期刊信息
主  编:谢在库
执行主编:
杨为民 阳永荣
副  主 编:
吴德荣 周兴贵
     胡晓萍(常务)
 
2022年 38卷 3期
刊出日期:2022-06-25

研究论文
工业应用
综述
 

      研究论文
王 昂,顾龙勤,方 敏,陈炳旭,朱卡克,杨为民
高分散Ce-VOX/TiO2均苯四甲酸二酐催化剂研究
2022 Vol. 38 (3): 193-200
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采用浸渍法制备了不同Ce元素物质的量比的Ce-VOX/TiO2催化剂,考察了催化剂在均四甲苯气相氧化制均苯四甲酸二酐反应中的催化性能,通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)和氢气程序升温还原(H2-TPR)对催化剂进行表征。实验结果表明:催化剂活性组分呈高度分散态,Ce元素的添加增加了催化剂表面的氧缺陷和吸附氧,提高了催化剂的催化活性,且未改变TiO2表面VOX的存在形态。催化剂活性组分V与Ce物质的量比为1:0.1时,催化性能最佳,均苯四甲酸二酐收率达82.1%(质量分数)。
刘春彤,赵晓慧,陈海军
溶胶晶种法合成纳米高硅Beta分子筛及其对挥发性有机物的吸附特性
2022 Vol. 38 (3): 201-209
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高硅Beta分子筛具有孔径较大、疏水性能好的性能,可用来吸附大气中的挥发性有机物,但如何在无氟体系下合成高硅Beta分子筛仍是一项技术难题。通过添加分子筛前驱体溶胶作为晶种,采用传统的水热合成法在无氟体系中合成了纳米级的高硅Beta分子筛。研究发现:所合成的高硅Beta分子筛具有结晶性良好、比表面积高以及形貌规则均匀等特点;在合成过程中前驱体溶胶所生成的Beta分子筛发生溶解转化,诱导了高硅Beta分子筛的结晶。这种方法所合成的高硅Beta分子筛具有较好的疏水性以及良好的吸附挥发性有机物(VOCs)的性能。
王 青,何光裕,陈海群
钨酸铋与石墨烯纳米复合材料的制备及光催化性能
2022 Vol. 38 (3): 210-217
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利用溶剂热法,在乙二醇与水混合溶剂中制备了还原氧化石墨烯(RGO)上负载钨酸铋的光催化剂(Bi2WO6/RGO)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对纯相Bi2WO6及Bi2WO6/RGO光催化剂的形貌、结构进行表征,证明Bi2WO6成功复合在RGO上,且Bi2WO6/RGO光催化剂的光谱吸收延伸至可见光。在可见光下,将纯相Bi2WO6及Bi2WO6/RGO分别对亚甲基蓝(MB)进行降解,结果表明,Bi2WO6/RGO与纯相Bi2WO6相比,表现出更好的光催化性能,可能与光生电子与空穴能够快速分离有关。在相同条件下,Bi2WO6/RGO对MB的降解率可达100%,而纯相Bi2WO6的降解率仅为75%,表明Bi2WO6/RGO复合材料是一种新型的具有高催化效率的光催化剂。
贾银娟,王 灿,吴 双,高焕新
常温羰基硫水解催化剂的制备及水解性能
2022 Vol. 38 (3): 218-224
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以氧化铝为载体,浸渍不同的碱金属和过渡金属制备了羰基硫(COS)水解催化剂。考察了载体类型、碱金属种类、过渡金属种类对催化剂水解性能的影响。结果表明:大孔容、大孔径的氧化铝载体制备的催化剂具有较优的水解性能,碱金属原子半径越大对应氧化物的碱性越强,因而碱金属K负载的催化剂比Na负载的具有更优的催化COS水解性能。该催化剂(Y-K)再由过渡金属Zn负载后,催化剂(Y-ZnK)的弱碱中心进一步增加,其催化COS水解的活性和稳定性更优。常温催化COS水解反应过程中,体系中的水含量对水解反应结果的影响很大,H2O与COS物质的量比为2:1~8:1较佳,少量H2S和CO2的存在对COS水解反应没有明显影响。
于 悦,程 义,周俊超,王丽军,成有为,李 希
浆态床蒽醌加氢反应器模拟
2022 Vol. 38 (3): 225-234
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基于浆态床二维轴对称流体力学模型,结合蒽醌加氢反应动力学、物质输送与扩散方程和热量传递模型,构建了浆态床蒽醌加氢反应器数学模型,获得了浆态床内气液固三相流场分布、组分浓度分布、温度分布及停留时间分布等关键信息。模拟结果表明:浆态床内物料呈现中心向上而壁面向下的循环流动特征,流体返混强烈,液体的返混状态接近于全混流,气体返混状态近似为两级等体积全混流;反应物浓度或催化剂含量表现为底部高而顶部低的分布规律,浆态床底部的反应更为强烈,气液传质特性对于蒽醌加氢反应有较大影响;受进料影响,温度分布为底部低而顶部略高,通过夹套换热,全塔温差控制在5 K以内。反应器模型的模拟结果与工业数据符合较好,可应用于工业装置的设计及优化。
童凤丫,田 豪,张 涛,王 昊,陈淏燊,宋 磊,缪长喜
甲醇双氧水单腔体燃料电池 I. 阳极甲醇氧化催化剂的研究
2022 Vol. 38 (3): 235-239
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甲醇双氧水单腔体燃料电池是以甲醇为还原剂,双氧水为氧化剂的无质子交换膜燃料电池。与传统燃料电池相比,该燃料电池具备更低的成本,更高的能量效率,同时易于微型化和集成化,具有较强的应用前景。本工作以甲醇双氧水单腔体燃料电池阳极催化剂为开发目标,采用不同方法制备了以改性氧化石墨烯、碳黑XC-72以及改性XC-72为载体的Pt基多金属催化剂,考察了载体类型、金属组分以及制备方法对甲醇电氧化催化活性的影响,发现以碳黑XC-72为载体的水热合成法制备的Z-PtNi具有最高的活性。研究结果为甲醇阳极催化剂开发指明了方向,为甲醇双氧水单腔体燃料电池系统开发奠定了基础。
王云亮,付帅明,张玲玲,余逸梵,黄正梁,阳永荣
PTA氧化残渣气化脱羧制备芳烃研究
2022 Vol. 38 (3): 240-247
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基于将精对苯二甲酸(PTA)氧化残渣中芳香酸转化制备芳烃的目的,考察了不同硅铝比ZSM-5催化剂对芳香酸脱羧性能的影响,制备了Zn改性ZSM-5分子筛催化剂,研究了Zn负载量对催化剂物性及芳香酸脱羧性能的影响,并优化了PTA氧化残渣在气化催化脱羧过程的工艺条件。结果表明:当浸渍法引入的Zn物种负载量为1.0%(质量分数)时,Zn/ZSM-5分子筛在脱羧温度为500 ℃、重时空速为6.0 h-1的条件下,具有较高的催化转化率以及最大的目标产物质量收率,芳香酸质量转化率达到90%以上,苯、甲苯的质量收率分别为26.9%和2.53%。
崔 晶,李应成,林 程,刘京妮,沈 超
共聚尼龙66/1212树脂的非等温结晶动力学分析
2022 Vol. 38 (3): 248-253
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为了得到高性能的尼龙材料,通过将尼龙66(PA66)与尼龙1212(PA1212)共聚合成了共聚尼龙66/1212(PA66/1212),并采用差示扫描量热仪(DSC)对其非等温结晶动力学过程进行分析。结果表明:与PA66和PA1212相比,PA66/1212的结晶温度最低,结晶速率最慢。在非等温结晶过程中PA66/1212的结晶生长方式更倾向于二维生长,而PA66与PA1212的结晶生长方式更倾向于三维球状晶体。PA66/1212的非等温结晶活化能为-76.9 kJ/mol,小于PA66(-127.1 kJ/mol)和PA1212(-155.4 kJ/mol)的值。
冯树波,任振立,韩桂强,刘振法
尿素-氯化胆碱低共熔溶剂中邻苯二腈合成酞菁铜的研究
2022 Vol. 38 (3): 254-260
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研究了尿素-氯化胆碱低共熔溶剂中催化合成酞菁铜的工艺。考察了反应温度、反应时间、原料配比和催化剂用量等因素对反应过程和酞菁铜收率的影响,提出了可能的反应机理。采用红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-visible)、热重-差式扫描量热仪(TGA-DSC)和X射线衍射(XRD)表征了反应产物及中间体的分子结构。实验结果表明:尿素-氯化胆碱低共熔溶剂可起到溶剂、原料以及催化剂的三重作用,促进了酞菁环的形成,避免了使用传统工艺中所用的戊醇、三氯苯或高沸点烷基苯等有毒、有害有机溶剂,以及昂贵的1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7(DBU)有机碱催化剂,为酞菁铜的绿色合成和产物精制提供了有价值的信息。
王秀绘,王玉龙,刘 通,王亚丽,李洪鹏,高 晗,曾群英
1-丁烯聚合制备润滑油基础油
2022 Vol. 38 (3): 261-267
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为了扩宽聚α-烯烃合成润滑油基础油(PAO)的原料来源,以1-丁烯为原料,对TiCl4催化体系与阳离子AlCl3体系下制备润滑油基础油的两步聚合工艺进行了研究,考察了反应条件对聚合反应结果及产品性能的影响。实验结果表明:通过两步法合成的产品综合性能较AlCl3一步法合成的明显提高。较佳的工艺条件为:第一步聚合的催化剂TiCl4用量为2%(质量分数,基于1-丁烯的质量)、AlEt2Cl为助催化剂、铝钛物质的量比为1.0,反应温度为85 ℃,压力为1-丁烯在此温度下的饱和蒸汽压,反应时间为2 h;第二步聚合的催化剂为AlCl3,催化剂用量为2%(质量分数,基于二步聚合起始原料),反应温度为50 ℃,聚合3 h。在此条件下得到的产品黏度约为30 mm2/s,黏度指数达126,倾点为-33 ℃。
      综述
龚琛凡,杨海艳,高 鹏
CO2加氢制备高级醇研究进展
2022 Vol. 38 (3): 268-282
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二氧化碳(CO2)排放量持续增加导致的全球气候变化问题已经成为人们关注的焦点,随着对可再生氢能源研究的深入,CO2加氢转化为高附加值化学品成为了缓解这类环境问题的有效途径之一。在诸多CO2加氢产物中,由于高级醇(C2+OH)可以广泛用作燃料添加剂、反应溶剂、增塑剂和多种精细化学品的基础原料,CO2加氢合成C2+OH吸引了研究者的大量关注。然而,CO2的高效活化与涉及C—C键生成的CO2转化反应的选择性控制一直是催化领域的巨大挑战。因此,开发具有高活性、高选择性催化剂仍然是CO2加氢制C2+OH过程开发的关键。本综述介绍了近年来CO2直接加氢制高级醇的研究进展,包括具有潜在应用前景的催化剂的反应性能及其可能的反应路径,讨论了不同催化剂的反应机理和构效关系,有望为相关研究工作提供新的思路。
      工业应用
龙 有,匡良斌,周亚新,李 为,侯 敏,郑均林
DOT-300重整油脱烯烃催化剂工业试验
2022 Vol. 38 (3): 283-288
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中国石油化工股份有限公司茂名分公司的重整生成油脱烯烃装置原使用改性白土时,存在周期使用寿命短、频繁更换和二甲苯产品质量波动大等问题。使用以MWW结构的纳米层状分子筛为活性组分开发的DOT-300催化剂后,表现出优异的深度脱烯烃性能、长周期稳定性和耐高非芳烯含量原料等特点,二甲苯产品质量好。在20多个月的运行期间,原料的溴指数为700~1 600 mg-Br/100 g、非芳烃含量最高为0.96%,在质量空速为4.1 h-1、温度为178~193 ℃条件下,DOT-300催化剂床出口物料的溴指数稳定为30~110 mg-Br/100 g,二甲苯产品溴指数低于14 mg-Br/100 g,稳定期C8芳烃中甲苯含量为0.05%~0.15%。因原料的非芳烃含量指标放宽至2.5%,脱庚烷塔蒸汽消耗量从改性白土工况的平均16.62 t/h减少至使用DOT-300后的平均12.58 t/h。纳米层状分子筛特殊的二维薄层状结构及处于十二元环空穴的开放活性中心,是DOT-300脱烯烃催化剂具有优异综合性能的关键原因。
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