焉晓明
,
丁璇
,
潘昱
,
许小伟
,
郝策
,
郑文姬
,
贺高红
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62819-5
CO2是造成温室效应的主要原因,同时又是地球上储量最为丰富的可再生C1能源.因此,CO2资源化受到了广泛关注.CO2与环氧化物反应可合成环状碳酸酯,后者广泛用作极性溶剂、锂离子电池的电解液和聚碳酸酯中间体等.但是,由于CO2的化学惰性,其反应需要高活性的催化剂.近年来,碱性金属、金属配合物及离子液体等均相催化剂被用于催化CO2与环氧化物加成反应.其中,离子液体具有高热稳定性、低挥发性和结构可调性,得到了广泛研究.季铵盐、咪唑盐和季鏻盐等离子液体已经被证实具有较高的催化活性.然而,均相催化剂回收困难,而且产物需要进一步纯化.将离子液体固载化制备成非均相催化剂,可以实现简单的固/液分离.聚合物、SiO2、SBA-15、氧化石墨烯和羧甲基纤维素等固载化催化剂已经广泛用于CO2和环氧化物的环加成反应.虽然非均相催化剂显示了潜在的优势,但是催化活性较低的问题仍然亟待解决,尤其是在较温和的反应条件下.因此,通过催化剂分子结构设计以提高催化性能,成为目前的研究热点.本文提出在催化活性基团和载体之间引入长烷基链,增加催化活性位点与反应物的接触面积,同时引入助催化的羟基,通过长链与羟基的协同作用,提高非均相催化剂活性.本文合成了羟基功能化长柔性链季铵化聚苯乙烯微球非均相催化剂([AHTAPC-PS]X,X=Cl,Br,I),用于催化CO2与环氧化物的环加成反应,并与不含羟基的长烷基链季铵盐离子液体非均相催化剂([TAPB-PS]Br)及短烷基链季铵盐离子液体非均相催化剂([TMA-PS]X)的催化性能进行了对比.考察了固载后的离子液体烷基链长及侧链羟基对催化性能的影响,并通过实验和密度泛函理论计算研究了催化机理.红外光谱、扫描电镜和能量散射谱结果充分证明了季铵盐非均相催化剂的成功合成;热重测试表明,此类催化剂具有可以满足反应需求的热稳定性.密度泛函理论计算结果显示,与短烷基链非均相催化剂相比,长烷基链非均相催化剂的阴离子负电性更强,同时羟基与环氧化合物的氧原子之间存在强的氢键作用.羟基形成的氢键可以增加环氧化物的C–O键长,同时强负电的阴离子更加容易攻击β-碳原子,促进环氧化物开环.另外,长烷基链结构使得卤素阴离子具有与反应物更大的接触范围,因此提高了反应活性.当采用短烷基链季铵盐非均相催化剂时,环氧丙烷(PO)与CO2环加成反应生成碳酸丙烯酯(PC)的产率仅为70.9%,而采用长烷基链季铵盐非均相催化剂时产率可达91.4%(135°C,1.5MPa,3h),进一步加入助催化的羟基,则PC产率可提高到98.5%.此外,含羟基的长烷基季铵盐非均相催化剂在温和条件下也具有较高的催化活性(100°C,1.5 MPa,3 h,PC产率78.4%),该催化剂同时具有较高的循环稳定性(10次循环后,PC产率≥96%,选择性≥99%).综上所述,该催化剂具有优异的综合性能,展现了良好的工业应用前景.
关键词:
环加成反应
,
季铵盐
,
长烷基链
,
羟基
,
非均相催化
李建卫
,
焉晓明
,
阮雪华
,
郑文姬
,
贺高红
,
戴建
,
邓润连
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.12.007
以氯甲基化的聚砜(CMPSf)为基材,与N-甲基二乙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺反应,分别制备了β-C具有供电子羟基的N-甲基二乙醇胺季铵化聚砜膜(PSf-MDOH)和N,N-二甲基乙醇胺季铵化聚砜膜(PSf-DMOH).在60℃、1 mol/L的KOH溶液中浸泡6h后,β-C具有供电子羟基的PSf-DMOH膜和PSf-MDOH膜的离子传导率略有下降,但仍保持了良好的膜尺寸稳定性,而β-C无羟基的三乙胺季铵化聚砜膜发生破碎,完全丧失膜形态,表明供电子羟基的引入显著提高了膜的热碱稳定性.同时,2种膜的性能比较发现,低离子交换容量(IEC)时,PSf-MDOH膜的离子传导率高于PSf-DMOH膜,但随着IEC的升高,PSf-MDOH膜吸水率急剧增加,膜内有效离子浓度下降,离子传导率低于PSf-DMOH膜.
关键词:
N,N-二甲基乙醇胺
,
N-甲基二乙醇胺
,
聚砜
,
离子传导率
,
热碱稳定性
钟世安
,
邓翠燕
,
郑文姬
,
马承银
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.01.032
以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)对环氧树脂进行改性,制备的改性环氧树脂不用中和即可在水中分散形成稳定的乳液.研究发现AMPS与环氧树脂原料摩尔比为1:0.75时,制备的改性树脂水分散乳液的粒径最小、粒径分布最窄.讨论了反应时间对改性产物特性粘数、反应体系的酸值、制备的乳液的粒径及粒径分布的影响.由红外光谱表征,AMPS-EP共聚物中保存了环氧树脂的环氧基,同时引入了亲水性的磺酸基.由DSC分析,AMPS-EP的玻璃化转变温度为140℃,高于原料AMPS均聚物与环氧树脂.实验结果表明了AMPS与环氧树脂的主要反应为:在自由基引发剂的作用下,环氧树脂主链上产生的链自由基,引发AMPS的丙烯酰胺基接枝反应,以及AMPS的磺酸基与环氧树脂的环氧基的酯化反应,及由此产生的环氧树脂的扩链反应.
关键词:
环氧树脂
,
AMPS
,
接枝反应
,
扩链反应
韩永萍
,
何江川
,
缪刚
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2006.04.014
对PAN,PVDF和PES 3种材质中空纤维超滤提取姬松茸多糖过程中的污染行为和清洗方法进行了研究.结果表明,引起膜污染的主要成分为蛋白质和少量多糖分子,其中PVDF膜组件对污染物吸附量最小,而且最易清洗.结合反向冲洗或加气冲洗,NaOH溶液的清洗效果最好.实验获得的清洗工艺条件为:反向冲洗+0.1%NaOH溶液在0.08 MPa压差下运行40 min,3种膜纯水通量恢复率达到93.4%～99.9%.
关键词:
超滤
,
姬松茸多糖
,
膜污染
,
清洗
韩霞
腐蚀科学与防护技术
针对郑408块注气井(郑408-试1)油、套管的腐蚀特点,通过对火烧驱油注气井油、套管腐蚀产物、腐蚀介质、凝析水量的分析研究,确定火烧驱油注气井油、套管的腐蚀原因一方面是由于高压氧气以及空气中的凝析水造成的,另一方面与油、套管材质的耐蚀性不够有关.通过材质以及防腐涂层的筛选等手段,在目前油管和套管内外防腐涂层、不锈钢油管和套管在国内尚无工程实例的情况下,总结出郑408块注气井防腐措施,包括:油、套管材质采用相对耐蚀的P110;注气采用干燥洁净的空气.
关键词:
火烧驱油
,
注气井
,
腐蚀原因
,
防腐对策
董彩常
,
孙金香
,
张波
,
黄桂桥
腐蚀与防护
对郑家坡铁矿设施和设备的腐蚀情况以及影响腐蚀的大气、水和土壤等环境因素进行了分析，得出井下设施和设备腐蚀严重的主要原因为：使用材料耐蚀性低、环境／介质腐蚀性强和防腐蚀措施不力等。
关键词:
铁矿
,
井下设备
,
腐蚀
,
分析
郑家燊
,
傅朝阳
,
刘小武
,
彭芳明
,
黄先球
,
赵景茂
,
吴灿奇
,
徐卫东
,
王选奎
中国腐蚀与防护学报
采用XRD、XPS和EPMA对中原油田文23-1、23-8气井油管腐蚀产物和管材进行分析,并试验了碳钢在CO_2介质中的腐蚀。研究结果表明,天然气中的CO_2及凝析水是气井腐蚀的主要原因。管材的非金属夹杂物(MnS、Al_2O_3)含量超标,是加速油管在CO_2环境中局部腐蚀穿孔破坏的另一原因。还探索了应用缓蚀剂防止气井CO_2腐蚀的可能性。
关键词:
气井
,
Oil pipe corrosion
,
Failure analysis
,
Inhibitor
