周立坤
,
李振雷
,
庞纪峰
,
郑明远
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60933-0
甘露醇和山梨醇等六元醇是重要的多元醇,广泛用于食品、医药和化工等领域,尤其山梨醇被美国能源部定为一种重要的平台化合物.工业上,六元醇通常由果糖、葡萄糖和蔗糖加氢得到,此路线存在与人争粮争地的问题.菊芋是一种来源广泛、价格低廉的生物质资源,它富含果糖基多糖(菊糖),菊糖的含量占菊芋根茎干重的70%–90%,由生物质菊芋出发催化转化制备六元醇具有重要意义.由菊芋根茎催化转化制备六元醇是一个串联反应过程,菊芋根茎先经过水解得到糖类,然后经过加氢反应得到六元醇.我们用磺化活性炭AC-SO3H代替AC载体以促进菊芋根茎水解反应. AC经磺化后,比表面积由原来的768增至1020 m2/g,酸强度由原来的0.21增至0.68 mmol/g,表明磺化过程不仅除去了AC中的杂质,也在其表面固定了大量的-SO3H,-COOH,-OH等酸性基团.透射电镜结果表明,1%Ru/AC和1%Ru/(AC-SO3H)催化剂上Ru高度分散. CO化学吸附表明,上述两种催化剂Ru的分散度分别为30.9%和74.2%,表明AC经磺化后产生了更多的固定位点,使得Ru可以更好地分散在载体上.在温和条件下(100oC,6 MPa H2,5 h)将菊芋根茎转化为六元醇,1%Ru/AC催化剂上六元醇收率为52.7%,而1%Ru/(AC-SO3H)催化剂上可达84.1%.这归因于后者的酸强度和Ru分散度较大：其表面的酸性基团-SO3H,-COOH,-OH促进了菊芋根茎的水解,高分散度的Ru则促进了糖加氢反应的进行.将Ru的负载量提高至3%,六元醇产率高达92.6%.以1%Ru/AC和1%Ru/(AC-SO3H)为催化剂,分别以果糖和菊粉为原料制备六元醇.结果表明,以果糖为原料时两种催化剂性能相同；以菊粉为原料时,1%Ru/AC的催化性能远低于1%Ru/(AC-SO3H).这表明菊粉和菊芋根茎转化反应,速控步骤是水解反应,而磺化过程引入的酸性基团可以促进水解过程的进行.在N2气氛下反应,主要产物为果糖和葡萄糖,表明菊芋根茎水解反应是主要的反应路径.在H2气氛下反应,糖类产率在1 h内达到最大值,然后开始逐渐降低,同时加氢产物逐渐增加.因此, H2气氛下反应过程中生成的糖类是中间产物.以菊芋根茎为原料,1%Ru/(AC-SO3H)催化剂循环使用4次后六元醇产率由87%降至55%；而以菊粉为原料,循环4次后六元醇产率略有降低. ICP测试表明, Ru催化剂并未流失,3次循环后催化剂的CO化学吸附表明, Ru的分散度由74.2%降至17.8%.这表明催化剂失活是由菊芋根茎中的杂质毒化Ru活性位点导致的.
关键词:
菊芋根茎
,
六元醇
,
双功能催化剂
,
水解
,
加氢
,
钌
,
磺化
郑明远
,
庞纪峰
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60013-9
纤维素直接催化转化制乙二醇是一条极具吸引力的生物质转化途径，有助于减轻化石能源资源的消耗。综述了从该反应途径的发现到获得高效、高稳定性催化剂的快速发展过程。基于对钨基催化剂的大量研究结果，本文讨论了反应机制，明确了反应路径、催化剂状态、钨物种及加氢催化活性中心各自在串联反应中的作用。围绕该反应过程的工业化应用需要，讨论了有关原生木质纤维素生物质催化转化以及高效反应过程的发展策略。在此基础上，将纤维素催化转化制乙二醇过程与生物质发酵制丙酮-丁醇-乙醇的生物炼制路线进行整合，构建出一个理想的反应过程潜在应用范例。最后，对纤维素催化转化制乙二醇反应过程进行了总结和前景展望。
关键词:
生物质
,
纤维素
,
乙二醇
,
钨基催化剂
,
加氢
程瑞华
,
李宁
,
郑明远
,
李林
,
王晓东
,
张涛
催化学报
利用柠檬酸与钼的螯合作用,采用柠檬酸-程序升温还原联合法制备了高比表面积的磷化钼,并考察了制备条件的影响. 结果表明,当柠檬酸与钼的摩尔比为2.0时,得到的磷化钼比表面积高达122.0 m2/g. 采用该方法还可制得较高比表面积的磷化镍和磷化钴.
关键词:
磷化钼
,
比表面积
,
柠檬酸
,
程序升温还原
赵冠鸿
,
郑明远
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60104-0
首次将磷化钨(WP)催化剂应用于纤维素的催化转化反应.结果表明,与碳化钨催化剂类似,WP催化剂也可高效地实现纤维素转化.在H2初始压力为6MPa,反应温度为245℃时,20%WP/AC(活性炭)催化纤维素高选择性地生成乙二醇,其收率为25.4mo1%.2%镍的加入使得该催化剂上乙二醇收率增至46.0mol%,表明Ni与WP之间存在着明显的协同作用.
关键词:
生物质
,
纤维素
,
磷化钨
,
乙二醇
涂彩华
,
王爱琴
,
郑明远
,
孟云
,
单继宏
,
张涛
催化学报
以SBA-15为载体,采用后修饰法制备了Ag/SBA-15催化剂.XRD和TEM结果表明,金属Ag粒子均匀分散于SBA-15的纳米孔道中,粒子平均大小为4～5 nm.同时,负载金属Ag纳米粒子后,载体的介孔结构仍然能很好地保持.CO催化氧化测试结果表明,Ag/SBA-15具有很高的催化活性,120℃时就能使CO完全氧化.而在富H2气氛下,80℃时CO的转化率达到最大值(48%),此时O2的选择性为28%.高温H2还原是活化Ag/SBA-15的必要步骤.
关键词:
银
,
纳米粒子
,
SBA-15
,
一氧化碳
,
催化氧化
孙军
,
王兴棠
,
王晓东
,
郑明远
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
以WO3为前驱体考察了CH4/H2混合气氛下程序升温反应制备碳化钨的晶相转变过程,比较了不同晶相碳化钨催化剂的肼分解活性,并以CO为探针分子采用微量吸附量热技术研究了碳化钨晶相转变过程中催化剂的表面活性位. 结果表明,随W2C晶相的生成,催化剂对CO的吸附活化能力逐渐增强,纯相W2C表现有最好的肼分解活性. 当制备温度高于750 ℃时,样品表面形成的积炭抑制了碳化钨的催化性能. 表面洁净的WC在肼分解反应中具有优于W2C的类贵金属催化特性.
关键词:
碳化钨
,
程序升温反应
,
肼分解
,
微量吸附量热
,
积炭
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
