邓卫平
,
张宏喜
,
薛来奇
,
张庆红
,
王野
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60923-8
高效转化来源丰富且可再生的木质纤维素制备化学品和燃料对建立可持续发展社会具有重要意义。木质纤维素利用的一条理想途径是将其主要成分纤维素、半纤维素和木质素在温和条件下高选择性地催化转化为关键平台化学品。本文综述了近年报道的有关纤维素、半纤维素和木质素或其模型分子中C–O键选择性活化生成葡萄糖、葡萄糖衍生物(包括葡萄糖苷、六元醇和葡萄糖酸)、木糖、阿拉伯糖和芳香化合物的新催化剂和新策略,阐述了决定催化性能的关键因素。本文还讨论了相关反应机理以深入理解C–O键选择性活化。纤维素由葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接而成,通过水解反应,选择性切断这些糖苷键可以获得葡萄糖或其低聚物。鉴于葡萄糖在水热条件下不稳定,发展纤维素温和条件下水解的酸催化剂至关重要。众多研究表明,均相酸催化剂(如无机酸,杂多酸等)具有强Br?nsted酸,在该水解反应中显示高的催化活性。另一方面,拥有强酸性基团-SO3H的固体酸也表现出优异的水解糖苷键性能,但是-SO3H官能团易于流失,限制了这类固体酸催化剂的循环使用。最近研究显示,一些催化剂尤其是碳材料上引入能够与纤维素形成氢键的官能团时,其催化纤维素水解性能显著增强。设计合成这类具备酸性位和氢键位协同效应的稳定固体酸催化剂是纤维素水解转化的一个颇具前景的研究方向。以醇替代水为溶剂实施纤维素醇解制葡萄糖苷是高效活化糖苷键的有效策略。杂多酸被证实为该醇解反应的高性能催化剂。在相同反应条件下,醇解产物葡萄糖苷较水解产物葡萄糖更为稳定,因此可以获得高的葡萄糖苷收率。开发稳定可重复利用的固体酸催化剂是纤维素醇解的关键。耦合水解与加氢或氧化反应可以直接将纤维素转化为相对稳定且具有广泛用途的多元醇或有机酸。目前已有一系列双功能催化剂被报道,这些催化剂通常组合了具备水解功能的液体酸或固体酸和具备加氢或氧化功能的贵金属或过渡金属(譬如Ru, Pt, Ni和Au)。其中杂多酸盐或含有磺酸官能团的固体酸负载Ru或Au双功能催化剂显示出优异的生成六元醇或葡萄糖酸的催化性能。半纤维素由葡萄糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖等单糖单元通过糖苷键连接而成,糖苷键选择性活化可生成各种单糖混合物。硫酸可以有效水解半纤维素,但是同时也易于催化所生成的单糖深度转化为呋喃及其衍生物。较之硫酸,酸性较弱的有机酸特别是二元羧酸(例如马来酸、草酸等)具有较高的单糖选择性。固体酸如酸性树脂,分子筛等亦可催化半纤维素水解反应,但树脂类催化剂中官能团的流失问题有待解决。木质素是由含甲氧基等取代基的苯丙烷单元通过一系列化学键连接而成的复杂大分子,其芳香单元间包括β-O-4,α-O-4和4-O-5等三种主要连接方式,选择性切断这些C–O键可获得高附加值的芳香化合物。水解和氢解是两类普遍用以活化木质素及其模型化合物C–O键的反应。酸和碱均可催化木质素及其模型化合物水解,但是通常需要苛刻条件获取高转化率。近期研究显示,通过对木质素Cα-OH预氧化,再以HCOOH/HCOONa实施水解反应,可以成功实现温和条件下有机溶剂提取木质素及其模型化合物的高效转化。另一方面,均相金属络合物(如Ni, Fe和Ru)或多相负载型金属催化剂(如Ni, Cu, Mo, Pt, Ru, Pd或Ru等)均可有效催化木质素及其模型化合物中C–O键氢解,获得芳烃化合物。在部分多相催化剂体系中,除C–O键活化断裂外,还伴随芳环深度加氢反应,产生较多环己烷衍生物。因此,设计合成具备氢解功能同时抑制过度加氢功能的催化剂是获得芳烃化合物的关键。
关键词:
生物质
,
纤维素
,
半纤维素
,
木质素
,
碳-氧键活化
柴武倩
,
杨强云
,
杨川
,
高国庆
,
崔国栋
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201509024
对断裂的汽车张紧轮紧固螺栓的显微组织、化学成分、硬度以及断口的宏、微观特征进行了综合分析,找出其断裂的原因.结果表明:螺栓在搓丝加工过程中挤压量过大,使螺纹尖端产生较多微裂纹,同时螺纹根部也存在一些加工缺陷,并在之后的热处理过程中进一步扩展;在使用过程中,微裂纹和加工缺陷处产生应力集中,使螺栓材料的疲劳强度降低,裂纹源的过早形成最终导致了螺栓发生疲劳断裂而失效.
关键词:
螺栓
,
微裂纹
,
缺陷
,
疲劳断裂
赵雪淞
,
石倩倩
,
李彩霞
,
张孝松
硅酸盐通报
氧化亚铁微螺菌和喜温嗜酸硫杆菌是浸矿细菌的一种两种常见的浸矿细菌,为了测定重金属镍离子对它们活性的影响,设置了不同浓度镍离子的摇瓶实验,在温度为45℃,转速为150 r/min的条件下开展实验.结果表明:镍离子浓度在小于2g/L时,氧化亚铁微螺菌和喜温嗜酸硫杆菌的活性不受影响;镍离子浓度在4 g/L时,细菌的活性受到影响,活性降低,但通过自身的调节作用,还可以继续生长;镍离子浓度大于8g/L时,细菌几乎不生长.
关键词:
氧化亚铁微螺菌
,
喜温嗜酸硫杆菌
,
活性
,
镍离子
丁建南
,
朱若林
,
康健
,
张成桂
,
吴学玲
,
邱冠周
中国有色金属学报
自云南酸性热泉水样中分离出一株中度嗜热硫氧化菌YN12.对其形态特征和生理生化特性以及16S rDNA序列分析结果证明,该菌株归属于喜温嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus).重金属抗性实验表明,YN12菌株对3CdSO4-8H2O具有超强抗性,其最高初始Cd2+耐受浓度达4.8 g/L.在此基础上,不断提升3CdSO4-8H2O浓度,其最终Cd2+耐受浓度可达31.5 g /L(相当于3CdSO4-8H2O 210 g/L).在该最终Cd2+耐受浓度下,经过连续3代的适应性生长,YN12菌株的生长速度和硫氧化活性均能得到较好的恢复.
关键词:
喜温嗜酸硫杆菌
,
YN12菌株
,
镉抗性
,
最高耐受浓度
付国忠
,
刘建平
,
赵晓峰
,
刘建明
,
吕庆功
,
彭龙洲
钢铁
在对轧制时钢管的温降原因进行分析的基础上,给出一种定张减温降计算模型,该模型考虑了辐射、接触传导、内部传导对温度的影响.通过对轧制实验测定得到钢管的温降数据与此模型实例计算的结果进行对比分析,表明该模型比较准确,能够满足生产实际的要求,可用于自动控制系统中定张减温降的计算,从而为控制系统比较准确地对轧机进行设定及调整提供依据.
关键词:
定张减
,
温降
,
模型
王欣
,
许进
,
孙成
,
王福会
腐蚀与防护
采用电化学测试和扫描电子显微镜等技术对模拟硫酸型酸雨作用下X70钢土壤宏电池腐蚀进行研究.结果表明,X70钢在酸化后土壤中腐蚀电位较负,成为宏电池阳极,从而受到加速作用.宏电池阴阳极面积比增大,宏电池阳极的腐蚀速率也增大.当宏电池阴阳极面积比1∶1时,宏电池腐蚀强度系数γ为4.32;当宏电池阴阳极面积比15∶1时,宏电池腐蚀强度系数γ则达到18.29.
关键词:
模拟硫酸型酸雨
,
X70钢
,
宏电池腐蚀
,
土壤
,
腐蚀强度系数
王华宁
,
曹志远
,
程红梅
,
付志平
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2006.06.001
本文探讨一种适用于复合材料宏细观间跨尺度分析的细观元方法.细观元法在结构的常规有限元内部设置密集细观单元以反映材料细观构造,又通过协调条件将各细观元结点自由度转换为同一常规有限元自由度,再上机计算.此方法可实现材料细观结构到构件宏观响应的直接过渡分析,而计算单元与自由度又等同一般常规有限元,为解决具有细观结构新材料与构件跨尺度分析提供一种新的有力工具.本文给出用于宏细观跨尺度分析细观元法的基本原理与算式,并以纤维增强复合材料和功能梯度复合材料为例介绍其工程应用.
关键词:
复合材料
,
跨尺度分析
,
细观元法
