【摘 要】
:
生物柴油产业的不断发展导致副产物甘油的产量过剩。甘油选择性氧化不仅可以将廉价的甘油转化为甘油酸等高附加值的产物,同时可以提高生物柴油产业的经济效益。目前大多数研究仍通过在反应溶液中加入液体碱来提高甘油氧化的反应效率,但是液体碱的存在会使反应体系中部分酸性产物转化为盐,加大了后期产物分析与分离的难度。为此,本文通过构建固体碱催化剂代替液体碱以实现甘油的高效、绿色转化。本文首先采用原位合成的方法即在水
论文部分内容阅读
生物柴油产业的不断发展导致副产物甘油的产量过剩。甘油选择性氧化不仅可以将廉价的甘油转化为甘油酸等高附加值的产物,同时可以提高生物柴油产业的经济效益。目前大多数研究仍通过在反应溶液中加入液体碱来提高甘油氧化的反应效率,但是液体碱的存在会使反应体系中部分酸性产物转化为盐,加大了后期产物分析与分离的难度。为此,本文通过构建固体碱催化剂代替液体碱以实现甘油的高效、绿色转化。本文首先采用原位合成的方法即在水热合成制备SBA-15分子筛过程中加入Mg2+、Ca2+、Ba2+作为碱源制备三种不同的固体碱分子筛,随后将Pt纳米颗粒通过硼氢化钠还原法负载,在50 m L的微型高压反应釜中对催化剂进行甘油催化氧化性能评价,研究发现以Ba2+和Ca2+作为碱源制备的固体碱催化剂因金属粒径和载体孔道因素导致反应效果不佳,以Mg2+作为碱源制备的固体碱催化剂催化性能最好。随后通过改变镁硅比对Pt/MgO/SBA-15固体碱催化剂优化,当Mg/Si=0.1时(优化后的反应条件为60℃、1 MPa O2、0.2 g催化剂、反应8 h)催化性能最好,甘油的转化率可达到60.2%,甘油酸的选择性可达到65.5%,此时TOF值高达1671 h-1,远远高于文献中其它无液体碱体系下的TOF值。进一步表征发现通过改变镁硅比可以实现对单金属Pt催化剂碱性位点和金属位点的调控,并且所负载的Pt金属在介孔孔道的“限域作用”下在孔壁处形成了独特的“长条状”颗粒,介孔的“限域作用”增强了甘油分子、Pt纳米颗粒和MgO的相互作用,从而提高了催化剂在甘油氧化反应中的催化活性。通过分子模拟软件中密度泛函理论计算,发现MgO上的氧缺陷位脱氢的反应能垒远低于由Pt解离水产生OH-来脱除甘油羟基上的氢的能垒,从反应机理的角度分析了固体碱催化剂活性较高的原因。本文还研究了采用溶胶凝胶法制备的AuPt双金属催化剂的甘油催化氧化反应性能,Au的引入有助于Pt的分散,使得双金属催化剂具有较好的催化效果。随后通过对双金属催化剂中的Mg/Si和Au/Pt的调控,确定当Au/Pt=1:2、Mg/Si=0.05时,双金属催化剂的催化效果最好,可达到77.5%的甘油转化率和69.7%的甘油酸选择性。稳定性考评实验结果表明双金属催化剂的稳定性优于单金属Pt催化剂。
其他文献
近年来,沥青路面再生研究成为各方的研究重点,再生沥青路面(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)是具有现实意义的。其中,厂拌热再生是应用较广的一种方法。但现有的厂拌热再生的加工方法并不能保证老化沥青的黏性恢复。因此本文通过自制不同黏度等级的再生剂,对老化沥青进行再生。通过对再生沥青的性能分析,表征老化沥青黏性恢复程度,从而优选再生剂。通过对温热再生沥青胶砂力学性能进行分析,
催化裂化(FCC)油浆富含短侧链芳烃,脱固和脱沥青质后的精制油浆是生产针状焦的潜在优质原料。精制油浆进一步预处理是其高价值利用的重要前提,采用溶剂辅助炭化预处理,在一定条件下可以改变油浆体系内分子簇的缔合状态,在热转化实验中影响炭化结果。本文重点研究溶剂辅助预处理对FCC油浆炭化成焦过程的影响,对指导FCC油浆制备针状焦具有重要现实意义。本文选取辽河催化裂化油浆为试样,采用蒸馏法脱除固含物,蒸馏切
随着人们对环保的日益重视,相关法规对机动车染料指标中硫化物的限制日益苛刻,渗透汽化膜脱硫技术由于操作条件温和、运行成本低、辛烷值损失小等优势受到了越来越多的关注,但由于缺少分离性能好、寿命长的膜材料及合适的膜组件,该技术的工业化受到了限制。本论文针对名为低硫汽油、高硫汽油的两种催化裂化汽油原料,选择聚氨酯为膜材料,进行制膜、改性工艺的优化,对其耐溶胀性能、寿命及稳定性等进行评价,对碟管式膜组件引入
随着我国市场对以丙烯和乙烯为主的低碳烯烃需求量不断增加,以及原油资源的日益重质化、劣质化,重油催化裂解多产低碳烯烃技术成为研究的热点。但该技术在加工硫及重金属含量较高的劣质重油时,易出现催化剂失活和重油转化率过低的情况。同时,因为重油粘度大、难以雾化的特点,反应主要以液相反应的形式发生,这会影响反应速率,且易造成催化剂结焦严重,导致低碳烯烃收率较低。为了更好解决这些问题,本论文采用分级气相催化裂解
近年来,随着全球炼油需求的快速增长和原油质量的逐渐下降,混输混炼情况日益普遍。本论文主要探讨了A、B、C、D和E五种稳定性差异较大渣油采用不同比例混合时的相容性,并利用Hamaker常数计算得到混合渣油各组分介电常数。选用五种渣油原料以及五个混油样品b3、d3、e3、A2和A5在相同条件下进行加氢反应,探讨渣油类型对加氢反应的影响。实验中通过斑点实验法测定混合样品相容性,所选用渣油及其混合样品均未
太阳能作为一种清洁可再生的能源,在光催化领域已有广泛的应用。在太阳能光化学转化方面,能量传递和电子转移起着基础性的重要作用。但是,大多数光敏剂的电子转移和能量传递效率较低,限制了其在光催化领域的发展。因此,构建高效的光敏剂调控光催化过程中的电子转移和能量传递过程,是高效利用太阳能的关键。本论文通过构建供吸电子(D-A)结构,制备了基于共价有机框架(COFs)和石墨相氮化碳(g-C3N4)的高效光敏
工业生产电池电解液添加剂的过程中,会产生含有正己烷和二氯乙烷的工业废液,工业废液的循环回收利用对环境保护具有重要意义。废液中正己烷和二氯乙烷在常温常压下会形成最低均相共沸物,本文针对此二元共沸体系,进行汽液相平衡研究以及萃取精馏模拟研究。通过溶剂初筛选择出了三种萃取剂:乙酸叔丁酯、乙酸仲丁酯和乙酸正丙酯。对七组二元体系:正己烷(1)+二氯乙烷(2)体系、正己烷(1)+乙酸叔丁酯(2)体系、正己烷(
国VI清洁柴油生产技术关键在于同步降低多环芳烃和硫含量并维持催化剂的长周期稳定运转,现有不少柴油的生产采用催化剂组合技术。开发符合要求的催化剂及其复配技术和工艺离不开对加氢脱硫动力学和不同反应区域油品加氢反应转化规律的深入认识,从而使催化剂整体的活性和稳定性达到最佳。本论文以催化裂化柴油为原料,研究了反应物沿轴向的反应规律,以及传统Ni Co催化剂剂和CoMo催化剂的加氢反应特性,提出了催化剂级配
核壳催化剂是一种整合了内外两种材料,并且两种材料优势互补的多功能性催化材料。壳层材料可以提高催化剂的选择性,同时能有效地阻止毒物分子与内核活性组分的接触,并且防止活性组分的浸出,提高催化剂的催化活性和稳定性。因此壳层材料的性质对核壳催化剂的性能至关重要。具有沸石拓扑结构,其孔径可调、官能团可控,由金属簇和有机配体通过配位反应自组装而成的金属有机骨架材料;在微观尺度有序的排列,具有分子级别的孔道和均
近年来,人类对化石能源的需求逐渐增加,随之而来的环境问题也极大地制约着社会的可持续发展。因此,发展清洁、高效的替代性能源,建立起可持续能源发展体系是现代社会首先要解决的问题。锌-空气电池由于其较高的比能量密度和较低的价格成本有望成为下一代清洁化学能源来源。近年研究发现,锌-空气电池的效率与性能主要受到空气电极的反应动力学限制。目前,通常使用商业化贵金属,如Pt/C,Ru O2等,作为空气电极催化剂