一、固体催化剂力学性能研究(论文文献综述)
徐东年[1](2021)在《类芬顿功能化薄木的构筑与性能研究》文中研究指明随着水污染问题的日益突出及膜技术在水处理方面的广泛应用,可再生、成本低廉、绿色环保兼具高效处理性能的膜材料是当前膜材料设计追求的目标,也是膜技术工业化应用研究的重点问题。木材作为一种天然的资源,具有廉价易得、绿色环保、加工性好等优点,而由天然木材刨切的薄木作为商业化的家具饰面材料产品本身具有厚度薄、柔韧性好及含特殊的孔结构等特点,是一种十分理想的膜材料。本文以杨木和杉木刨切的薄木为研究对象,首先通过显微观察、扫描电镜观察、BET比表面积分析、力学拉伸测试等方式分析了 2种木材的基本性质及用作过滤膜的可行性,并测试了其对亚甲基蓝的过滤截留性能。其次在以上研究基础上通过水热合成法制备出负载有类芬顿催化剂的薄木膜,通过SEM、XRD、XPS、FTIR、力学拉伸测试等方式表征分析了薄木膜的形貌结构、组成及机械强度,并研究了其催化截留性能,进一步分析了其催化降解机制。主要的研究结论如下:(1)对2种木材薄木的基本性质及用于亚甲基蓝的过滤截留的研究结果表明:杨木和杉木均存在横纵交错的微纳米级的三维孔结构胞腔通道,为流体输送提供了丰富的水传输通道,杨木和杉木在气干态的顺纹拉伸强度分别高于饱水态约1.3倍及1.2-1.9倍,且2种木材均在HCl、HNO3、NaOH溶液中表现出优异的耐腐蚀性。对亚甲基蓝的截留测试发现,树种、薄木厚度及过滤压力均会对亚甲基蓝的截留能力有影响。杨木膜中存在较大孔径的导管通道,其通量比杉木膜高95.7%,对亚甲基蓝的去除能力两者则相差25.8%;膜厚度由0.2 mm增加到0.6 mm时,杨木膜的通量出现84.3%的下降,而杉木膜出现了 98.4%的下降,截留率的提升杨木较小而杉木较大(11.1%);而过滤压力从0.005 MPa增加至0.030 MPa时,两者的通量分别提升了 2.05倍和5.38倍,杨木膜截留率由59.6%降低至43.4%,杉木膜则由95.0%降低至75.9%,显着降低了去除效果。(2)通过水热合成法成功地将纳米二氧化锰固载于薄木上制备出具有类芬顿催化功能的薄木膜。SEM结果表明,处理后的木材仍较好地保持了结构的完整性,且纳米二氧化锰相对均匀地固着在木材的细胞腔表面,主要以纳米线状及颗粒状的固体薄层形式存在。XRD及XPS分析结果表明在生成的二氧化锰中伴随有其他杂质出现。水热处理后获得的二氧化锰/木材膜的强度与对应的杨木膜和杉木膜气干态下分别下降了 11.4%和49.8%,饱水态下分别下降了 55.1%和61.8%,仍具有相对优异的机械强度和良好的弯折性能,可满足应用要求。(3)功能化薄木膜对亚甲基蓝溶液的过滤截留测试结果表明,2种薄木膜对亚甲基蓝染料分子有良好的去除及催化降解性能,反应体系中类芬顿效应有效延缓了膜孔的堵塞、通量衰减快的情况,且树种、薄木膜厚度、高锰酸钾用量、pH、有无H2O2存在均对亚甲基蓝的截留性能有影响。两种功能化薄木膜重复使用5次后,截留率可分别保持在55%和85%以上。结构方面的差异使得二氧化锰/杨木膜和二氧化锰/杉木膜的通量和截留率的大小与素材薄木膜具有类似的趋势;薄木膜厚度由0.2 mm增加至0.6 mm时,二氧化锰/杨木膜的通量由13748.54 L/m2h下降为2090.13 L/m2h,截留率由63.6%提高至84.3%,而二氧化锰/杉木膜的通量由40.88 L/m2h下降为3.18 L/m2h,但其截留率基本保持在95%-98%左右;高锰酸钾的用量由0增加至0.10mol/L时,二氧化锰/杨木膜的通量下降了 47.4%,其截留率(61.9%-63.6%)则基本保持不变,而二氧化锰/杉木膜的通量下降了 96.4%,截留率由87.7%上升至98.7%。研究还发现酸性条件下催化剂易出现脱落,不利于提高截留率。
王安平[2](2020)在《可再生壳聚糖基功能材料的制备及催化生物柴油合成的研究》文中研究指明随着经济和社会的快速发展,人类依赖的化石能源,已经逐渐减少,可能导致能源危机。以及由此产生的全球气候变暖的问题日益突出,这迫使人们开始寻找可再生能源以替代化石燃料,这已成为当前的研究热点。同时,节能减排、保障能源和环境安全是我国长期面对的难题,开发环保、可再生的生物燃料成为国家的战略需求。由于生物质是地球上存在的唯一有机碳源,所蕴藏的能量相当惊人。于是,把生物质当中的酯类用来制备生物燃料,尤其是生物柴油,得到了科学家的关注,而且潜力十分巨大。我们制备了一系列来源于生物质的壳聚糖基功能化材料,用来构建高效的“一锅法”催化体系,通过调控催化材料的物化性能和优化反应条件,筛选得到了性能优异的功能化催化剂,可以高效、绿色的制备生物柴油。重点探讨了催化剂的比表面积、孔径、形貌、酸碱性、疏水性和磁性能对反应产率的影响,并对反应的动力学进行了研究。取得了如下主要结果:1.可再生壳聚糖衍生的磁性酸(FCHC-SO3H)的制备、表征及高效催化高酸值原料制备生物柴油生物质基磁性酸由于原料来源广泛,性质稳定而受到青睐,再结合双壳中空催化剂比表面积较大、活性位点多的优势,使得催化剂拥有更加优异的性能。本研究以价廉易得的壳聚糖为原料制备了生物质基磁性双壳介孔固体酸催化剂FCHC-SO3H,可用于催化高酸值原料制备生物柴油。结果表明,FCHC-SO3H具有较高的比表面积(41.4 m2/g)、相对高的酸密度(1.20 mmol/g)及强磁性响应(18.9 emu/g)。FCHC-SO3H上的-SO3H和NH3+位点协同对油酸与甲醇的酯化反应有优异的催化作用。采用FCHC-SO3H催化剂,在反应温度80 oC,反应时间3h,催化剂用量4 wt%,甲醇与油酸摩尔比15:1时,生物柴油产率为96.7%。此外,外加磁场可以使催化剂易于与产品分离,保持良好的重复使用性。且FCHC-SO3H催化的酯化反应符合一级动力学,活化能Ea为37.5 kJ/mol。催化剂在优化条件下可重复使用五次,其活性仍然可以达到84.3%。通过对比,磁性双壳中空结构的催化剂的催化效率(96.7%)远高于单壳结构(75.1%),说明双壳结构的催化剂提供了更多的活性位点和反应场所。2.钴掺杂壳聚糖碳基酸性材料用于催化非食用油合成生物柴油的研究鉴于金属掺杂的碳基酸性催化剂具有更加稳定的结构,高酸密度和多活性位点,我们以壳聚糖、对甲苯磺酸、金属含氧酸盐等廉价的原料,采用简单的溶剂热法制备了金属掺杂的碳基酸性催化剂。经过筛选,得到的Co-CS-SO3H(180)由于其高的酸密度(3.85 mmol/g),在一锅催化超高酸值的续随子油(AV=23.45mg KOH/g)时,产率可以高达94.7%,而催化高酸值的麻疯树油(AV=6.75 mg KOH/g)产率可以达到95.6%(反应条件:120 oC、8 h、40:1的醇油摩尔比及8 wt%的催化剂量)。而对一锅法而言,120 oC是一个相对较低的反应温度,这说明高酸密度对催化活性有很大的影响。而重复使用性实验说明,经过四个周期,催化效率依然可以达到81.2%。更重要的是,催化剂具有优异的耐水性能,在含水量4%以内,产率没有变化,这对于含水的原料而言,是完全能满足生产要求的。同时,该催化剂催化续随子油制备生物柴油的反应,满足一级动力学,具有低的活化能(29.5 kJ/mol),说明催化剂Co-CS-SO3H(180)降低了反应的活化能。3.磁性壳聚糖基酸性碳凝胶的制备、表征及其在催化高酸值原料合成生物柴油中的应用碳凝胶是一种具有独特的三维网络结构的多孔碳材料,具有多孔结构,低密度,高比表面积等特点。而从生物质材料获得的碳凝胶通常具有出色的稳定性,且生物质碳凝胶可以根据需要获得不同形状和大小的产品。因此,我们设计并制备了以壳聚糖、对甲苯磺酸、铁的含水盐为原料的磁性碳凝胶,得到的催化剂FCSC-C1具有高的酸密度(1.58 mmol/g)。这使得催化剂不仅具备了碳基固体酸的优势,同时也兼具了凝胶密度小,活性位点分散的特性。优化后的反应条件为65 oC,2 h,15:1的醇油酸摩尔比和3 wt%的催化剂量,催化油酸酯化制备生物柴油的产率达到96.0%,对比了催化剂的重复使用性,在三组对照中,使用戊二醛1 mL的FCSC-C1在五个周期后,仍然具有高达88.2%的产率,而使用戊二醛2 mL、3 mL的FCSC-C2、FCSC-C3产率分别为76.1%和62.3%。第二组对照,碳化的FCSC-C1在使用5个周期后的产率(88.2%)远高于未碳化的FCSC-1(8.0%)。第三组对照,FCSC-C1产率(88.2%)也高于对照催化剂CS-SO3H的产率(78.6%)。该酯化反应满足一级动力学,活化能为34.5 kJ/mol。4.壳聚糖螯合金属离子纳米催化剂的筛选、表征及制备生物柴油的应用由于壳聚糖具有大量活性氨基和羟基,可以用来和金属离子螯合配位,以制备价格低廉,性能优异的催化剂。我们利用廉价的壳聚糖和不同的金属盐原料,制备了金属螯合壳聚糖纳米材料,其中CS-Mn具有最好的催化活性,而Mn在生物柴油制备中的催化活性之前鲜有报道。CS-Mn催化剂具有相对高的比表面积(10.44 m2/g)和高的含Mn量(原子比8%),并且各种元素均匀的分布在其中。在优化的反应条件下(140 oC,8 h,40:1的醇油摩尔比,8 wt%的催化剂量),CS-Mn催化麻疯树油(AV=6.75 mg KOH/g)合成生物柴油的产率为95.2%,而续随子油(AV=23.45 mg KOH/g)的产率则为90.6%,梧桐油的产率98.6%。CS-Mn在催化麻疯树油制备生物柴油的过程中,4个周期后,产率为51.2%,通过表征表明,这是由于催化剂流失了大约70%的Mn造成的。经过动力学研究,确认该反应符合一级动力学,活化能为38.5 kJ/mol。5.以壳聚糖为模板剂的酸碱双功能材料的制备、表征及其在催化制备生物柴油中的应用酸碱双功能催化材料在生物柴油制备中是一种理想的催化剂,结合催化活性,我们设计制备了利用壳聚糖和F68为模板剂,采用凝胶溶胶法制备了一系列酸碱双功能氧化物催化剂,经过筛选,其中棒状的Ca-B(700)具有高的酸密度(2.68mmol/g)和碱密度(1.69 mmol/g)。经过优化反应条件(105 oC,2 h,20:1的醇油摩尔比,4 wt%的催化剂量),在催化麻疯树油(AV=6.75 mg KOH/g)制备生物柴油的过程中,产率为96.0%。而催化梧桐油(AV=1.30 mg KOH/g)的过程中(65 oC,2 h,20:1的醇油摩尔比,4 wt%的催化剂量),产率则可以高达98.5%。由于CaO的碱性较强,且在酯交换反应中的活性高,所以在2 h内即能完成反应,而B2O3的存在主要是为了酯化游离脂肪酸,当然也是需要在稍高的温度完成(105 oC)。酸碱位点的协同作用,使得催化剂具有高的催化性能。在优化条件下,催化麻疯树油5个周期后,产率依然可以达到90%左右。6.磁性壳聚糖碳基碱性材料的制备、表征及其在催化梧桐油制备生物柴油中的应用鉴于CaO优异的催化活性和较差的重复使用性,我们设计制备了磁性壳聚糖封装的Ca O材料,即Ca-Co-MOF@CS(800)碱性氮掺杂碳催化剂。该催化剂具有高的比表面积(153 m2/g)、介孔结构(4.6 nm)和强磁性响应(20.6 emu/g)。在催化梧桐油(AV=1.30 mg KOH/g)酯交换合成生物柴油的过程中(T=65 oC,t=4 h,M/O=15:1,CA=4 wt%),产率为98.5%。通过我们的进一步优化,发现在室温条件下,经过48 h的反应,依然可以获得令人满意的产率(91.3%)。催化剂重复使用4次后,产率为80.2%,这远优于没有用壳聚糖封装的Ca-Co-MOF(800)(产率为22.4%),说明在用壳聚糖包覆后碳化的催化剂,碳壳封装了CaO,使活性位点不易流失。
王景风[3](2020)在《碳、银共改性ZnO催化剂及其热分解高氯酸铵性能研究》文中研究表明氧化剂的热分解性能直接决定了固体推进剂的推力和比冲等性能。ZnO具有催化活性高、稳定性好等特点,可改善氧化剂的放热量和分解温度,进而提高推进剂的能量性能,因而开发高性能ZnO催化剂具有十分重要的意义。本论文通过ZnO催化剂的设计、制备改性和对高氯酸铵热分解催化性能一体化研究,获得高性能碳、银共改性ZnO催化剂,为固体推进剂的选材和应用提供理论和技术支持。根据晶界散射机制、欧姆接触势垒模型和多相催化反应理论设计了具有分级结构的ZnO/碳黑复合催化剂,其中碳黑(Carbon Black,CB)作为改性载体材料,可实现ZnO中导带电子的快速转移;分级结构有利于反应物和产物的扩散。二者的协同作用可提高催化性能。采用原子层沉积技术在碳黑表面原位沉积ZnO,制备了ZnO/CB复合材料,研究了沉积循环次数对复合材料结构和催化性能的影响。结果表明,当沉积循环次数为100时,ZnO/CB复合材料具有较好的催化性能,可使高氯酸铵热分解峰温度由432℃降至295℃、放热量由369 J/g增加至1692 J/g,且高氯酸铵热分解过程由两步变为一步。以ZnO/CB复合材料中ZnO为自模板,同源诱导金属有机骨架化合物ZIF-8合成,并在空气气氛中热解为具有分级结构的ZnO/CB复合材料,该复合材料进一步提高了催化性能,使高氯酸铵热分解温度降至281℃、放热量增加至1758 J/g。研究发现,ZnO/CB复合材料界面处存在C-OZn键,可为ZnO中导带电子提供快速转移通道,提高电子利用率;ZnO/CB复合材料中ZnO具有纳米片层分级结构,且暴露晶面为高能(002)晶面,有利于反应物的吸附和分解,可提高催化性能。为了进一步提高分级ZnO/CB复合材料的催化性能,采用化学浸渍结合热解法来实现Ag对ZnO/CB复合材料的改性,得到了Ag-ZnO/CB三元复合材料,并研究其化学组成和微观结构与催化性能的关系。结果表明,Ag改性的ZnO/CB复合材料可使高氯酸铵热分解温度降至274℃、放热量增加至1811 J/g。催化性能的提升是由于Ag+离子在ZIF-8表面和内部孔隙中的吸附,使得热解后Ag纳米粒子嵌入ZnO的纳米片层分级结构中,两组分间充分且稳定的界面接触增强了其协同催化效应。通过原位红外技术研究高氯酸铵催化热分解过程中的产物变化规律,探讨了高氯酸铵热分解的催化机理。根据电子转移机理,以ZnO为催化剂时,其导带电子可被高氯酸铵初始热分解产物HClO4所捕获,形成HClOx(x=0,1,2,3)和离子化氧(O-),高活性O-可氧化NH3生成氮氧化物;当碳黑改性ZnO催化剂后,导带电子被快速转移至碳黑,滞留的价带正空穴可作为NH4+和ClO4-间发生电子转移的“桥梁”,加速NH3和HClO4的生成,同时提高的电子利用率加深了HClO4的分解和NH3的氧化程度,生成HCl和NO2;当ZnO/CB复合材料进一步被Ag改性后,Ag的化学敏化作用可使HClO4中Cl-O键断裂形成原子氧(O),并与NH3发生剧烈氧化反应生成N2O。将ZnO基复合催化剂应用于AP/HTPB推进剂,研究其对推进剂燃烧和能量性能的影响。结果表明,ZnO、ZnO/CB、Ag-ZnO/CB催化剂可使推进剂燃速(5 MPa)分别由5.75 mm/s提高至6.68、8.64和9.46 mm/s,基于此设计的MEMS微推进器推力分别由58.72μN提高至111.4、168.8和254.9μN,说明催化剂对提高固体推进剂性能具有显着作用,为固体推进剂的高能化发展提供了理论支持。
王明磊[4](2020)在《辐射接枝制备功能织物及其催化降解有机污染物的研究》文中研究说明水体中污染物的去除是现代工农业生产和城市水循环中重要环节。为了解决这一问题,高级氧化处理(光催化、光-Fenton、类-Fenton)凭借操作简单、成本低廉和环境友好等优势受到广泛关注。然而,纳米尺寸催化剂易团聚、难回收、易被腐蚀的特点,极大地限制其工业应用。为克服上述缺点,将纳米催化剂负载到宏观尺寸载体上是目前提高纳米催化剂使用效率的有效策略。商用织物具有成本低廉、易于施放-回收、循环使用性稳定、表面易修饰等特点,是最具吸引力的载体之一。本论文采用辐射接枝聚合(RIGP)对不同织物进行表面改性提高催化剂与载体之间的界面结合强度。通过接枝链在纳米催化材料结构上的掺杂和修饰,系统考察了对复合材料的抗老化性能、光敏性、光催化效率以及稳定性的影响,并探讨了催化降解机理。本文旨在扩展辐射接枝聚合技术的应用范围,将其延伸到新兴领域,从而促进辐射接枝聚合技术发展;本工作将丰富柔性材料在污水处理应用中的相关理论和技术标准,为水体净化提供一条新的研究思路。研究主要包括如下几个方面:(1)本论文开发出一种提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维抗紫外、疏水、耐热等性能的通用策略,对拓展PET纤维的应用具有重要意义。通过γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷(MAPS)的RIGP和随后的溶胶-凝胶原位矿化,在PET织物表面沉积一层高耐久性的氧化锌(ZnO)纳米晶体(PET-g-PMAPS/ZnO)。由Zn-O-Si和Si-O-Si共价键组成的界面层不仅改善了ZnO纳米粒子与载体之间的粘附性,而且克服了无机粒子成膜能力差的缺点。最重要的是,由于有机-无机杂化结构具有较高的键能,可以消除高光催化活性的ZnO对有机载体的自降解作用。PET-g-MAPS/ZnO织物在200℃空气中进行简单的退火即可获得超疏水性,经过40次循环洗涤实验,涂层织物仍保持超疏水性。此外,PET-g-PMAPS/ZnO具有优异的耐热性、抗紫外性和耐久性。本研究提出了一种有效的方法可以克服聚合物载体表面生长无机纳米晶体的瓶颈。(2)在棉织物表面引入双功能界面层,不仅增强Ag@ZnO与有机基材的界面结合,而且提高了光催化性能。通过MAPS辐射接枝聚合制备了一种改性棉织物,并采用原位矿化溶剂热反应将Ag@ZnO纳米粒子负载到织物表面(Cot-g-Si/Ag@ZnO)。由于接枝链和Ag@ZnO光催化剂之间的Zn-O-Si,导致光生载流子浓度增加,并且通过减少Ag与ZnO直接接触防止Ag氧化,从而提高了局域表面等离子体共振(LSPR)效应。Cot-g-Si/Ag@ZnO还表现出优异的耐光腐蚀性、光稳定性和耐洗性。经过多次光降解循环后,仍充分保持其光催化活性,并且经过耐洗实验后其光催化活性较新制备的材料有所提高,同时提出了Cot-g-Si/Ag@ZnO光催化活性的可靠机理。(3)工业含油和有毒有机物废水处理是水净化中亟待解决的环境问题之一。然而,如何制备高效、稳定的油水分离同时兼具降解有机污染物的功能材料仍是一个巨大的挑战。本文设计了一种在PET织物表面通过辐射甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝聚合和原位矿化β-FeOOH纳米棒层的新工艺,该复合织物标记为β-FeOOH@PET。在可见光照射下,β-FeOOH@PET表现出油水分离和有机染料光降解的双重净化作用。即使经过1000次循环洗涤,该复合织物仍具有稳定的油水分离和光-Fenton催化性能。磺化层不仅作为电子输运层阻止了电子与空穴的复合,而且作为锚定界面通过共价键将β-FeOOH纳米棒固定在磺化层上。β-FeOOH@PET织物双重净化功能的特性为在实际应用中对含油和有机污染物废水的修复和净化提供了一种新的解决方案。(4)高级氧化技术(AOPs)是解决日益严重的水污染最有希望的策略之一。然而,制备具有大尺寸、长期稳定和充足活性的催化剂仍然是实际应用中的一大挑战。在本文中,单钴原子通过辐射接枝聚合在聚丙烯无纺布(PP)上共价连接(P-PFeCo),并作为高效稳定的单原子反应位点,通过活化过一硫酸盐(PMS)来降解有机污染物。接枝链的存在不仅提供了单金属反应微环境,而且促进了电子转移。所制备的单原子类催化剂具有显着的耐用性,可回收性和低离子析出。X射线吸收精细结构(XAFS)光谱和密度泛函理论(DFT)计算表明,CoN4(H2O)2位点是激活PMS的单原子活性位。为证明P-PFeCo的潜在应用价值,本文构建出一个流动模式的装置用以验证废水处理效果。在废水处理中,单原子催化和宏观催化剂制备将为设计高性能的PMS活化催化剂开辟一个新的领域。
裴张留[5](2020)在《碳五馏分的分离与高端碳五石油树脂合成研究》文中指出国内多地大型炼化一体项目逐渐投产,给下游产业链提供了大量原料,如何有效利用这些石化资源,是摆在我们面前的重要研究课题。将石油裂解碳五馏分用于合成碳五石油树脂,是提高资源利用效益的主要途径之一。为合成高端碳五石油树脂,要先对碳五馏分分离处理。碳五馏分成份复杂,各组分沸点非常接近,用常规精馏方法很难分离,本文先用加热二聚方法,使碳五馏分中环戊二烯生成高沸点的双环戊二烯,再精馏分离出间戊二烯和双环戊二烯,然后用二甲基甲酰胺改变异戊二烯与其它组分的相对挥发度,用萃取精馏方法,抽提出异戊二烯。从抽余液中分离提纯异戊烯难度更大,先用醚化方法,使异戊烯与甲醇反应生成甲基叔戊基醚,然后精馏提纯,再高温催化醚解,水洗除去甲醇,最后在异构化催化剂作用下,使2-甲基-1-丁烯转化为2-甲基-2-丁烯,得到较高纯度的异戊烯。在合成研究中,采用催化合成、热聚合成、加氢改性等多种方法,分别探索影响碳五石油树脂质量的因素。在催化合成配方中,双烯烃有利于提高树脂软化点,但颜色加深,其中异戊二烯和双环戊二烯会使树脂颜色和熔融粘度快速恶化,要尽量少用,单烯烃可以改善树脂颜色,但会使软化点降低,要平衡双烯烃和单烯烃的用量;另外,在合成配方中添加苯乙烯改性研究,进一步改善碳五石油树脂的颜色、相容性和热稳定性。在热聚合成中,增加双环戊二烯用量、提高反应温度和延长反应时间,都会使树脂分子量增大,软化点上升,而增加间戊二烯或溶剂用量,则使树脂分子量减小,软化点下降,但分子量分布改善。热聚合成的碳五石油树脂颜色较深,因此对其催化加氢改性研究。经过催化加氢,树脂软化点升高,熔融粘度增大,增加镍催化剂用量或增大氢压都有利于提高加氢深度,树脂颜色逐渐趋于水白,提高反应温度,反应速度加快,但反应平衡逆向移动,树脂黄色指数先降低,然后回升。本文开发两款碳五石油树脂产品,质量对应美国埃克森美孚公司浅色碳五石油树脂E-2203LC和水白碳五石油树脂E-5300。成功开发出与国际知名企业产品对抗的牌号,既是研究成果,又是对实验结论的进一步检验,对开发其它种类的石油树脂产品也有一定的借鉴意义。
田朝[6](2019)在《多级孔ZSM-5分子筛挤条成型及其机械强度研究》文中提出多级孔ZSM-5分子筛不仅继承了传统分子筛的各种优点,而且还克服了其在大分子扩散方面的局限性。对于粉末型催化剂,成型是其实现工业应用最重要的步骤之一,而且成型体机械性能是确保反应系统可靠运行的关键参数。因此,本文对多级孔ZSM-5分子筛进行挤条成型操作,并主要研究干燥和焙烧过程对成型颗粒机械性能的影响。具体工作内容如下:首先,采用单因素法,初步考察了挤条成型中干燥和焙烧过程对ZSM-5分子筛成型颗粒性能的影响。结果表明,干燥和焙烧均显着影响成型颗粒机械强度及其可靠性。因而,实验确定了干燥和焙烧中主要因素影响较大的因子范围。其次,采用中心复合正交设计研究了干燥温度、干燥时间和干燥含水率对ZSM-5成型体机械性能的影响,并且利用响应面方法论建立了成型颗粒的机械强度和Weibull模量的数学模型。结果表明:随着干燥温度的增加,机械强度和Weibull模量均有所减小;机械强度随干燥时间的增加而减小,但干燥时间对Weibull模量的影响并不显着;当干燥含水率处于实验中间值时,机械强度和Weibull模量均达到最大。通过数学模型分别确定了最佳的干燥条件。在该条件下,样品的机械强度和Weibull模量均达到最大。表征结果表明,捏合和挤条过程改变成型颗粒的孔结构,而干燥过程显着影响颗粒的内部裂纹尺寸。因此,干燥过程中裂纹尺寸的减小是提高ZSM-5成型颗粒力学性能的主要原因。最后,采用中心复合旋转设计研究了焙烧温度、焙烧时间和升温速率对ZSM-5成型体机械性能的影响。结果表明,焙烧过程总是有利于提高成型颗粒的机械性能。颗粒机械强度随焙烧温度和焙烧时间的增加而增加,随升温速率的增加而先减小后增大,在10℃/min时达到最小;Weibull模量随焙烧温度的增加而先增大后减小,在600℃时达到最大,中等水平的焙烧时间和升温速率导致较大的Weibull模量。通过参数优化得到最优条件:焙烧温度673.5℃、焙烧时间5.77h、升温速率12.62℃/min,对应的机械强度90.7 N,Weibull模量6.412。该成型颗粒同时拥有较高的机械强度和Weibull模量,从而在低失效概率下有更高的断裂负载。根据机械强度可靠性理论,该成型体表现出最佳的机械性能。
王孝辉[7](2019)在《蔗渣清洁高效制备糠醛及糠醛渣的高效利用》文中认为糠醛是非常重要的呋喃类化合物,可由戊糖(木糖和阿拉伯糖)或含有戊糖的生物质转化而来。糠醛化学性质活泼,可以进一步合成多种化学品和生物燃料,广泛应用于塑料、医药、农药、能源等行业。当前工业大规模制备糠醛仍旧存在使用液体酸引起的设备腐蚀、污染严重、糠醛得率低以及糠醛渣低效利用等问题。生物质联产技术是构筑稳定、经济、清洁的生物质炼制体系的关键,是突破资源和环境制约的重要途径。基于此,本论文利用催化、制浆或碳化联产技术构建了糠醛清洁高效制备及糠醛渣高值化利用策略。通过固体催化剂水热诱导效应,一步或两步法将蔗渣中的半纤维素高效转化为糠醛,再进一步利用催化技术、制浆或碳化技术将糠醛渣转化为重要平台化合物、溶解浆、纳米材料及碳基催化剂等多元产品,进而实现原料资源利用价值最大化和经济效益最优化。具体内容如下:1、固体酸连续诱导水热催化蔗渣联产糠醛和乙酰丙酸针对生物质催化过程中固体酸与固体原料难以有效分离的难点,本论文利用固体酸诱导水热催化技术,发展了基于硫酸根/锡-蒙脱土(SO42-/Sn-MMT)固体酸连续催化蔗渣高效制备糠醛和乙酰丙酸的新方法。研究了响应面拟合各单因素以及各因素之间的相互作用与糠醛得率的关系,发现固体酸催化剂(SO42-/Sn-MMT)起了关键作用,在氯化钠/二氯甲烷(NaCl/DCM)固体酸协同水热预处理的两相体系中,获得高达88.1%的糠醛。固体酸继续协同水热预处理固体残渣(糠醛渣),在180 oC下反应3 h,获得62.1%的乙酰丙酸(LA)。此外,对蔗渣以及两步处理前后固体残渣进行红外(FTIR)、X-衍射(XRD)、热重(TGA)和扫描电镜(SEM)的对比分析,结果证实了蔗渣中半纤维素和纤维素在固体酸诱导的水热反应中被逐级转化为了糠醛和乙酰丙酸。该研究为蔗渣中半纤维素和纤维素的分级资源化提供了新思路。2、蔗渣两步法绿色高效制备糠醛及联产溶解浆基于催化和制浆联产技术,发展了蔗渣制备糠醛联产溶解浆的策略。首先采用对半纤维素具有高选择性溶出和水解能力的草酸,预处理蔗渣制备富含戊糖的水解液,接着采用不溶于低温水的磷酸铁固体催化剂催化水解液制备糠醛;获得的糠醛渣通过绿色可回收的对苯甲磺酸处理和过氧化氢漂白处理后,制得富含α-纤维素的原料,用于溶解浆的制备。重点研究了有机酸预处理蔗渣以及磷酸铁催化戊糖水解液对戊糖得率和糠醛得率的影响,探讨了磷酸铁的催化机理以及循环性能。通过国家可再生能源实验室分析法(NREL)、FTIR、XRD、TGA和SEM对比分析了对苯甲磺酸处理和过氧化氢漂白对反应前后残渣物料的组分以及化学性质的影响。结果表明,0.15 M的草酸于140 oC下处理蔗渣120 min,获得82.6%的木糖水解液,磷酸铁于190 oC–120 min下催化木糖水解液,最高获得88.7%的糠醛,经过5次循环后,磷酸铁仍表现出高效的催化性能。糠醛渣于90 oC–20 min下经过对甲苯磺酸处理后,残渣中木质素的含量降低至9.9%,α-纤维素的含量升高至82.3%,再经过氧化氢漂白后,木质素含量降低至2%,α-纤维素的含量升高至94.7%。该研究利用预处理和催化技术耦合制浆技术,将蔗渣中半纤维素和纤维素分别转化为糠醛和溶解浆,为半纤维素优先转化的木质纤维生物质炼制提供了新思路。3、糠醛渣碱蒸煮提取木质素针对工业糠醛渣难以高效利用的现状,利用碱蒸煮技术提取工业糠醛渣中的木质素,重点研究了不同碱处理条件对抽提分离得到的木质素化学结构的影响。另外,通过NREL、13C NMR和红外反射(ATR)等技术探讨了不同碱处理条件对残渣中组分和化学性质的影响。结果表明,碱抽提糠醛渣获得的木质素含有丰富的愈创木基(G)、紫丁香基(S)和对羟苯基(H)结构单元。此外,碱抽提的木质素样品中富含丰富的酚羟基,碱蒸煮(135 oC–0.35 M)条件下提取的木质素羟基含量最高为4.02 mM/g。还发现所获得的木质素具有良好的抗氧化性能。处理后的固体残渣中纤维素的相对含量降低,木质素的相对含量明显升高。碱抽提对固体残渣中纤维素的化学结构有较大影响,使其发生了副反应,产生了不溶于水的固体物质。该研究将为糠醛渣中木质素的利用提供重要理论依据,同时为糠醛联产现代制浆造纸工业提供参考依据。4、糠醛渣制备纳米材料工业糠醛渣因酸化程度高难以制备高附加值产品。受制浆技术启发,本论文提出甲酸—过氧化氢混合体系高效处理糠醛渣的方法,实现纤维素和木质素的高效分离,通过超声、稀释和高速离心等技术,制备出纳米纤维素、纳米木质素和木质素三种产品。研究了甲酸—过氧化氢预处理条件对木质素和纤维素制备生物质基纳米材料的影响,并对获得的三种产品进行了结构表征和分析。结果表明,该体系对糠醛渣中木质素的提取非常有效,在糠醛渣、甲酸和过氧化氢用量分别为5 g–40 mL–16 mL时,所获得残渣中木质素的含量最低为0.8%,相应的纤维素含量为88.0%。反应液稀释沉淀获得的木质素主要以对羟苯基结构为主,分子量最低为1093 g/moL。上清液通过高速离心获得不规则的纳米木质素颗粒,其横向尺寸在332 nm511 nm之间,厚度在210nm之间。残渣经细胞粉碎机超声处理获得纳米纤维素,宽2050 nm,长5001000 nm,长径比为2.550,Zeta电势为-35 mV-45 mV,透过率在65%85%之间。该研究为糠醛渣在纳米材料领域的应用提供了重要理论基础和技术支持。5、糠醛渣制备碳基催化剂工业糠醛渣主要含纤维素和木质素,利用糠醛渣碳元素含量高的特性,本论文提出糠醛渣经过活化和碳化高效制备碳基催化剂用于微晶纤维素水解的策略。主要研究了活化和碳化对碳基催化剂活性位点、性质以及对微晶纤维素水解为葡萄糖的影响。研究发现,制备的糠醛渣基催化剂是一种含有弱酸性官能团(羧基和酚羟基)的介孔材料。该碳基催化剂与微晶纤维素混合球磨后,分别于200°C的水和0.012 wt%的稀盐酸体系中反应50 min,分别获得了高达65.2%和83.9%的葡萄糖。此外,混合球磨(催化剂与微晶纤维素混合球磨)水解纤维素的活化能为59.0 kJ/mol,低于水解单一球磨(89.7 kJ/mol)和不球磨(158.7 kJ/mol)纤维素的活化能,间接说明了混合球磨能够显着降低纤维素水解的反应活化能,这对于固体酸水解纤维素制备葡萄糖具有重要参考价值。本论文提出了半纤维素优先转化为糠醛的木质纤维生物质炼制新模式。通过多种联产技术,将木质纤维中的半纤维素一步或两步高效催化转化为糠醛,反应后的残渣作为原料被进一步转化为化学品、材料等,如乙酰丙酸、溶解浆、纳米纤维素、纳米木质素、木质素和碳基催化剂等,从而实现木质纤维生物质的高效利用,该研究将为糠醛工业的可持续发展提供重要技术支撑。
闫鹏[8](2019)在《基于界面润湿性的多孔介质塔板研究》文中研究说明泡沫碳化硅多孔介质塔板具有良好的流体力学性能与传质性能。基于结构设计的改进与强化已经得到了广泛研究,然而基于表界面性质特别是润湿性改变的过程强化,尚未见研究报道。本文通过表面改性调控界面润湿性,系统地研究了界面润湿性的变化规律以及物系与塔板表面交互作用机理,揭示了界面润湿性对塔板流体力学性能(压降、漏液和气体均布)的影响规律,并初步探索了基于界面润湿性设计的催化塔板在费托合成反应精馏领域的应用。本文从表界面力出发分析了表界面润湿性,继而定性分析了表界面润湿性对单气泡行为、多气泡行为、多孔介质内部气液流动的影响,以及对塔板流体力学性能的影响。结合构建的多孔介质的简化物理模型,揭示了界面润湿性对气液两相流动的影响机制,建立了考虑界面润湿性效应的塔板压降分解新策略及其新模型,归纳出了界面润湿性对塔板宏观流体力学性能的影响规律,提出界面润湿性可能是多孔介质塔板性能强化的新方法。基于以上过程分析,本文设计实验对多孔介质塔板性能进行了以下系统研究。首先,基于静态接触角为61°的亲水多孔介质模型塔板,采用原位涂层生长法制备获得静态接触角为157°的超疏水模型塔板和双面模型塔板;采用异位涂层生长法(溶胶浸涂法、喷涂法)设计制备了具有不同静态接触角(51°、95°、120°、140°、155°)和动态接触角行为(滑动角分别为32°和63°)的多孔介质塔板,实现了对塔板界面润湿性的系统调控;并通过一系列稳定性测试验证了所制备的塔板涂层在各种环境下均非常稳定。随后,研究了具有简化物理结构的多孔介质模型塔板的流体力学性能,初步得到静态接触角对塔板流体力学的影响规律,即与超疏水模型塔板和亲水模型塔板相比,具有复合润湿性的双面塔板表现出压降中等、漏液更低、气体分布更均匀的性能,综合性能最佳。最后,系统研究了界面润湿性对多孔介质塔板流体力学性能的影响,得到以下规律:随静态接触角的增大或接触角滞后的减小,压降逐渐减小、漏液总体呈增大趋势、气体分布更加均匀,且此规律与过程分析得到的结论一致;此外,初步探究了超疏液多孔介质塔板作为催化塔板在费托合成反应精馏中应用的优点和技术可行性。综上所述,本文为多孔介质塔板的强化提供了新思路,初步形成了基于界面润湿性的过程设备设计的新方法。
项文雨[9](2019)在《模块化催化精馏规整填料的基础研究及整塔优化设计》文中研究说明催化精馏技术在工业中已有广泛的应用,但催化精馏设备的设计仍依赖经验化方法,其中最核心的问题是缺乏对设备内部传递现象的深入研究。本文主要对模块化催化规整填料(MCSP)内的传递现象进行了系统的定量化实验研究;根据实验研究结果建立了一种理论化催化精馏塔优化设计方法;并通过两个案例进行了详细说明。首先本文研究了Winpak填料片的传质过程,并分析了Winpak填料片上开窗结构增强气液传质性能的机理。基于Winpak填料片设计了一种新型MCSP结构—Winpak-C系列填料。其次本文研究了催化精馏填料的停留时间分布(RTD)性能。设计并搭建了一套测量催化精馏填料RTD的实验装置,完成了多种催化精馏填料的整塔RTD测量实验,计算了不同填料的RTD密度函数,通过比较RTD密度函数的数学特征,发现较之捆扎包填料,Winpak-C填料具有更长的平均停留时间和较好的系统稳定性。为深入研究MCSP内液相的流动特性,设计并搭建了测量MCSP中反应模块RTD的实验装置,完成了多种反应模块的RTD曲线测量实验,分析了Winpak填料片对反应模块停留时间和系统稳定性的影响。随后本文采用二维扩散模型研究了反应模块内的液相扩散现象,通过测量多种反应模块上不同位置处的RTD曲线,并对RTD密度函数进行拟合,得到了不同模块的轴径向扩散系数。分析了不同骨架填料对反应模块液相扩散性能的影响,讨论了Winpak填料片加强反应模块径向扩散性能的机理,并研究了填料片比表面积、通道倾斜度和催化剂粒径分布等因素对反应模块液相扩散行为的影响。最后,在前期实验研究的基础上,本文提出了一种基于粒子群优化算法的催化精馏塔优化设计方法。使用Aspen Plus软件对催化精馏塔进行流程模拟,使用MATLAB软件编写粒子群算法的运算代码,并建立了MATLAB和Aspen Plus两款软件集成平台,通过MATLAB与Aspen两者之间的协同作用,以年总成本最小为目标函数,完成了多个反应精馏塔的优化设计。
马溢阳[10](2019)在《改性石墨烯负载零价铁去除水体中两种典型氯代有机物的研究》文中研究指明一直以来,我国都是氯代有机物产品的生产和消耗大国,由于绝大多数的氯代有机物具有毒性强、难生物降解及环境滞留性等特征,已经严重地威胁了生态环境的可持续性发展。因此,研发有效的治理手段和修复技术已然成为了一个重要的任务,其中纳米零价铁技术因为廉价易得,不会造成二次污染等优点而受到广泛的关注,但其容易被氧化和不可避免的团聚现象也同样限制着该项技术的应用。本研究通过还原共沉淀法和水热合成法分别制备了石墨烯负载钯铁双金属纳米颗粒(PdFe@r-GO)和硫/氮双掺杂改性石墨烯负载纳米零价铁颗粒(nZVI@SN-rGO)两种固体催化材料,以四氯化碳和2,4-二氯苯氧乙酸作为目标污染物,并在构建的三个反应体系下进行了降解脱氯反应。本文考察了不同反应体系下目标污染物的去除率和反应条件因素的影响,分析了目标污染物降解反应动力学特征,推断了不同反应体系下目标污染物的降解反应机理并探讨了可能发生的降解途径。鉴于解决纳米零价铁颗粒的缺陷为目的,获得了如下成果:(1)通过利用还原氧化石墨烯和硫/氮双掺杂改性石墨烯作为载体,可以分别良好地避免钯铁双金属纳米颗粒和纳米零价铁颗粒的团聚现象,相比较于无载体的情况可以将比表面积提高数倍,以暴露出更多的表面活性点位。(2)在超声波空化作用下可以有效地瓦解并清除纳米零价铁颗粒表面的钝化层,以解决纳米零价铁颗粒表面在降解氯代有机物的过程中不断形成钝化层会阻隔目标污染物与反应活性点位相接触的困扰,由此可以获得纳米零价铁颗粒持续的高反应活性。(3)当向本体溶液中添加过氧化氢时,通过利用纳米零价铁替代亚铁离子的方式,可以将均相芬顿反应体系转化成非均相类-芬顿反应体系,相比较于传统的芬顿反应可以实现铁系成分的快速分离、减少反应后沉淀物的生成量等优点。(4)通过添加过渡金属钯作为加氢催化剂,将纳米零价铁的还原作用和催化加氢相结合,可以明显降低四氯化碳降解反应活化能,伴随产生的活性氢原子可以显着地提高纳米零价铁颗粒的反应活性。(5)通过HPLC、IC、GC和GC-MS的联用,结合实验分析结果,以推测出不同反应体系下四氯化碳和2,4-D的降解途径。
二、固体催化剂力学性能研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、固体催化剂力学性能研究(论文提纲范文)
(1)类芬顿功能化薄木的构筑与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 类芬顿催化研究进展 |
1.2.1 类芬顿催化简介 |
1.2.2 类芬顿催化剂 |
1.2.3 类芬顿催化体系 |
1.3 木材的结构及功能化应用 |
1.3.1 木材的结构 |
1.3.2 木材的功能化应用 |
1.4 论文选题意义和主要研究内容 |
1.4.1 论文选题意义 |
1.4.2 主要研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
2 类芬顿功能化薄木膜的制备与表征方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验试剂及仪器设备 |
2.2.1 主要试验试剂 |
2.2.2 主要试验仪器及设备 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 薄木的基本性质与性能 |
2.3.2 类芬顿催化功能薄木膜的制备 |
2.3.3 类芬顿催化功能薄木膜的表征方法 |
2.3.4 类芬顿催化功能薄木膜的过滤性能测试 |
2.4 本章小结 |
3 薄木的基本性质与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 薄木的结构分析 |
3.2.2 薄木的机械强度与耐腐蚀性能分析 |
3.2.3 薄木膜过滤性能分析 |
3.3 本章小结 |
4 类芬顿催化功能薄木的性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 催化剂的选择 |
4.2.2 类芬顿功能化薄木的结构与形貌分析 |
4.2.3 类芬顿功能化薄木的组成与机械强度分析 |
4.2.4 类芬顿功能化薄木膜的过滤性能分析 |
4.3 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 主要创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
附录A |
附录B (攻读学位期间的主要学术成果) |
致谢 |
(2)可再生壳聚糖基功能材料的制备及催化生物柴油合成的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语(Abbreviations) |
前言 |
第一章 绪论 |
1.1 生物柴油简介 |
1.2 固体酸在生物柴油合成中的应用进展 |
1.2.1 磺酸功能化固体酸 |
1.2.2 杂多酸功能化固体酸 |
1.2.2.1 磷钨酸盐 |
1.2.2.2 负载型杂多酸 |
1.2.3 超强酸及金属氧化物型固体酸 |
1.3 固体碱在合成生物柴油中的研究进展 |
1.3.1 金属氧化物 |
1.3.2 复合金属氧化物 |
1.3.3 SiO_2负载碱催化剂 |
1.4 壳聚糖基催化剂载体的研究进展 |
1.5 小结及展望 |
1.6 研究目的及内容 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 研究内容 |
第二章 可再生壳聚糖基磁性酸(FCHC-SO_3H)高效催化高酸值原料制备生物柴油 |
2.1 引言 |
2.2 立题的思想和依据 |
2.3 实验部分 |
2.3.1 主要原料与试剂 |
2.3.2 主要仪器与设备 |
2.3.3 催化剂的制备 |
2.3.3.1 纳米Fe_3O_4的制备 |
2.3.3.2 双壳磁性壳聚糖的合成 |
2.3.3.3 酸性催化剂的制备 |
2.3.4 催化剂的表征方法 |
2.3.4.1 X-射线粉末衍射表征(XRD) |
2.3.4.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
2.3.4.3 热重分析(TGA) |
2.3.4.4 磁滞回线测试(VSM) |
2.3.4.5 扫描电镜(SEM) |
2.3.4.6 透射电镜(TEM) |
2.3.4.7 N_2吸附脱附分析 |
2.3.4.8 酸密度中和滴定 |
2.3.5 催化剂的在生物柴油中的应用 |
2.3.5.1 油酸与甲醇的酯化反应 |
2.3.5.2 重复使用性研究 |
2.3.6 产率的检测 |
2.3.7 油酸和甲醇进行酯化反应的动力学 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 催化剂表征分析 |
2.4.1.1 X射线粉末衍射(XRD) |
2.4.1.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
2.4.1.3 热重分析(TGA) |
2.4.1.4 磁性能分析(VSM) |
2.4.1.5 扫描电镜分析(SEM) |
2.4.1.6 透射电镜分析(TEM) |
2.4.1.7 N_2吸附脱附分析 |
2.4.1.8 酸密度测定分析 |
2.4.2 生物柴油的产率检测 |
2.4.3 反应催化剂的筛选 |
2.4.4 反应条件产率的影响 |
2.4.4.1 反应温度对产率的影响 |
2.4.4.2 反应时间对产率的影响 |
2.4.4.3 醇与油酸摩尔比对产率的影响 |
2.4.4.4 催化剂用量对产率的影响 |
2.4.5 催化剂的重复使用性研究 |
2.4.6 反应的动力学研究 |
2.4.7 催化活性的对比 |
2.5 本章小结 |
第三章 钴掺杂壳聚糖碳基酸性催化剂用于催化非食用油制备生物柴油的研究 |
3.1 引言 |
3.2 立题的思想和依据 |
3.3 实验部分 |
3.3.1 实验部分材料与试剂 |
3.3.2 主要仪器与设备 |
3.3.3 催化剂的制备 |
3.3.4 催化剂表征 |
3.3.4.1 X-射线粉末衍射表征(XRD) |
3.3.4.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
3.3.4.3 热重分析(TGA) |
3.3.4.4 水接触角表征 |
3.3.4.5 扫描电镜(SEM) |
3.3.4.6 透射电镜(TEM) |
3.3.4.7 N_2吸附脱附分析 |
3.3.4.8 元素分析 |
3.3.4.9 酸密度中和滴定 |
3.3.5 一锅法催化转化高酸值原料制备生物柴油 |
3.3.6 产率检测 |
3.3.7 耐水性和重复使用性的测试 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 催化剂表征分析 |
3.4.1.1 XRD分析 |
3.4.1.2 FT-IR分析 |
3.4.1.3 TG分析 |
3.4.1.4 水接触角 |
3.4.1.5 SEM分析 |
3.4.1.6 TEM分析 |
3.4.1.7 N2吸附脱附分析 |
3.4.1.8 元素分析 |
3.4.1.9 酸密度中和滴定 |
3.4.2 生物柴油产率的检测 |
3.4.3 不同催化剂的筛选 |
3.4.4 反应条件对生物柴油产率的影响 |
3.4.4.1 反应温度对产率的影响 |
3.4.4.2 反应时间对产率的影响 |
3.4.4.3 醇油摩尔比对产率的影响 |
3.4.4.4 催化剂量对产率的影响 |
3.4.5 催化剂耐水性研究 |
3.4.6 催化剂的重复使用性研究 |
3.4.7 反应动力学研究 |
3.4.8 底物拓展及放大反应 |
3.4.9 催化活性的对比 |
3.5 结论 |
第四章 磁性壳聚糖基酸性碳凝胶在催化高酸值原料制备生物柴油中的应用 |
4.1 引言 |
4.2 立题思想与设计思路 |
4.3 实验部分 |
4.3.1 材料与试剂 |
4.3.2 主要仪器与设备 |
4.3.3 催化剂的制备 |
4.3.3.1 Fe_3O_4@SiO_2 的制备 |
4.3.3.2 Fe_3O_4@SiO_2@CS凝胶的制备 |
4.3.3.3 Fe_3O_4@SiO_2@C-SO_3H的制备 |
4.3.3.4 对比催化剂CS-SO_3H的制备 |
4.3.4 催化剂的表征 |
4.3.4.1 XPS分析 |
4.3.4.2 X-射线粉末衍射表征(XRD) |
4.3.4.3 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
4.3.4.4 热重分析 |
4.3.4.5 扫描电镜(SEM) |
4.3.4.6 透射电镜(TEM) |
4.3.4.7 N_2吸附脱附分析 |
4.3.4.8 酸密度中和滴定 |
4.3.4.9 水接触角表征 |
4.3.5 催化油酸酯化反应制备生物柴油 |
4.3.6 反应动力学研究 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 催化剂表征分析 |
4.4.1.1 XPS分析 |
4.4.1.2 XRD分析 |
4.4.1.3 红外分析 |
4.4.1.4 TG分析 |
4.4.1.5 磁性能分析 |
4.4.1.6 SEM分析 |
4.4.1.7 TEM分析 |
4.4.1.8 N_2吸附脱附分析 |
4.4.1.9 酸密度测定 |
4.4.1.10 水接触角 |
4.4.2 催化剂的筛选 |
4.4.3 反应条件的优化 |
4.4.3.1 反应温度对产率的影响 |
4.4.3.2 反应时间对产率的影响 |
4.4.3.3 醇和油酸的摩尔比对产率的影响 |
4.4.3.4 催化剂量对产率的影响 |
4.4.4 耐水性研究 |
4.4.5 重复使用性研究 |
4.4.6 动力学研究 |
4.4.7 催化活性的对比 |
4.5 结论 |
第五章 壳聚糖螯合金属离子纳米催化剂的筛选、表征及制备生物柴油的应用 |
5.1 引言 |
5.2 立题思想与设计思路 |
5.3 实验部分 |
5.3.1 材料与试剂 |
5.3.2 主要仪器与设备 |
5.3.3 催化剂制备 |
5.3.4 催化剂表征 |
5.3.4.1 X-射线粉末衍射表征(XRD) |
5.3.4.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
5.3.4.3 热重分析 |
5.3.4.4 TPD表征 |
5.3.4.5 N_2吸附脱附分析 |
5.3.4.6 扫描电镜(SEM) |
5.3.4.7 透射电镜(TEM) |
5.3.5 酯交换催化反应 |
5.3.6 重复使用性 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 催化剂的表征 |
5.4.1.1 XRD表征分析 |
5.4.1.2 傅里叶红外表征分析 |
5.4.1.3 热重分析 |
5.4.1.4 N_2吸附脱附 |
5.4.1.5 TPD表征 |
5.4.1.6 SEM表征分析 |
5.4.1.7 TEM表征分析 |
5.4.2 催化剂的筛选 |
5.4.3 反应条件对产率的影响 |
5.4.3.1 温度对反应产率的影响 |
5.4.3.2 反应时间对产率的影响 |
5.4.3.3 醇油摩尔比对产率的影响 |
5.4.3.4 催化剂量对产率的影响 |
5.4.4 重复使用性 |
5.4.5 反应动力学研究 |
5.4.6 底物拓展 |
5.5 结论 |
第六章 以壳聚糖为模板剂的酸碱双功能材料Ca-B(700)的制备及其在催化制备生物柴油中的应用 |
6.1 引言 |
6.2 立题思想与设计思路 |
6.3 实验部分 |
6.3.1 材料与试剂 |
6.3.2 主要仪器与设备 |
6.3.3 催化剂制备 |
6.3.4 催化剂表征 |
6.3.4.1 X-射线粉末衍射表征(XRD) |
6.3.4.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
6.3.4.3 热重分析 |
6.3.4.4 TPD表征 |
6.3.4.5 N_2吸附脱附分析 |
6.3.4.6 扫描电镜(SEM) |
6.3.4.7 透射电镜(TEM) |
6.3.4.8 水接触角表征 |
6.3.4.9 吡啶红外表征 |
6.3.5 酯交换反应 |
6.3.6 催化剂可重复使用性 |
6.4 结果与讨论 |
6.4.1 催化剂表征结果 |
6.4.1.1 XRD分析 |
6.4.1.2 FT-IR分析 |
6.4.1.3 TGA分析 |
6.4.1.4 TPD分析 |
6.4.1.5 N_2吸附/脱附分析 |
6.4.1.6 SEM分析 |
6.4.1.7 TEM分析结果 |
6.4.1.8 水接触角分析 |
6.4.1.9 吡啶红外分析 |
6.4.2 催化剂筛选 |
6.4.3 反应条件的优化 |
6.4.3.1 反应温度对产率的影响 |
6.4.3.2 反应时间对产率的影响 |
6.4.3.3 醇油摩尔比对产率的影响 |
6.4.3.4 催化剂量对产率的影响 |
6.4.4 催化剂比表面积、孔体积和孔径对产率的影响 |
6.4.5 催化剂平均粒径大小对产率的影响 |
6.4.6 催化剂重复使用性 |
6.4.7 底物拓展 |
6.5 结论 |
第七章 磁性介孔壳聚糖碳基碱性材料的制备、表征及其在催化梧桐油制备生物柴油中的应用 |
7.1 前言 |
7.2 立题思想与设计思路 |
7.3 实验部分 |
7.3.1 材料与试剂 |
7.3.2 主要仪器与设备 |
7.3.3 催化剂制备 |
7.3.3.1 Co-MOF的制备 |
7.3.3.2 Ca-Co-MOF@CS的合成 |
7.3.3.3 磁性催化剂的制备 |
7.3.4 催化剂表征 |
7.3.4.1 XPS分析 |
7.3.4.2 X-射线粉末衍射表征(XRD) |
7.3.4.3 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
7.3.4.4 热重分析 |
7.3.4.5 磁滞回线测试(VSM) |
7.3.4.6 N_2吸附脱附分析 |
7.3.4.7 扫描电镜(SEM) |
7.3.4.8 透射电镜(TEM) |
7.3.4.9 CO_2-TPD |
7.3.5 酯交换反应 |
7.4 结果与讨论 |
7.4.1 CO-MOF的表征 |
7.4.1.1 XRD分析 |
7.4.1.2 SEM分析 |
7.4.1.3 TEM分析 |
7.4.1.4 N_2吸附脱附 |
7.4.2 磁性系列催化剂表征 |
7.4.2.1 XPS分析 |
7.4.2.2 XRD分析结果 |
7.4.2.3 红外分析 |
7.4.2.4 热重分析 |
7.4.2.5 VSM分析 |
7.4.2.6 N_2吸附脱附分析 |
7.4.2.7 SEM分析结果 |
7.4.2.8 TEM分析 |
7.4.2.9 CO_2-TPD分析结果 |
7.4.3 反应条件对产率的影响 |
7.4.3.1 反应温度对产率的影响 |
7.4.3.2 反应时间对产率的影响 |
7.4.3.3 醇油摩尔比对产率的影响 |
7.4.3.4 催化剂量对产率的影响 |
7.4.4 室温条件下生物柴油的合成研究 |
7.4.5 重复使用性研究 |
7.4.6 催化剂性能对比 |
7.5 结论 |
第八章 结论 |
8.1 主要结论 |
8.2 存在不足及未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
F-1 攻读博士期间发表的论文 |
F-2 攻读博士期间参与的科研项目 |
(3)碳、银共改性ZnO催化剂及其热分解高氯酸铵性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
1.2 固体推进剂概述 |
1.2.1 固体推进剂的组分及其功能 |
1.2.2 高氯酸铵的特点及作用 |
1.3 高氯酸铵的热分解及催化热分解研究进展 |
1.3.1 高氯酸铵的热分解特性 |
1.3.2 常用的高氯酸铵热分解催化剂 |
1.3.3 高氯酸铵的热分解及催化热分解反应机理 |
1.4 ZnO催化剂的制备及改性 |
1.4.1 ZnO催化剂的制备 |
1.4.2 ZnO催化剂的改性 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2章 实验材料与研究方法 |
2.1 实验试剂及实验仪器 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验材料的制备 |
2.2.1 ZnO/CB复合催化剂的制备 |
2.2.2 分级ZnO/CB复合催化剂的制备 |
2.2.3 Ag-ZnO/CB复合催化剂的制备 |
2.3 催化剂材料的表征方法 |
2.3.1 微观形貌分析 |
2.3.2 物相组成分析 |
2.3.3 荧光光谱 |
2.3.4 比表面积和孔径分析 |
2.3.5 电学性能分析 |
2.3.6 原位红外光谱 |
2.4 高氯酸铵的热分解性能评价 |
2.4.1 热重-差示扫描量热联用技术 |
2.4.2 热分解动力学行为分析 |
第3章 碳改性ZnO催化剂及其热分解高氯酸铵性能研究 |
3.1 ZnO催化剂的改性材料筛选及结构设计 |
3.1.1 改性材料筛选 |
3.1.2 结构设计 |
3.2 ZnO催化剂的制备及其热分解高氯酸铵性能研究 |
3.2.1 ZnO的 ALD制备及表征 |
3.2.2 ZnO催化高氯酸铵热分解性能研究 |
3.3 ZnO/碳黑复合催化剂的制备及其热分解高氯酸铵性能研究 |
3.3.1 ZnO/碳黑复合催化剂的制备 |
3.3.2 ZnO/碳黑复合催化剂热分解高氯酸铵性能研究 |
3.4 分级ZnO/碳黑复合催化剂的制备及其热分解高氯酸铵性能研究 |
3.4.1 分级ZnO/碳黑复合催化剂的制备及表征 |
3.4.2 分级ZnO/碳黑复合催化剂热分解高氯酸铵性能研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 银改性ZnO/碳黑复合催化剂及其热分解高氯酸铵性能研究 |
4.1 贵金属改性材料筛选及制备策略 |
4.1.1 贵金属材料筛选 |
4.1.2 贵金属改性催化剂的制备策略 |
4.2 Ag-ZnO复合催化剂的制备及其热分解高氯酸铵性能研究 |
4.2.1 Ag-ZnO复合催化剂的制备 |
4.2.2 Ag-ZnO复合催化剂热分解高氯酸铵性能研究 |
4.3 Ag-ZnO/CB复合催化剂制备及其热分解高氯酸铵性能研究 |
4.3.1 Ag-ZnO/CB复合催化剂的制备 |
4.3.2 Ag-ZnO/CB复合催化剂热分解高氯酸铵性能研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 高氯酸铵的催化热分解反应机理探讨及应用研究 |
5.1 高氯酸铵的催化热分解反应机理探讨 |
5.1.1 化学键合锚定型ZnO/碳黑复合催化剂的快速电子转移机理 |
5.1.2 Ag锚定增强ZnO的化学敏化协同电子转移机理 |
5.2 ZnO基复合催化剂在AP/HTPB固体推进剂中的应用研究 |
5.2.1 ZnO-AP/HTPB固体推进剂的制备及表征 |
5.2.2 ZnO-AP/HTPB固体推进剂的燃烧性能研究 |
5.2.3 ZnO-AP/HTPB固体推进剂的能量性能研究 |
5.3 本章小结 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(4)辐射接枝制备功能织物及其催化降解有机污染物的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 织物表面的改性方法 |
1.2.1 化学表面处理 |
1.2.2 等离子表面处理 |
1.2.3 高能射线接枝处理 |
1.3 常见纳米材料整理纤维织物的种类与方法 |
1.3.1 半导体纳米颗粒整理纤维织物 |
1.3.2 碳材料整理纤维织物 |
1.4 复合纤维织物在污水净化方面的应用 |
1.4.1 光催化氧化 |
1.4.2 Fenton氧化催化剂复合纤维织物 |
1.4.3 类-Fenton氧化 |
1.5 本论文的研究目的和研究内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 PET织物共价负载纳米ZnO提高其紫外屏蔽、疏水和耐热性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料与试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 材料制备 |
2.2.4 织物表征测试形貌表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 测试表征 |
2.3.2 性能研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 棉布表面原位矿化Ag@ZnO及其自清洁,抗菌和降解有机污染物的应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料与试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 材料制备 |
3.2.4 织物表征测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 Cot-g-Si/Ag@ZnO的设计 |
3.3.2 测试表征 |
3.3.3 光催化性能及稳定性研究 |
3.3.4 机理推断 |
3.3.5 抗菌性能研究 |
3.4 本章小结 |
第4章 PET织物表面负载β-FeOOH及其含油废水净化的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料与试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 材料制备 |
4.2.4 纤维织物表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 β-FeOOH@PET的设计 |
4.3.2 测试表征 |
4.3.3 光-Fenton催化活性与稳定性表征 |
4.3.4 环境应用 |
4.4 本章小结 |
第5章 单原子钴催化剂的制备及促进过一硫酸盐活化的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料与试剂 |
5.2.2 实验仪器 |
5.2.3 材料制备 |
5.2.4 无纺布表征测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 P-PFeCo的设计 |
5.3.2 测试表征 |
5.3.3 催化活性和稳定性表征 |
5.3.4 机理推断 |
5.3.5 环境应用 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)碳五馏分的分离与高端碳五石油树脂合成研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 碳五原料分离技术 |
1.2.1 碳五馏分组成及综合利用介绍 |
1.2.2 碳五馏分分离技术 |
1.3 碳五石油树脂合成技术 |
1.3.1 碳五石油树脂介绍 |
1.3.1.1 混合C5石油树脂 |
1.3.1.2 脱环C5石油树脂 |
1.3.1.3 间戊二烯石油树脂 |
1.3.1.4 双环戊二烯石油树脂 |
1.3.1.5 共聚石油树脂 |
1.3.1.6 加氢碳五石油树脂 |
1.3.2 碳五石油树脂合成技术 |
1.3.2.1 质子酸催化聚合 |
1.3.2.2 Lewis酸催化聚合 |
1.3.2.3 自由基引发聚合 |
1.3.2.4 有机金属催化聚合 |
1.3.2.5 热聚法合成 |
1.4 碳五石油树脂应用 |
1.4.1 用于胶粘剂 |
1.4.1.1 热熔压敏胶粘接性能 |
1.4.1.2 热熔压敏胶对碳五石油树脂质量要求 |
1.4.2 用于油墨 |
1.4.3 用于橡胶加工 |
1.4.4 用于涂料 |
1.4.5 用于造纸 |
1.5 碳五石油树脂牌号开发 |
1.5.1 配方和反应条件 |
1.5.1.1 催化剂选择 |
1.5.1.2 配方优化 |
1.5.1.3 反应条件 |
1.5.2 共聚改性 |
1.5.2.1 C5/C9共聚改性 |
1.5.2.2 苯乙烯改性 |
1.5.2.3 萜烯改性 |
1.5.2.4 极性基团改性 |
1.5.3 催化加氢改性 |
1.5.3.1 加氢工艺 |
1.5.3.2 加氢催化剂 |
1.5.3.3 加氢溶剂 |
1.6 碳五石油树脂发展现状及存在问题 |
1.6.1 国外碳五石油树脂发展现状 |
1.6.2 国内碳五石油树脂发展现状 |
1.6.3 存在问题 |
1.7 研究目的、意义和拟解决的关键技术 |
1.7.1 研究目的意义 |
1.7.2 研究内容与拟解决的关键技术 |
1.7.2.1 研究内容 |
1.7.2.2 拟解决的关键技术 |
1.7.3 研究方案及技术路线 |
1.7.3.1 研究方案 |
1.7.3.2 技术路线 |
第2章 碳五原料分离研究 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 检测方法 |
2.4 碳五原料分离方法 |
2.5 碳五分离条件优化 |
2.5.1 环戊二烯二聚反应 |
2.5.1.1 二聚反应温度 |
2.5.1.2 二聚反应时间 |
2.5.2 异戊二烯萃取精馏 |
2.5.2.1 萃取剂DMF用量 |
2.5.2.2 萃取精馏温度 |
2.6 异戊烯分离方法 |
2.7 异戊烯分离条件优化 |
2.7.1 加氢反应 |
2.7.1.1 氢气用量优化 |
2.7.1.2 加氢反应温度 |
2.7.2 醚化反应 |
2.7.2.1 甲醇用量 |
2.7.2.2 醚化反应温度 |
2.7.3 醚解反应 |
2.7.3.1 醚解反应温度 |
2.7.3.2 醚解反应压力 |
2.7.4 异构化反应 |
2.8 本章小结 |
第3章 Lewis酸催化法合成碳五石油树脂研究 |
3.1 催化合成原料 |
3.2 实验仪器 |
3.3 检测方法 |
3.4 催化合成方法 |
3.5 配方和反应条件对树脂影响研究 |
3.5.1 配方优化实验 |
3.5.1.1 间戊二烯用量 |
3.5.1.2 异戊二烯用量 |
3.5.1.3 双环戊二烯用量 |
3.5.1.4 异戊烯用量 |
3.5.1.5 苯乙烯用量 |
3.5.1.6 循环溶剂用量 |
3.5.2 反应条件优化 |
3.5.2.1 催化剂用量 |
3.5.2.2 反应温度 |
3.5.2.3 反应时间 |
3.6 本章小结 |
第4章 碳五石油树脂牌号开发 |
4.1 目标产品选择 |
4.2 配方设计 |
4.2.1 苯乙烯用量 |
4.2.2 间戊二烯用量 |
4.2.3 异戊二烯用量 |
4.2.4 双环戊二烯用量 |
4.2.5 异戊烯用量 |
4.2.6 循环溶剂用量 |
4.3 反应条件设计 |
4.3.1 催化剂用量 |
4.3.2 反应温度 |
4.3.3 反应时间 |
4.4 合成结果 |
4.5 结构表征分析 |
4.6 应用性能评价 |
4.7 本章小结 |
第5章 热聚法合成碳五石油树脂研究 |
5.1 热聚实验原料 |
5.2 热聚实验仪器 |
5.3 热聚实验检测方法 |
5.4 热聚合成方法 |
5.5 配方和反应条件对树脂质量影响研究 |
5.5.1 热聚配方优化实验 |
5.5.1.1 双环戊二烯用量 |
5.5.1.2 间戊二烯用量 |
5.5.1.3 溶剂用量 |
5.5.2 热聚反应条件优化实验 |
5.5.2.1 热聚反应温度 |
5.5.2.2 热聚反应时间 |
5.6 本章小结 |
第6章 碳五石油树脂加氢改性研究 |
6.1 加氢实验原料 |
6.2 加氢实验仪器 |
6.3 加氢实验检测方法 |
6.4 石油树脂催化加氢方法 |
6.5 反应条件对加氢石油树脂质量影响研究 |
6.5.1 加氢催化剂用量 |
6.5.2 加氢反应温度 |
6.5.3 加氢反应压力 |
6.5.4 加氢反应时间 |
6.5.5 基础树脂溶液浓度 |
6.6 加氢实验小结 |
第7章 加氢碳五石油树脂牌号开发 |
7.1 加氢石油树脂目标产品选择 |
7.2 热聚基础树脂选择 |
7.3 加氢反应条件设计 |
7.3.1 催化剂用量 |
7.3.2 加氢反应温度 |
7.3.3 加氢反应压力 |
7.3.4 加氢反应时间 |
7.3.5 基础树脂溶液浓度 |
7.4 合成结果 |
7.5 加氢石油树脂应用评价 |
7.6 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 研究创新之处 |
8.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(6)多级孔ZSM-5分子筛挤条成型及其机械强度研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 多级孔ZSM-5分子筛 |
1.2.1 概述 |
1.2.2 多级孔ZSM-5分子筛的合成 |
1.2.3 多级孔ZSM-5分子筛的应用 |
1.3 催化剂成型 |
1.3.1 压缩成型法 |
1.3.2 挤条成型法 |
1.3.3 喷雾成型法 |
1.3.4 转动成型法 |
1.4 催化剂机械强度研究 |
1.4.1 催化剂机械强度测试 |
1.4.2 Griffith脆性断裂理论 |
1.4.3 Weibull统计理论 |
1.5 本论文研究目的与内容 |
第二章 多级孔ZSM-5挤条成型的单因素实验研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验仪器和试剂 |
2.2.2 分子筛的成型过程 |
2.2.3 颗粒机械强度测试与数据处理 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 干燥温度的影响 |
2.3.2 干燥含水率的影响 |
2.3.3 焙烧温度的影响 |
2.3.4 焙烧时间的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 干燥过程对多级孔ZSM-5分子筛成型的影响 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验仪器和试剂 |
3.2.2 分子筛的成型过程 |
3.2.3 颗粒机械强度测试与数据处理 |
3.2.4 样品表征 |
3.3 实验设计 |
3.3.1 研究因素及其范围 |
3.3.2 中心复合正交设计 |
3.3.3 模型拟合与统计分析 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 初始模型拟合评价 |
3.4.2 模型改进与验证 |
3.4.3 过程参数对响应变量的影响 |
3.4.4 机械强度的统计性质 |
3.4.5 形貌及孔结构 |
3.4.6 机械性能的提高 |
3.5 本章小结 |
第四章 焙烧过程对多级孔ZSM-5分子筛成型的影响 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验仪器和试剂 |
4.2.2 分子筛的成型过程 |
4.2.3 颗粒机械强度测试与数据处理 |
4.2.4 实验设计 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 初始模型拟合评价 |
4.3.2 模型改进与验证 |
4.3.3 实验结果统计分析 |
4.3.4 过程参数对响应变量的影响 |
4.3.5 焙烧过程参数优化 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间科研成果 |
(7)蔗渣清洁高效制备糠醛及糠醛渣的高效利用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 木质纤维生物质的组成与结构 |
1.2.1 纤维素 |
1.2.2 半纤维素 |
1.2.3 木质素 |
1.3 甘蔗渣概述 |
1.3.1 甘蔗渣的特点 |
1.3.2 甘蔗渣的利用现状 |
1.4 生物质利用方式与发展现状 |
1.4.1 直接燃烧 |
1.4.2 固体转化 |
1.4.3 液体转化 |
1.4.4 气体转化 |
1.5 生物质液相制备糠醛的研究进展 |
1.5.1 制备糠醛的反应机理 |
1.5.2 制备糠醛的研究 |
1.5.2.1 催化剂 |
1.5.2.2 催化体系 |
1.5.3 糠醛渣概述 |
1.6 基于木质纤维生物质主要组分的资源化利用 |
1.6.1 基于纤维素的资源化利用 |
1.6.2 基于木质素的资源化利用 |
1.6.3 基于半纤维素的资源化利用 |
1.7 本文研究目的、意义和内容 |
第二章 SO_4~(2-)/Sn-MMT的制备及其催化蔗渣两步制备糠醛和乙酰丙酸 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料与仪器 |
2.2.2 实验方法 |
2.2.2.1 催化剂的制备 |
2.2.2.2 催化剂的表征 |
2.2.2.3 催化蔗渣制备糠醛和乙酰丙酸 |
2.2.2.4 液体部分的分析 |
2.2.2.5 固体残渣的表征 |
2.2.2.6 响应面设计和统计学分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 不同催化体系对糠醛得率的影响 |
2.3.2 各单因素对糠醛得率的影响 |
2.3.3 响应面拟合糠醛得率 |
2.3.3.1 模型分析 |
2.3.3.2 各因素对响应面的影响 |
2.3.4 乙酰丙酸的制备 |
2.3.5 催化体系和固体残渣的分析 |
2.3.5.1 两步反应中催化体系的成分分析 |
2.3.5.2 固体残渣的表征分析 |
2.3.6 催化剂的表征分析 |
2.3.7 催化剂的循环性能 |
2.4 本章小结 |
第三章 草酸-对甲苯磺酸两步法处理蔗渣高效制备糠醛和溶解浆 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料与仪器 |
3.2.2 实验方法 |
3.2.2.1 戊糖水解液的制备 |
3.2.2.2 糠醛的制备 |
3.2.2.3 溶解浆的制备 |
3.2.2.4 产品分析 |
3.2.2.5 固体残渣的表征 |
3.2.2.6 二维核磁分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 反应条件对水解液中糖含量的影响 |
3.3.2 溶剂对糠醛得率的影响 |
3.3.3 反应条件对糠醛得率的影响 |
3.3.4 草酸对糠醛得率的影响 |
3.3.5 催化剂的稳定性和循环使用性 |
3.3.6 催化剂的水溶性和反应机理 |
3.3.7 对甲苯磺酸处理固体残渣抽提木质素 |
3.3.8 溶解浆的制备及性能分析 |
3.3.9 固体残渣的表征 |
3.3.10 木质素的二维核磁分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 碱蒸煮糠醛渣抽提木质素及其结构解析与应用 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料与仪器 |
4.2.2 糠醛渣中木质素的分离与回收 |
4.2.3 木质素的表征 |
4.2.3.1 组分分析 |
4.2.3.2 分子量分析 |
4.2.3.3 红外和元素分析 |
4.2.3.4 二维核磁分析 |
4.2.3.5 定量磷谱分析 |
4.2.3.6 热裂解分析 |
4.2.4 木质素的抗氧化能力测试 |
4.2.5 固体残渣的表征 |
4.2.5.1 固体残渣的组分分析 |
4.2.5.2 红外分析 |
4.2.5.3 固体核磁 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 成分分析 |
4.3.2 红外分析 |
4.3.3 二维核磁分析 |
4.3.4 定量磷谱 |
4.3.5 热裂解分析 |
4.3.6 抗氧化性分析 |
4.3.7 固体残渣分析 |
4.3.7.1 组分分析 |
4.3.7.2 红外分析 |
4.3.7.3 固体核磁分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 糠醛渣基纳米材料的制备及表征 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 材料与仪器 |
5.2.2 甲酸—过氧化氢预处理 |
5.2.3 制备纳米纤维素和木质素纳米颗粒 |
5.2.4 分析和表征 |
5.2.4.1 化学成分分析 |
5.2.4.2 红外光谱分析 |
5.2.4.3 原子力显微镜分析 |
5.2.4.4 动态光散射粒度分析 |
5.2.4.5 固体核磁分析 |
5.2.4.6 二维核磁分析 |
5.2.4.7 凝胶渗透色谱分析 |
5.2.4.8 XRD分析和热稳定性分析 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 预处理样品的组分分析 |
5.3.2 固体残渣的结构分析 |
5.3.3 沉淀木质素的结构分析 |
5.3.4 纳米纤维素的形貌和性能分析 |
5.3.5 纳米木质素的形貌和性能分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 糠醛渣衍生的碳基催化剂的制备及其水解微晶纤维素 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 材料与仪器 |
6.2.2 实验方法 |
6.2.2.1 糠醛渣衍生的碳基催化剂的制备 |
6.2.2.2 糠醛渣衍生的碳基催化剂的表征 |
6.2.2.3 碳基催化剂催化微晶纤维素制备葡萄糖 |
6.2.2.4 液体部分的分析 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 球磨预处理对纤维素结晶度的影响 |
6.3.2 预处理条件对纤维素水解的影响 |
6.3.3 反应条件对纤维素水解的影响 |
6.3.4 反应动力学分析 |
6.3.5 反应介质对葡萄糖得率的影响 |
6.3.6 多种碳基催化剂水解纤维素制备葡萄糖的分析比较 |
6.3.7 催化剂的稳定性 |
6.3.8 糠醛渣衍生的催化剂的表征 |
6.3.8.1 酸度、元素含量和孔径分布分析 |
6.3.8.2 红外分析 |
6.3.8.3 XRD和拉曼分析 |
6.3.8.4 固体核磁分析 |
6.3.8.5 XPS分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 本文总结 |
7.2 创新之处 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(8)基于界面润湿性的多孔介质塔板研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 化工过程强化的基本概念 |
1.2 精馏塔板的研究进展 |
1.2.1 开孔型塔板 |
1.2.2 多孔介质塔板 |
1.3 精馏塔板的流体力学性能 |
1.3.1 压降 |
1.3.2 漏液 |
1.3.3 气体分布 |
1.3.4 雾沫夹带 |
1.4 多孔介质内部流型与板上气液接触状态 |
1.4.1 多孔介质内的气液两相流型 |
1.4.2 板上气液两相接触状态 |
1.5 表界面润湿性 |
1.5.1 润湿理论 |
1.5.2 超浸润涂层的制备方法 |
1.5.3 静态与动态接触角的测量方法 |
1.6 本论文的研究内容 |
1.7 选题目的和意义 |
第二章 界面润湿性对塔板性能的影响 |
2.1 表界面力 |
2.2 表界面润湿性 |
2.2.1 静态接触角 |
2.2.2 动态接触角 |
2.3 单气泡行为 |
2.3.1 单气泡行为的静态接触角效应 |
2.3.2 单气泡行为的动态接触角效应 |
2.4 多气泡行为 |
2.4.1 多孔多气泡行为的静态接触角效应 |
2.4.2 多孔多气泡行为的动态接触角效应 |
2.5 多孔介质塔板及其内部的气液流动 |
2.5.1 简化物理模型 |
2.5.2 竖直通道内的静态接触角效应 |
2.5.3 竖直通道内的动态接触角效应 |
2.6 多孔介质塔板的宏观流体力学性能 |
2.6.1 压降分解新策略 |
2.6.2 静态接触角对流体力学性能的影响 |
2.6.3 动态接触角对流体力学性能的影响 |
2.7 本章小结 |
第三章 表面改性涂层的制备、表征及性能评价 |
3.1 实验塔板 |
3.2 实验试剂与仪器 |
3.3 超疏水涂层制备方法 |
3.3.1 原位浸泡生长法 |
3.3.2 溶胶浸涂法 |
3.3.3 喷涂法 |
3.4 超疏水涂层稳定性测试方法 |
3.4.1 浸泡稳定性 |
3.4.2 气体冲刷稳定性 |
3.4.3 液体冲击稳定性 |
3.4.4 酸碱耐受性 |
3.4.5 热稳定性 |
3.4.6 气氛暴露稳定性 |
3.4.7 热修复性能 |
3.5 实验结果与讨论 |
3.5.1 原位生长涂层 |
3.5.2 溶胶浸涂涂层 |
3.5.3 喷涂涂层 |
3.6 本章小结 |
第四章 多孔介质模型塔板的流体力学性能研究 |
4.1 多孔介质模型塔板的设计 |
4.2 流体力学实验装置和方法 |
4.2.1 实验装置 |
4.2.2 压降测量方法 |
4.2.3 漏液测量方法 |
4.2.4 气体分布测量方法 |
4.3 静态接触角对流体力学性能的影响 |
4.3.1 压降 |
4.3.2 漏液 |
4.3.3 气体分布 |
4.4 本章小结 |
第五章 多孔介质塔板的流体力学性能研究及其在反应精馏中的应用初探 |
5.1 多孔介质塔板的设计 |
5.2 流体力学实验装置和方法 |
5.3 静态接触角对流体力学性能的影响 |
5.3.1 压降 |
5.3.2 漏液 |
5.3.3 气体分布 |
5.4 接触角滞后对流体力学性能的影响 |
5.4.1 压降 |
5.4.2 漏液 |
5.4.3 气体分布 |
5.5 超疏液多孔介质塔板在费托合成反应精馏应用中的初步探讨 |
5.5.1 引言 |
5.5.2 非均相催化反应精馏的分类 |
5.5.3 超疏反应精馏多孔介质塔板开发的策略 |
5.5.4 技术可行性分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论、创新点与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
附录 |
附录A 多孔介质模型塔板的受力分析 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(9)模块化催化精馏规整填料的基础研究及整塔优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 催化精馏 |
1.1.1 催化精馏概述 |
1.1.2 催化精馏应用 |
1.2 催化精馏应用前景 |
1.2.1 工艺可行性分析 |
1.2.2 潜在应用方向的探索 |
1.2.3 混合工艺的开发 |
1.3 催化精馏塔内件 |
1.3.1 常见塔内件介绍 |
1.3.2 塔内件设计原理 |
1.4 催化精馏塔的优化设计 |
1.4.1 催化精馏塔设计难点 |
1.4.2 常见的优化方法 |
1.5 本课题的内容及意义 |
第2章 Winpak填料片的传质性能研究 |
2.1 研究目标 |
2.2 填料的CO_2传质性能实验 |
2.2.1 实验设计 |
2.2.2 实验条件 |
2.2.3 实验步骤 |
2.3 总体积传质系数的计算 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 开窗结构对传质性能的影响 |
2.4.2 通道倾斜角对传质性能的影响 |
2.4.3 操作条件对传质性能的影响 |
2.5 小结 |
第3章 催化精馏填料的停留时间分布 |
3.1 研究目标 |
3.2 停留时间分布 |
3.2.1 停留时间分布函数 |
3.2.2 停留时间分布的实验方法 |
3.3 RTD曲线测量实验 |
3.3.1 物系及仪器选择 |
3.3.2 催化精馏规整填料的RTD测量 |
3.3.3 反应模块的RTD测量 |
3.4 实验结果及分析 |
3.4.1 催化精馏规整填料的RTD曲线 |
3.4.2 反应模块的RTD曲线 |
3.5 RTD曲线的数字特征 |
3.5.1 RTD分布的数学期望 |
3.5.2 RTD分布的方差 |
3.5.3 RTD曲线的偏度 |
3.6 实验中的奇异曲线 |
3.6.1 双峰曲线 |
3.6.2 拖尾不平滑的曲线 |
3.6.3 注意事项 |
3.7 本章小结 |
第4章 反应模块的液相扩散特性研究 |
4.1 研究概况 |
4.1.1 研究目标 |
4.1.2 研究方法 |
4.1.3 二维扩散模型的求解过程 |
4.1.4 扩散模型与RTD密度函数 |
4.2 实验设计 |
4.2.1 骨架填料 |
4.2.2 填料参数 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 停留时间分布曲线 |
4.3.2 轴径向扩散系数 |
4.3.3 几何参数的影响 |
4.4 方法验证 |
4.5 小结 |
第5章 基于粒子群算法的催化精馏塔优化设计 |
5.1 反应精馏塔的模拟计算及优化 |
5.1.1 Aspen Plus软件与催化精馏塔的模拟 |
5.1.2 Aspen Plus EDR |
5.2 粒子群算法及MATLAB软件 |
5.2.1 粒子群算法理论 |
5.2.2 粒子群算法的种类 |
5.2.3 粒子群算法建模 |
5.2.4 粒子群算法的MATLAB编译 |
5.3 软件集成平台的建立 |
5.3.1 软件集成技术 |
5.3.2 软件集成平台的建立 |
5.4 催化精馏塔的优化设计方法 |
5.4.1 催化精馏塔优化模型的建立 |
5.4.2 基于粒子群算法的催化精馏塔的优化设计 |
5.5 酯化合成甲酸甲酯催化精馏的综合与设计 |
5.5.1 稳态模型描述及设计方案 |
5.5.2 决策变量的影响及其变化范围 |
5.5.3 粒子群算法优化及结果对比 |
5.6 酯化合成乙酸乙酯催化精馏的综合与设计 |
5.6.1 稳态模型描述及设计方案 |
5.6.2 决策变量的影响及其变化范围 |
5.6.3 粒子群算法优化及结果对比 |
5.7 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 本文创新点 |
6.3 工作展望 |
附录 |
符号说明 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(10)改性石墨烯负载零价铁去除水体中两种典型氯代有机物的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的意义 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 四氯化碳的性质、来源及危害 |
1.1.3 2,4-二氯苯氧乙酸的性质、来源及危害 |
1.2 氯代有机物的处理方法 |
1.2.1 物理法处理氯代有机物 |
1.2.2 生物法处理氯代有机物 |
1.2.3 化学法处理氯代有机物 |
1.3 负载型钯/铁双金属还原体系研究进展 |
1.3.1 零价铁脱氯技术 |
1.3.2 钯/铁双金属脱氯技术 |
1.3.3 石墨烯负载纳米零价铁颗粒的技术应用 |
1.3.4 影响因素 |
1.4 非均相催化类-Fenton氧化体系研究进展 |
1.4.1 固体催化剂的选择 |
1.4.2 影响因素 |
1.4.3 反应机制 |
1.5 超声波协同纳米零价铁反应体系研究进展 |
1.5.1 超声波降解有机物的技术 |
1.5.2 超声波/纳米零价铁联合降解有机物的技术 |
1.5.3 超声波/纳米零价铁联合技术的应用 |
1.6 研究的内容和创新点 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 研究创新点 |
第2章 催化剂的制备及表征 |
2.1 实验材料与设备 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验设备 |
2.2 石墨烯负载钯/铁双金属纳米颗粒的制备与表征 |
2.2.1 氧化石墨烯的制备方法 |
2.2.2 石墨烯负载钯/铁双金属纳米颗粒的制备方法 |
2.2.3 石墨烯负载钯/铁双金属纳米颗粒的表征 |
2.3 硫氮双掺杂改性石墨烯负载纳米零价铁的制备与表征 |
2.3.1 硫氮双掺杂改性石墨烯负载纳米零价铁颗粒的制备方法 |
2.3.2 硫氮双掺杂改性石墨烯负载纳米零价铁颗粒的表征 |
2.4 本章小结 |
第3章 石墨烯负载钯/铁双金属纳米颗粒降解四氯化碳 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试剂材料 |
3.2.2 四氯化碳降解实验 |
3.2.3 四氯化碳的气质联用检测 |
3.2.4 其他指标的检测 |
3.3 Pd/Fe@r-GO还原体系对CT的降解 |
3.3.1 溶液初始pH对 Pd/Fe@r-GO还原体系降解CT的影响 |
3.3.2 反应温度对Pd/Fe@r-GO还原体系降解CT的影响 |
3.3.3 固体催化材料投加量对Pd/Fe@r-GO还原体系降解CT的影响 |
3.3.4 钯化率对Pd/Fe@r-GO还原体系降解CT的影响 |
3.3.5 不同催化还原体系降解CT的对比实验 |
3.3.6 常见无机阴离子对Pd/Fe@r-GO还原体系降解CT的影响 |
3.4 Pd/Fe@r-GO还原体系降解CT的循环实验 |
3.5 Pd/Fe@r-GO还原体系下CT的降解反应机理 |
3.5.1 腐殖酸对CT降解的影响 |
3.5.2 Pd/Fe@r-GO还原体系降解CT的反应机理 |
3.6 Pd/Fe@r-GO还原体系下CT的降解途径 |
3.7 本章小结 |
第4章 硫/氮双掺杂改性石墨烯负载纳米零价铁协同超声降解四氯化碳 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试剂材料 |
4.2.2 四氯化碳降解实验 |
4.2.3 四氯化碳的气质联用检测 |
4.3 nZVI@SN-rGO协同超声对CT的降解 |
4.3.1 nZVI@SN-rGO和超声波协同作用对CT降解的影响 |
4.3.2 初始溶液pH对nZVI@SN-rGO协同超声对CT降解的影响 |
4.3.3 反应温度对nZVI@SN-rGO协同超声降解CT的影响 |
4.3.4 nZVI@SN-rGO投加量对CT降解的影响 |
4.3.5 常见无机阴离子对nZVI@SN-rGO协同超声对CT降解的影响 |
4.4 超声协同nZVI@SN-rGO耦合体系降解CT的循环实验 |
4.5 nZVI@SN-rGO协同超声耦合体系降解CT的反应机理 |
4.6 nZVI@SN-rGO协同超声耦合体系下CT的降解途径 |
4.7 本章小结 |
第5章 硫/氮双掺杂改性石墨烯负载纳米零价铁催化过氧化氢降解2,4-D |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 试剂材料 |
5.2.2 2,4-二氯苯氧乙酸降解实验 |
5.2.3 2,4-二氯苯氧乙酸的高效液相色谱检测 |
5.3 非均相nZVI@SN-rGO/H_2O_2 反应体系对2,4-D的降解 |
5.3.1 初始溶液pH对 nZVI@SN-rGO/H_2O_2 氧化降解2,4-D的影响 |
5.3.2 反应温度对nZVI@SN-rGO/H_2O_2 氧化降解2,4-D的影响 |
5.3.3 nZVI@SN-rGO投加量对降解2,4-D的影响 |
5.3.4 氧化石墨烯和纳米零价铁的质量比对降解2,4-D的影响 |
5.3.5 H_2O_2 初始浓度对nZVI@SN-rGO/H_2O_2 氧化降解2,4-D的影响 |
5.3.6 不同反应体系下2,4-D降解效果的比较 |
5.4 nZVI@SN-rGO/H_2O_2 反应体系降解2,4-D的循环实验 |
5.5 非均相nZVI@SN-rGO/H_2O_2 反应体系降解2,4-D的反应机理 |
5.6 非均相nZVI@SN-rGO/H_2O_2 反应体系下2,4-D的降解途径 |
5.7 本章小结 |
第6章 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、固体催化剂力学性能研究(论文参考文献)
- [1]类芬顿功能化薄木的构筑与性能研究[D]. 徐东年. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [2]可再生壳聚糖基功能材料的制备及催化生物柴油合成的研究[D]. 王安平. 贵州大学, 2020(01)
- [3]碳、银共改性ZnO催化剂及其热分解高氯酸铵性能研究[D]. 王景风. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [4]辐射接枝制备功能织物及其催化降解有机污染物的研究[D]. 王明磊. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [5]碳五馏分的分离与高端碳五石油树脂合成研究[D]. 裴张留. 浙江大学, 2020(03)
- [6]多级孔ZSM-5分子筛挤条成型及其机械强度研究[D]. 田朝. 东南大学, 2019(01)
- [7]蔗渣清洁高效制备糠醛及糠醛渣的高效利用[D]. 王孝辉. 华南理工大学, 2019(06)
- [8]基于界面润湿性的多孔介质塔板研究[D]. 闫鹏. 天津大学, 2019(06)
- [9]模块化催化精馏规整填料的基础研究及整塔优化设计[D]. 项文雨. 天津大学, 2019(06)
- [10]改性石墨烯负载零价铁去除水体中两种典型氯代有机物的研究[D]. 马溢阳. 中国地质大学(北京), 2019(02)