以Al2(SO4)3·18H2O为铝源、硅溶胶为硅源、有机硅季铵盐为介孔模板剂,通过水热晶化方法成功制备了具有较大介孔孔容和较高外表面积的介孔ZSM-22沸石(ZSM-22-M)。利用XRD、N2吸附-脱附、SEM和NH3-TPD等手段对ZSM-22-M沸石进行表征。研究了ZSM-22-M和微孔ZSM-22沸石负载Pt催化剂(Pt/HZSM-22-M和Pt/HZSM-22)对正十二烷加氢异构化性能的影响,结果表明,Pt/HZSM-22-M具有非常优异的加氢异构化性能。Pt/HZSM-22-M上具有相互匹配的金属中心-酸中心数目,有利于提高其异构化选择性,同时其上丰富的介孔结构促进了反应分子的扩散。
以Bi(NO3)3·5H2O、NH4VO3和Ce(NO3)3·6H2O为原料,Fe3O4为磁基质,通过水热-超声辅助原位法合成了Ce-BiVO4/Fe3O4复合光催化剂,利用XRD、UV-Vis-DRS、FT-IR等对催化剂进行了结构表征;以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,利用单因素变量法考察了催化剂反应条件对光催化性能的影响。结果表明,催化剂中BiVO4以单斜晶相和四方晶相混合存在,稀土Ce的掺杂拓宽了BiVO4的光谱响应范围并增强了其可见光吸收能力,在Ce-BiVO4/Fe3O4催化剂的质量浓度为1.5 g/L、反应体系pH=7和可见光下反应90 min的条件下,对25 mg/L的MB降解率达97.3%。该催化剂重复使用3次后,对MB的降解率仍可达80%以上;该催化剂对其他3种染料也表现出良好的降解能力。
通过沉淀法在介孔Al2O3上负载铜基催化剂,制备了Cu/Al2O3和Cu/Zn/Al2O32种催化剂,并用以研究Zn引入对催化剂性能的影响。通过XRD、H2-TPR、CO2和NH3-TPD对催化剂结构和物化性能进行表征。结果表明,Zn引入使得催化剂前驱体中形成了新相:Cu3Zn3Al2(OH)16CO3·4H2O,前驱体焙烧后形成了较小CuO颗粒,还原后Cu颗粒仍然很小,从而增加了Cu的分散度和表面积,明显降低了Cu物种还原难度。Zn引入还明显增加了强碱位和强酸位数量,使得气体转化率达到86.39%,DME时空收率达到7.33 mmol/(g·h)。稳定性实验表明,Zn的引入提升了催化剂稳定性。
采用溶胶-凝胶法,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,甲醇(MeOH)为溶剂,将SiO2湿凝胶与纳米TiO2复合,通过常压干燥法制备疏水型SiO2/TiO2复合气凝胶。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)、比表面积及孔径分析仪(BET)等对所制备的复合气凝胶结构和形貌进行测试,同时研究其光催化性能与疏水性。结果表明,复合气凝胶具有三维空间网络多孔结构,孔洞尺寸大都为微纳米级,TiO2均匀分散在气凝胶中,XRD与FT-IR证实了SiO2/TiO2复合气凝胶的成功制备,SiO2/TiO2复合气凝胶具有较好的热稳定性。所制备的SiO2/TiO2复合气凝胶的比表面积为479.79 m2/g,表现出较好的疏水性,接触角可达153.5°,并具有优异的光催化性能,光照3 h后对亚甲基蓝光催化降解率达98.13%。
为提高臭氧氧化降解含酚废水的效能,对载体活性炭进行超声改性,并利用浸渍沉淀法制备Mn/AC催化剂,通过BET、SEM、EDS、XRD表征分析超声处理对其结构的影响,同时用苯酚模拟废水考察超声改性对其去除效能的影响。结果表明,超声改性起到清灰造孔作用,载体孔道增多,比表面积和孔体积增高,强化了负载,Mn的负载量由2.40%升至3.85%并以MnO2形式存在,增大分散度;超声改性增强了催化剂的吸附及催化臭氧化能力,提高体系的吸附-催化臭氧氧化协同效应,Mn/U60-AC+O3体系在催化剂质量浓度为2 g/L、苯酚初始质量浓度为100 mg/L、温度为(25±1)℃、臭氧质量浓度为3 mg/L、气体通入流量为4 mL/min、pH=10、水体积为1 L的条件下反应24 min,苯酚的去除率高达99.64%,比Mn/AC+O3体系提高了16%。
将不同金刚烷衍生物与3,6-咔唑、2,7-咔唑、N-乙烯基咔唑共聚制备出5个系列蓝光聚合物材料。对共聚物的分子质量、热稳定性、发光性能进行了测试。以10%摩尔分数的金刚烷的共聚物为基准,对不同类型的咔唑-金刚烷共聚物进行对比,以分析咔唑与金刚烷单体结构对共聚物性能的影响。结果表明,侧链型金刚烷-咔唑聚合物聚合度较高,热稳定性较好,但发光性能较主链型共聚物差,波长范围偏蓝紫光区。主链型金刚烷-咔唑共聚物数均分子质量偏低,薄膜态时的最大荧光发射波长均处于蓝光波长范围内。同时,不同金刚烷衍生物引入咔唑主链均能较显著改善其热稳定性,其中二苯基金刚烷引入到咔唑主链形成的共聚物综合性能最好,且低摩尔分数金刚烷的引入可改善共聚物的发光性能。2,7-咔唑与金刚烷聚合获得的主链型共聚物性能比3,6-位咔唑好,是一种非常有应用前景的新型蓝光材料。
以聚砜为基质材料,通过Friedel-Crafts烷基化反应引入环氧基团,然后与对羟基苯磺酸钠(HBS)反应,制备一种侧链型磺化聚砜,记为PS-BS。利用红外光谱(FT-IR)和核磁氢谱(1HNMR)对其结构进行表征,利用流延成膜法制备相应的质子交换膜(PEMs),初步研究温度对PEMs性能的影响规律。结果表明,在适宜的条件下,环氧基团键合量达到2.28 mmol/g,磺酸基团键合量达到1.43 mmol/g,由于亲水基团远离聚合物主链,能够形成明显的"微相分离"结构,该侧链型PEMs保持较好的尺寸稳定性、吸水率和质子传导率,PS-BS-4膜在25℃和80℃的溶胀率仅为15.2%和44.3%,低于商业化的Nafion115膜。同时,随着温度升高,磺酸基团的运动能力增强,PEMs的吸水率、吸水溶胀率和质子传导率增大。
以改性氧化铝为载体,采用等体积浸渍法制备Ni/改性Al2O3催化剂。以FCC选择加氢脱硫后的重汽油馏分加正庚硫醇为原料,在100 mL固定床加氢评价装置上对所制备催化剂进行加氢脱硫改质活性评价。结果表明,加氢脱硫后重FCC汽油馏分在加氢脱硫醇过程中除脱硫醇和脱硫反应外,还存在烯烃加氢饱和反应、烯烃环化脱氢反应以及烯烃的异构化反应等,这些反应与工艺条件密切相关,并影响加氢生成油的辛烷值和改质效果。对所研制的重汽油馏分加氢脱硫醇改质催化剂适宜的工艺参数为:压力2.0 MPa、反应温度340~360℃、反应氢油体积比200~250:1、体积空速3.5~4.5 h-1。
以茂金属配合物双(四甲基环戊二烯基)二氯化锆为主催化剂,1-己烯为反应物,甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,考察了反应条件对茂金属催化剂催化1-己烯齐聚反应活性的影响。结果表明,茂金属催化剂1-己烯齐聚反应活性和产物收率均随反应温度的升高和反应体系中铝锆比(Al/Zr)的增加而增加。通过降低反应体系中1-己烯的加入量可以使1-己烯齐聚反应在较低的Al/Zr(200:1)和较低的反应温度(40℃)下具有较高的齐聚反应活性和产物收率。茂金属催化剂双(四甲基环戊二烯基)二氯化锆具有较高的1-己烯齐聚反应活性,其反应活性可达106 g/[mol(Zr)·h]以上。
对采用加压溶气强化臭氧氧化技术降解活性艳红X-3B进行了研究。考察了反应体系溶气压力、初始pH、气水比及臭氧投加量等因素对活性艳红X-3B染料废水CODCr去除率及脱色率的影响,并对其降解反应动力学和机理进行了初步探讨。结果表明,加压溶气强化臭氧氧化技术可以快速降解废水中染料分子,与常压鼓泡曝气技术相比,在30 min内CODCr去除率提高30.3%,脱色时间缩短15 min;溶气压力的提升和臭氧投加量的增加均有利于废水CODCr去除和脱色,初始pH和气水比对废水CODCr去除率和脱色率影响较小。在加压溶气情况下,活性艳红X-3B的降解反应过程符合表观一级反应动力学方程,且表观速率常数与臭氧投加量呈正相关关系。
通过简单的回流氧化石墨烯(GO)和二乙基甲苯二胺(E-100)成功实现氧化石墨烯的原位功能化还原,制备了导电及表面修饰的氧化石墨烯(GO-E100),其电导率由GO的1.0×10-7 S/m提高到1 S/m。此外,制备的GO-E100有效地增强了以丁腈橡胶(NBR)为基体的柔性复合材料的力学性能和导电性能。当GO-E100在复合材料中的质量分数为4.2%时,复合材料电导率达到3.2×10-12 S/m,比纯NBR增加了3个数量级,同时拉伸强度提高了18.6%;当GO-E100在复合材料中的质量分数为6.8%时,其拉伸强度提高了12%,耐油性稍有改善,复合材料电导率达到5.6×10-8 S/m,比纯的NBR增加了7个数量级,基本满足抗静电要求。
某工厂低温甲醇洗工艺原料气分为2股,现有扩产的需求。为实现低温甲醇洗工艺扩产目的,采用Aspen Plus软件基于PSRK物性方法对工艺的实际工况进行了模拟,得到的模拟值与实际值较为符合,从而确定了PSRK为低温甲醇洗工艺模拟的物性方法。在此基础上提出了一种改造方案:新增2台换热器用来预冷原料气;新增氮气汽提塔用来汽提吸收塔甲醇所溶解的酸性气体,甲醇的温度和甲醇中CO2的摩尔分数得以降低,因此甲醇的吸收能力有了明显提高;新增1台进料泵用于输送汽提后的甲醇到吸收塔。同时通过灵敏度分析确定出了改造工艺的最优参数:N2进料量为300 kmol/h,理论板数为7,分流比为0.020。经过以上改造,各产品流股均符合工艺要求,达到扩产20%的目的。对改造后工艺的操作弹性做进一步分析表明最大扩产幅度可达26%,为实际扩产提供了一定裕度。
采用XBridge-BEH Amide(150 mm×4.6 mm,5 μm)亲水作用色谱柱,建立了泰地罗新的检测方法。确定了检测波长,考察了流动相pH、流动相盐体系、流动相洗脱方式对保留时间、对称因子和理论塔板数的影响。结果表明,采用亲水作用色谱柱分离,以乙腈(含10 mmol/L甲酸铵、0.125%甲酸、5%水)-0.125%甲酸水溶液(含10 mmol/L甲酸铵)为流动相梯度洗脱,流速为1.0 mL/min,柱温为30℃,紫外检测波长为280 nm,在此条件下泰地罗新可以获得良好的分离效果。泰地罗新药物质量浓度与峰面积在6.25~100 μg/mL范围内线性关系良好,相关系数R=0.999 9,检出限为0.05 μg/mL,定量限为0.14 μg/mL,批内添加回收率在97.8%~102.1%之间,批内变异系数为1.69%~3.12%;批间添加回收率在96.9%~104.3%之间,批间变异系数为3.39%~4.05%。该方法能够快速、准确地检测泰地罗新含量,且成本低廉,可应用于药物生产中泰地罗新的质量控制。