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
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
周立坤
,
庞纪峰
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60686-X
采用商业WO3和Raney Ni为组合催化剂,以菊芋秸秆为反应原料制备了乙二醇.菊芋秸秆中含纤维素51.6 wt％、半纤维素10.3 wt％、木质素17.2 wt％、灰分1.7 wt％和水溶性物质19.2 wt％.木质素对纤维素和半纤维素的转化影响较小,而水溶性物质的存在抑制了乙二醇的生成,因此由未经过预处理的菊芋秸秆得到的乙二醇收率只有29.9％.而经简单的热水预处理可除掉其中的大部分水溶物,因而乙二醇收率提高到37.6％.此外,组合催化剂在经过热水预处理的菊芋秸秆的转化中表现出了更好的循环使用性能.同时考察了反应温度和时间对菊芋秸秆转化的影响.
关键词:
木质纤维素
,
菊芋秸秆
,
三氧化钨
,
雷尼镍
,
乙二醇
于帆
,
薛坤
,
孙继荣
,
隋浩华
工程热物理学报
基于低频方波脉冲加热一冷却非稳态连续测量原理,应用PPMS多物性测量系统在温区150～360 K和外磁场O~9 T下对典型的庞磁电阻材料La2/3Cal/3MnO3的热导率进行了实验研究.结果表明,在外磁场作用下庞磁材料在居里温度附近会发生明显的热导率增大(或热阻率减小)的磁致热阻现象,但磁热阻效应的程度在数值上要明显低于庞磁电阻效应.
关键词:
热导率
,
磁致热阻效应
,
庞磁电阻材料
李冠欣
,
李合琴
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2006.05.012
研究了钙钛矿型锰氧化物La1-xNaxMnO3(x=0.1, 0.2)多晶块材的电磁输运性能和庞磁电阻(CMR)效应以及低温下的团簇玻璃态行为. 研究表明该材料具有菱形(R3C)结构, 材料的居里温度TC均在室温或室温以上, 样品的电阻率随温度变化的ρ-T曲线出现3个峰, 定义中间最高电阻峰温度为TP1, 低温电阻峰温度为TP2, 高温电阻峰温度为TP3. 综合磁化强度测量的结果, 认为TP1与居里温度TC相对应, 来源于顺磁绝缘体向铁磁金属的转变, 同时在此附近出现较大的低场室温磁电阻(LFMR)效应, TP2峰出现的原因是在此温度附近出现了相分离. 另外, 磁化强度测量观察到La0.8Na0.2MnO3低温下的团簇玻璃态行为, 其出现原因认为是随着Na+离子掺杂量的升高, 样品中的Mn4+离子数量增加并且Mn3+和Mn4+离子不均匀分布.
关键词:
庞磁电阻效应
,
相分离
,
团簇玻璃态
材料保护
涂装的质量提高和生产成本的降低,可为机电产品制造领域创造附加值,还可以增加市场竞争力,所以人们对21世纪新型涂料开发、涂装作业方式改变、劳动条件改善、涂装工艺技术装备改进、开发等等都抱有很大的期望.全世界对公害和地球暖化等问题更加关心,环保问题是涂装行业最大的问题.涂料、涂装设备、涂装应用三位一体共同合作,是21世纪达到无公害涂装要取得成效的重要一步.我国机械制造大型企业在加强科研开发力量的同时不要忽视涂装技术这一重要领域.
关键词:
涂料
,
涂装
,
装备
,
开发
,
展望
高国棉
,
陈长乐
,
王建元
,
韩立安
,
王永仓
,
宋宙模
稀有金属材料与工程
用脉冲激光沉积(PLD)法在LaAlO3单晶衬底上制备了VIA族非金属元素Te掺杂的La0.82Te0.18MnO3(LTMO)薄膜.X射线衍射分析表明,薄膜具有钙钛矿赝立方结构,且沿(012)方向择优生长;电阻-温度关系显示,该材料存在金属-绝缘体转变特性和庞磁电阻(CMR)效应;在0.7 T的磁场作用下,薄膜的磁电阻最大值为30.6%,对应的温度在263 K.而室温(303 K)磁电阻值为4.8%;拟合分析表明,薄膜在低温区是单磁子散射,在高温区满足小极化子输运模型.在波长为532 nm的绿激光作用下,在253 K,光致电阻变化率达到最大值33.6%;分析认为这可能是由于光激发会改变材料中的磁有序,减弱双交换作用,进而改变电子的输运性质.
关键词:
LTMO薄膜
,
电子掺杂
,
CMR效应
,
光诱导效应
