |
3.2.2 催化剂表征仪器 |
3.2.3 催化剂WO_3/g-C_3N_4的制备 |
3.2.4 催化活性评价 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 催化剂表征结果与分析 |
3.3.2 溶剂效应和反应参数优化 |
3.3.3 循环能力探究 |
3.3.4 催化剂普适性研究 |
3.3.5 反应机理探究 |
3.4 本章小结 |
第4章 g-C_3N_4负载铜-铬氧化物的制备及其在甲苯甲基sp~3 C-H键活化中的应用 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂和设备 |
4.2.2 催化剂表征仪器 |
4.2.3 催化剂Cu-Cr/g-C_3N_4的制备 |
4.2.4 催化剂活性评价 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 催化剂表征结果与分析 |
4.3.2 活性测试与反应条件优化 |
4.3.3 反应动力学探究 |
4.3.4 催化剂稳定性探究 |
4.3.5 可能的反应机理 |
4.4 本章小结 |
第5章 多孔蜂窝状铈-铬氧化物/氮杂碳复合物的构建及其对环己烷氧化制KA油的应用 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂和设备 |
5.2.2 催化剂表征仪器 |
5.2.3 催化剂CeCr/NC的制备 |
5.2.4 催化剂活性评价 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 催化剂表征结果与分析 |
5.3.2 环己烷催化氧化活性探究 |
5.3.3 不同催化剂活性比较 |
5.3.4 反应体系机理探究 |
5.3.5 热过滤实验及稳定性探究 |
5.4 本章小结 |
第6章 论文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
攻博期间所取得的研究成果 |
(4)Co/C@N催化淖毛湖煤热溶物及其模型化合物的加氢转化(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
缩写注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 煤结构研究进展 |
1.3 煤热溶研究现状 |
1.4 煤及其模型化合物催化加氢转化催化剂 |
1.5 金属有机骨架衍生催化剂的研究进展 |
1.6 研究意义和内容 |
2 实验部分 |
2.1 煤样 |
2.2 试剂与设备 |
2.3 催化剂的制备 |
2.4 催化剂的表征 |
2.5 实验方法 |
2.6 产物分析方法 |
2.7 理论计算 |
3 催化剂的表征 |
3.1 热重分析 |
3.2 氮气吸附脱附表征 |
3.3 XRD表征 |
3.4 TEM-EDS表征 |
3.5 SEM-EDX表征 |
3.6 XPS表征 |
3.7 CO2-TPD表征 |
3.8 小结 |
4 模型化合物的催化加氢转化及其反应路径 |
4.1 苄基苯基醚的催化加氢转化 |
4.2 苯乙基苯基醚的催化加氢转化 |
4.3 二萘醚的催化加氢转化 |
4.4 其他模型化合物的催化加氢转化 |
4.5 小结 |
5 淖毛湖煤的热溶解聚及其热溶物的催化加氢转化 |
5.1 可溶物收率 |
5.2 淖毛湖煤及其热溶残渣的组成和结构分析 |
5.3 热溶物的催化加氢转化 |
5.4 小结 |
6 结论和创新点 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
参考文献 |
作者简历 |
学术论文数据集 |
(5)碳纳米管上手性修饰金属催化剂催化苯乙酮的不对称加氢性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 催化的发展 |
1.2.1 不对称催化反应 |
1.2.2 手性膦配体 |
1.2.3 手性胺配体 |
1.3 碳纳米管 |
1.3.1 碳纳米管负载金属催化剂 |
1.4 醛、酮的催化氢化反应 |
1.5 研究的背景及意义 |
参考文献 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验试剂和仪器 |
2.2 表征技术 |
2.2.1 傅立叶变换红外光谱(FT-IR) |
2.2.2 透射电子显微镜(TEM) |
2.2.3 比表面积测试(BET) |
2.2.4 核磁共振(NMR) |
2.2.5 X射线粉末衍射(XRD) |
2.3 催化剂性能测试以及产物分析 |
2.3.1 催化剂性能测试 |
2.3.2 苯乙酮的催化氢化实验 |
2.3.3 产物分析 |
参考文献 |
第3章 碳纳米管负载铂、钌纳米粒子催化剂的制备、表征和性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 碳纳米管的预处理 |
3.2.2 Pt/CNTs催化剂的制备 |
3.2.3 Ru/CNTs催化剂的制备 |
3.2.4 催化性能测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 催化剂的表征 |
3.3.2 催化剂的性能测试 |
3.4 结论 |
参考文献 |
第4章 BINAP衍生物与碳纳米管键合物负载铂、钌催化剂的制备和性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 手性配体BINAP衍生物的制备 |
4.2.2 载体碳纳米管(CNTs)的预处理及外围的功能化 |
4.2.3 .手性配体与功能化的碳纳米管键和 |
4.2.4 Pt/CNTs-HN-BINAP催化剂的制备 |
4.2.5 Ru/CNTs-HN-BINAP催化剂的制备 |
4.2.6 催化性能测试 |
4.2.7 催化剂重复使用实验 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 材料表征 |
4.3.2 催化剂的性能测试 |
4.3.3 催化剂重复使用性能测试 |
4.4 结论 |
参考文献 |
第5章 全文总结 |
5.1 主要研究结果 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
(6)多环与杂环芳香二羧酸的制备新方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论与综述 |
1.1 2,6-萘二甲酸与2,5-呋喃二甲酸:高阻隔性聚酯单体 |
1.2 2,6-萘二甲酸研究进展 |
1.2.1 亨克尔法 |
1.2.2 2-烷基-6-酰基萘氧化法 |
1.2.3 2,6-二烷基萘氧化法 |
1.3 2,6-二甲基萘的制备研究 |
1.3.1 2,6-二甲基萘的直接分离法 |
1.3.2 2,6-DMN的化学合成法 |
1.3.3 2,6-二甲基萘的分离与提纯 |
1.4 2,6-二甲基萘的氧化与产品提纯 |
1.4.1 2,6-二甲基萘氧化机理 |
1.4.2 2,6-萘二甲酸的纯化技术 |
1.5 2,5-呋喃二甲酸研究进展 |
1.5.1 己糖衍生物路线 |
1.5.2 糠醛路线 |
1.5.3 5-羟甲基糠醛路线 |
1.5.4 碳水化合物一锅法路线 |
1.5.5 5-甲基糠醛路线 |
1.6 本文思路 |
第2章 以煤焦油为原料制取2,6-二甲基萘 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 真空精馏实验 |
2.1.2 结晶实验 |
2.1.3 分析方法与条件 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 精馏浓缩 |
2.2.2 熔融结晶 |
2.2.3 溶液结晶 |
2.2.4 熔融结晶与溶液结晶优化组合 |
2.2.5 实验数据与文献结果对比 |
2.3 本章小结 |
第3章 高纯度2,6-萘二甲酸的制备 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 实验原料与试剂 |
3.1.2 实验装置 |
3.1.3 实验步骤 |
3.1.4 分析测试方法 |
3.2 2,6-二甲基萘氧化条件影响研究 |
3.2.1 操作方式的影响 |
3.2.2 进料速率的影响 |
3.2.3 温度的影响 |
3.2.4 压力的影响 |
3.2.5 钴浓度的影响 |
3.2.6 副反应路径和机理 |
3.3 粗2,6-萘二甲酸精制 |
3.3.1 加氢反应器搅拌转速的影响 |
3.3.2 温度的影响 |
3.3.3 催化剂用量的影响 |
3.3.4 不同精制方法比较 |
3.4 实验结果与文献报道对比 |
3.5 本章小结 |
第4章 以5-甲基糠醛为原料制备2,5-呋喃二甲酸 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 实验试剂与装置 |
4.1.2 分析测试方法 |
4.1.3 传质影响的排除 |
4.1.4 5-甲基糠醛稳定性 |
4.2 温度与压力的影响 |
4.2.1 温度的影响 |
4.2.2 压力的影响 |
4.3 催化剂的影响 |
4.3.1 催化剂浓度与配比的影响 |
4.3.2 助催化剂铈的影响 |
4.4 水含量与反应物浓度的影响 |
4.4.1 水含量的影响 |
4.4.2 反应物与溶剂质量比的影响 |
4.5 反应物结构的影响 |
4.5.1 取代基的影响 |
4.5.2 环结构的影响 |
4.6 主、副反应机理与路径 |
4.7 本章小结 |
第5章 5-甲基糠醛氧化动力学 |
5.1 5-甲基糠醛氧化机理 |
5.1.1 5-甲基糠醛催化氧化生成5-甲基-2-糠酸 |
5.1.2 5-甲基-2-糠酸氧化生成5-甲酰基呋喃-2-羧酸 |
5.1.3 5-甲酰基呋喃-2-羧酸氧化生成2,5-呋喃二甲酸 |
5.2 氧化反应动力学模型 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 反应物浓度效应 |
5.3.2 温度效应 |
5.3.3 催化剂浓度效应 |
5.3.4 半连续氧化实验 |
5.4 本章小结 |
第6章 2,6-二甲基萘与2,5-呋喃二甲酸结晶热力学 |
6.1 实验部分 |
6.1.1 实验试剂与装置 |
6.1.2 实验方法与步骤 |
6.1.3 分析测试方法 |
6.2 固-液相平衡关联模型 |
6.2.1 λ-h方程 |
6.2.2 NRTL (Non-random Two-liquid)方程 |
6.2.3 参数回归 |
6.3 溶解度实验结果和模型参数 |
6.3.1 2,6-二甲基萘的溶解度 |
6.3.2 2,6-DMN溶解度模型参数 |
6.3.3 2,5-呋喃二甲酸的溶解度 |
6.3.4 FDCA溶解度模型参数 |
6.4 其它热力学参数 |
6.5 实验数据与文献对比 |
6.6 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 2,6-二甲基萘、对二甲苯和5-甲基糠醛氧化对比 |
7.2 本文主要结果 |
7.3 展望 |
附录 A |
附录 B |
参考文献 |
作者简介 |
(7)木质素高效催化转化制备烷基酚的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 木质素概述 |
1.2 木质素结构 |
1.2.1 木质素单体 |
1.2.2 木质素官能团 |
1.2.3 木质素连接键 |
1.3 木质素的分离 |
1.3.1 经典的木质素分离方法 |
1.3.2 新兴的木质素分离方法 |
1.4 木质素应用研究现状 |
1.4.1 木质素的热解 |
1.4.2 木质素的酸水解 |
1.4.3 木质素的碱水解 |
1.4.4 木质素的氧化解聚 |
1.4.5 木质素的还原解聚 |
1.5 本论文研究思路和主要内容 |
1.5.1 研究思路 |
1.5.2 主要内容 |
第2章 超临界乙醇中愈创木酚转化制备烷基酚的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂及药品 |
2.2.2 愈创木酚转化实验 |
2.2.3 产品分析方法 |
2.2.4 催化剂表征方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 使用前的三氧化钼 |
2.3.2 愈创木酚转化产品分析 |
2.3.3 反应条件的影响 |
2.3.4 低级烷基酚生成高级烷基酚的路径 |
2.3.5 愈创木酚转化为低级烷基酚的路径 |
2.3.6 活性物种 |
2.3.7 三氧化钼催化剂的稳定性 |
2.4 本章小结 |
第3章 酶解木质素催化转化制备烷基酚的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂及药品 |
3.2.2 催化剂制备方法 |
3.2.3 酶解木质素转化实验 |
3.2.4 产品分析方法 |
3.2.5 样品表征方法 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 酶解木质素样品 |
3.3.2 酶解木质素的溶解度 |
3.3.3 解聚产品分析 |
3.3.4 反应条件的影响 |
3.3.5 助剂修饰的三氧化钼 |
3.3.6 催化剂表征 |
3.3.7 模型化合物转化 |
3.4 结果讨论 |
3.5 本章小结 |
第4章 碱木质素催化转化制备烷基酚的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂及药品 |
4.2.2 碱木质素转化实验 |
4.2.3 产品分析方法 |
4.2.4 样品表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 木质素原料比较 |
4.3.2 碱木质素转化 |
4.3.3 反应条件的影响 |
4.3.4 反应残渣分析 |
4.3.5 碱木质素转化过程 |
4.3.6 硫酸铁的催化行为 |
4.4 本章小结 |
第5章 温和条件下木质素解聚制备烷基酚的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂及药品 |
5.2.2 溶解性测试 |
5.2.3 木质素转化实验 |
5.2.4 样品分析方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 木质素的溶解性 |
5.3.2 木质素的转化 |
5.3.3 反应温度的影响 |
5.3.4 反应时间的影响 |
5.3.5 木质素进料量的影响 |
5.3.6 氯化锌浓度的影响 |
5.3.7 模型化合物的转化 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(8)稀土金属催化剂制备及其解聚木质素的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 生物质能源利用的意义及现状 |
1.2 木质素概述 |
1.2.1 木质素的结构 |
1.2.2 木质素利用的意义及现状 |
1.3 木质素降解技术 |
1.3.1 微生物降解 |
1.3.2 快速热解 |
1.3.3 超临界液化 |
1.3.4 催化解聚 |
1.4 木质素催化解聚研究进展 |
1.4.1 碱催化解聚 |
1.4.2 酸催化解聚 |
1.4.3 催化还原 |
1.4.4 催化氧化 |
1.5 稀土金属在催化反应中的应用 |
1.6 课题的研究目的及主要内容 |
参考文献 |
第二章 加氢金属修饰的Ce-MCM-41催化解聚木质素的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料与设备 |
2.2.2 催化剂制备 |
2.2.3 木质素催化解聚实验 |
2.2.4 解聚产物分析 |
2.3 催化剂表征 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 Ce-MCM-41催化解聚木质素 |
2.4.2 Co/Ce-MCM-41催化解聚木质素 |
2.4.3 La/Ce-MCM-41催化解聚木质素 |
2.4.4 Ni/Ce-MCM-41催化解聚木质素 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 CNT负载稀土金属催化解聚木质素的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料与设备 |
3.2.2 催化剂制备 |
3.2.3 木质素催化解聚实验 |
3.2.4 解聚产物分析 |
3.3 催化剂表征 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 反应温度对催化解聚的影响 |
3.4.2 Ce、La催化解聚效果对比 |
3.4.3 解聚产物燃料特性表征 |
3.4.4 反应时间对催化解聚的影响 |
3.4.5 催化剂循环测试 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第四章 加氢金属修饰的Ce-CNT解聚木质素的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料与设备 |
4.2.2 催化剂制备 |
4.2.3 秸秆各组分测定方法 |
4.2.4 原料木质素催化反应体系的筛选 |
4.2.5 木质素解聚实验 |
4.2.6 解聚产物分析 |
4.3 催化剂表征 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 原料木质素催化反应体系的筛选 |
4.4.2 还原法负载加氢金属条件优化 |
4.4.3 加氢金属修饰Ce-CNT催化解聚原料木质素 |
4.4.4 加氢金属修饰催化解聚工业木质素 |
4.4.5 解聚产物组分分析 |
4.4.6 催化剂循环性测试 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 加氢金属修饰Ce-ZSM-5催化解聚木质素 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料与设备 |
5.2.2 催化剂制备 |
5.2.3 木质素催化解聚实验 |
5.2.4 模型化合物催化解聚实验 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 加氢金属修饰Ce-ZSM-5催化解聚木质素 |
5.3.2 加氢金属修饰Ce-ZSM-5催化解聚模型化合物 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 研究展望 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
致谢 |
(9)乙炔选择性加氢催化剂的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 综述 |
1.1 前言 |
1.2 乙炔脱除方法简介 |
1.3 乙炔加氢机理 |
1.4 乙炔选择性加氢催化剂研究进展 |
1.4.1 催化剂制备方法的研究 |
1.4.2 催化剂载体的研究 |
1.4.3 催化剂活性组分的研究 |
1.4.4 助催化剂的研究 |
1.4.5 配体的研究 |
1.5 工艺条件对乙炔选择性加氢催化剂性能影响的研究 |
1.5.1 反应温度对催化剂性能的影响 |
1.5.2 反应压力对催化剂性能的影响 |
1.5.3 反应空速对催化剂性能的影响 |
1.5.4 氢炔比对催化剂性能的影响 |
1.6 论文立题依据 |
1.7 论文研究内容 |
第二章 实验仪器、药品以及分析方法 |
2.1 实验仪器、试剂和气体 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 化学试剂 |
2.1.3 实验用气 |
2.2 催化剂的制备 |
2.2.1 催化剂载体的焙烧 |
2.2.2 Cu/Al_2O_3催化剂的制备 |
2.2.3 Cu-Ni/Al_2O_3催化剂的制备 |
2.2.4 Cu-Ni-Ag/Al_2O_3催化剂的制备 |
2.3 催化剂的评价 |
2.3.1 气体流量计的校正 |
2.3.2 反应器恒温区的确定 |
2.3.3 催化剂评价装置及操作步骤 |
2.3.4 色谱分析条件及方法 |
2.3.5 催化剂评价分析方法 |
2.4 催化剂的表征 |
2.4.1 H_2程序升温还原(H_2-TPR) |
2.4.2 化学吸附法 |
2.4.3 N_2物理吸附法(BET) |
2.4.4 XRD射线衍射分析(XRD) |
第三章 实验结果与讨论 |
3.1 Ni的添加对催化剂性能的影响 |
3.1.1 Ni的添加对催化剂性能的影响 |
3.1.2 Cu、Ni的浸渍顺序对催化剂性能的影响 |
3.1.3 Ni百分含量对催化剂性能的影响 |
3.2 Cu百分含量对催化剂性能的影响 |
3.3 Ag的添加对催化性能的影响 |
3.3.1 添加Ag对催化性能的影响 |
3.3.2 Ag的百分含量对催化剂性能的影响 |
3.4 载体焙烧温度对催化剂性能的影响 |
3.5 反应条件对催化剂性能的影响 |
3.5.1 反应压力对催化剂性能的影响 |
3.5.2 反应空速对催化剂性能的影响 |
第四章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(10)第三章 氨合成化学(论文提纲范文)
3. 1 前言 |
3. 2 工业合成氨过程 |
3. 2. 1 原料气制取[2 - 3] |
3.2.2原料气净化[2-3] |
3. 2. 3 氨合成及其热力学[4 - 7] |
3. 3 氨合成催化剂[5 -8] |
3. 3. 1 催化剂化学组成 |
3.3.2熔铁催化剂的制备过程与化学反应 |
3. 3. 3 氨合成催化剂的还原[4 - 6] |
3. 3. 4 熔铁催化剂的结构 |
3. 3. 4. 1 氧化态熔铁催化剂的结构 |
3. 3. 4. 2 还原态熔铁催化剂的结构 |
3. 4 氨合成催化反应机理 |
3. 4. 1 H2和N2的活化 |
3. 4. 1. 1 H2的吸附与活化[24] |
3. 4. 1. 2 N2的吸附与活化[25 - 29] |
3. 4. 2 氮化物的形成[7,25 - 26] |
3. 4. 3 基元步骤 |
3. 4. 4 氨合成反应机理[25,34 - 36] |
3. 4. 5 氨分解反应机理[25,37 - 39] |
3. 4. 6 结构敏感与结构非敏感反应[34] |
3. 5 氨合成总包反应动力学 |
3. 5. 1 Temkin方程式[34 - 35,41] |
3. 5. 2 Temkin - Pyzhev氨合成反应速率方程[41] |
3. 5. 3 氨合成反应宏观动力学[2,5,34] |
( 1) 本征动力学控制区 |
( 2) 内扩散控制区 |
( 3) 外扩散控制区 |
3. 5. 4 氨合成反应器[2,5] |
3. 6 新型氨合成催化剂和技术 |
3.6.1新型氨合成催化剂 |
3.6.1.1 Fe1-xO基催化剂 |
3. 6. 1. 2 钌基催化剂 |
3. 6. 2 新型氨合成技术 |
3. 6. 2. 1 电催化氨合成 |
3. 6. 2. 2 光催化氨合成 |
3. 6. 2. 3 化学模拟固氮酶仿生氨合成 |
四、助催型碳二加氢催化剂的应用研究(论文参考文献)
- [1]BEA/MOR复合分子筛的制备及其乙炔选择性加氢性能的研究[D]. 张萌. 南昌大学, 2021
- [2]负载型碳基催化材料的原位微观观测及强化制备研究[D]. 赵志建. 北京化工大学, 2021
- [3]金属-碳基复合材料的构建及非均相催化性能研究[D]. 徐偲. 浙江大学, 2021(01)
- [4]Co/C@N催化淖毛湖煤热溶物及其模型化合物的加氢转化[D]. 宋庆露. 中国矿业大学, 2020
- [5]碳纳米管上手性修饰金属催化剂催化苯乙酮的不对称加氢性能研究[D]. 胡少平. 西北师范大学, 2020(01)
- [6]多环与杂环芳香二羧酸的制备新方法研究[D]. 班衡. 浙江大学, 2020(03)
- [7]木质素高效催化转化制备烷基酚的研究[D]. 崔凯. 天津大学, 2019(01)
- [8]稀土金属催化剂制备及其解聚木质素的研究[D]. 马巧智. 中国科学技术大学, 2018(11)
- [9]乙炔选择性加氢催化剂的研究[D]. 吴巧叶. 北京化工大学, 2017(03)
- [10]第三章 氨合成化学[J]. 梁长海. 工业催化, 2015(12)