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载体表面酸碱性质对无碱水溶液中Au催化的甘油氧化反应产物选择性的调控作用

苑字飞 , , 徐柏庆

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)60936-6

甘油(GL)是一种重要的生物平台分子,通过催化选择氧化反应将其转化为具有高附加值化学品是可持续发展化学化工的重要课题之一.以Au为催化剂的GL水相选择氧化反应可以生成甘油酸(GLA)、二羟基丙酮(DHA)、羟基丙二酸(TTA)、羟基乙酸(GCA)和乳酸(LA)等多种产物.通常,该反应需要碱(NaOH)存在时才能进行,产物往往以GLA为主(选择性40%-70%),副产物主要有GCA, TTA和草酸(OA).一般认为,可溶性碱(OH-)是通过夺取GL分子中羟基上的质子而诱发反应的.尽管在Au催化的反应体系中从未检测到有甘油醛(GLD)生成, GLD和/或DHA被认为是该反应的中间物种.本课题组前期工作表明,氧化物(TiO2, Al2O3, ZrO2, CuO等)负载的纳米Au催化剂能够在无碱(无外加OH-)水溶液中选择性催化GL氧化生成DHA(而不是GLA).因此, OH-的存在与否很可能会改变水溶液中Au催化剂上GL氧化反应的途径.本文试图回答当GL的水溶液中不存在NaOH时, Au催化剂载体的表面酸碱性质是否也会对GL氧化反应的选择性产生调控作用.我们选用Mg/Al比(x)不同的MgO-Al2O3样品为Au催化剂的载体,以尿素为沉淀剂,采用沉积沉淀法制备了相应的Au/MgO-Al2O3(x)催化剂样品.采用X射线衍射、电感耦合等离子体-原子发射光谱仪、透射电镜以及N2吸附-脱附等温线等对MgO-Al2O3(x)和/或Au/MgO-Al2O3样品的物相、元素组成、Au颗粒大小以及比表面积等进行了表征分析;采用NH3和CO2程序升温脱附(TPD)分别对MgO-Al2O3(x)载体表面的酸、碱性进行了测定. NH3-TPD和CO2-TPD结果表明,随着Mg/Al比x从0增加至4.8, MgO-Al2O3(x)的表面酸量从0.94降到0.20μmol/m2,而其表面碱量却从0.05剧增至0.80μmol/m2.因此,载体中MgO含量越多或Mg/Al比越大,其酸性越弱而碱性越强.在无碱水溶液中的催化反应结果表明, Au/MgO-Al2O3(x)上GL氧化反应的主要产物为DHA, GLA以及GCA等.随着x值(催化剂表面碱性)不断增大,产物DHA的选择性从约80%下降到10%左右,而GLA的选择性却从约4%增加至约50%.当载体为酸性最强的Al2O3(x =0)时,产物DHA的选择性为最高(80%).由此可见,载体表面的酸碱性质决定了无碱水溶液中Au催化剂上的GL氧化产物的分布. ;此外,当保持Au粒子的尺寸基本不变(如3.1或6.6 nm左右),而改变载体的酸碱性质时, Au/MgO-Al2O3催化GL氧化反应的活性(TOF)可相差8-9倍.本文还通过改变Au/MgO-Al2O3样品焙烧温度,制备了表面酸碱性质相同而颗粒大小不同的三个Au/MgO-Al2O3(0.2)催化剂,考察了Au粒径对GL氧化反应选择性的影响.在这三个催化剂上, Au颗粒的平均尺寸分别为2.8,3.2和6.6 nm, GL氧化反应的产物选择性近乎相同(DHA和GLA的选择性分别为65%和15%左右),但平均尺寸为6.6 nm Au粒子的催化活性(TOF)是3.2 nm Au粒子的1.6倍,2.8 nm Au粒子的2.7倍.因此,本文建立了载体表面酸碱性质与无碱水溶液中GL氧化产物选择性之间的关系,通过改变载体表面酸碱性质实现了对无碱水溶液中Au催化剂上GL氧化反应选择性的调控.尽管载体酸碱性质和Au粒子尺寸都对Au/MgO-Al2O3催化剂的本征活性有重要影响,但载体酸碱性质的影响更显著.

关键词: 甘油增值 , 选择氧化 , 金催化剂 , 酸碱性 , 选择性调控 , 载体效应

钢7号连铸机改造与生产实践

黄静

连铸

介绍了钢炼钢厂7号连铸机改造的设备选型、工艺优化、新技术的配置及建成投产后的生产情况.

关键词: 连铸机 , 改造 , 生产实践 , 质量

钢热轧板孔洞缺陷成因浅析

陈伟 , 苏鹤洲 , 李金柱

连铸

对热轧板孔洞缺陷的机理及钢St12热轧板大气泡孔洞缺陷的成因进行了研究分析,提出了相应的控制措施,取得了较好的效果.

关键词: 热轧板 , 孔洞缺陷 , 预防控制

逆胶束介导化学发光法测定烟酸替诺

石文兵

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2008.09.027

在酸性条件下,烟酸替诺分子中氮原子被质子化后与阴离子AuCl-4形成离子缔合物,该缔合物被三氯甲烷带入鲁米诺的氯化十六烷基三甲基铵(CTAC)逆胶束中,离解出来的AuCl-4立即与鲁米诺产生化学发光. 在一定浓度范围内,发光强度与烟酸替诺的含量呈线性关系. 在优化的试验条件下,烟酸替诺的检测线性范围为0.01~15×10-6 g/mL,检出限(3σ)为0.4×10-9 g/mL,对浓度为1.0×10-6 g/mL的烟酸替诺进行11次平行测定,其RSD为1.26%. 方法简单、灵敏,已成功用于针剂中烟酸替诺的测定.

关键词: 逆胶束 , 烟酸替诺 , 化学发光

利用钢转炉污泥生产炼钢用降温化渣球的探讨

钱发龙 , 金戈林 , 林正清 , 陈涛

金属世界 doi:10.3969/j.issn.1000-6826.2009.05.021

随着钢建设规模和产能的不断扩大,钢炼钢转炉系统产生的污泥也逐年增多.为了提高资源综合利用率,发展循环经济,钢对炼钢转炉污泥采用高温脱硫工艺进行再加工,生产炼钢用降温化渣球.该项目能够节能减排,发展循环经济,可以考虑让钢的子公司华云公司的双扶福利厂承办,既可以利用福利企业的税收优惠政策,获得国家税收补贴,降低企业经营成本,又可以安置钢部分残疾人员就业,有利于稳定钢集团公司职工队伍.

关键词: 转炉污泥 , 降温化渣球 , 焙烧 , 经济效益 , 社会效益

钢6号高炉长寿问题研究

王涛 , 唐启荣 , 申波

钢铁研究

高炉长寿是炼铁技术进步的重要标志,高炉寿命直接关系到钢铁企业的生存和发展.钢6号高炉已连续生产10年,在高炉服役期间一直伴有炉体上涨的情况,对高炉长寿构成较大威胁.结合6号高炉实际生产情况,探讨了影响6号高炉寿命的限制环节,同时提出延长高炉寿命的具体措施.

关键词: 高炉 , 长寿 , 有害元素 , 侵蚀模型

钢铁矿粉烧结特性实验研究

谢皓 白晨光 吕学伟 周传强 王涛 王凤

钢铁

为研究钢目前使用的三种粉矿的成矿性能,针对其原料特点设计正交实验方案,进行大量系统的烧结杯实验。通过实验数据分析,得到每种矿混合料平均粒度以及烧结矿转鼓强度表达式。利用单因素分析法和极差法研究了配碳量和碱度对烧结矿FeO、转鼓强度、成品率以及利用系数的影响。实验结果得到每种矿的最佳配碳量和碱度配比。分析发现,配碳量对三种矿烧结指标的影响大于碱度的影响。

关键词: 铁矿石;烧结;成矿性能

钢铁矿粉烧结特性试验研究

谢皓 , 白晨光 , 吕学伟 , 王涛 , 周传强

钢铁

为研究钢目前使用的3种粉矿的成矿性能,针对其原料特点设计正交试验方案,进行大量系统的烧结杯试验.通过试验数据分析,得到每种矿混合料平均粒度以及烧结矿转鼓强度表达式.利用单因素分析法和极差法研究了配碳量和碱度对烧结矿FeO、转鼓强度、成品率以及利用系数的影响.试验结果得到每种矿的最佳配碳量和碱度配比.分析发现,配碳量对3种矿烧结指标的影响大于碱度的影响.

关键词: 铁矿石 , 烧结 , 成矿性能 , 正交试验

钢炼钢厂7#连铸机改造与生产实践

黄静

连铸

介绍了钢炼钢厂7#连铸机改造的设备选型、工艺方案优化、新技术的配置及建成投产后的生产情况。

关键词: 连铸机;改造;生产实践;质量

钢直弧型板坯连铸机漏钢分析与预防

周开成 , 曹阳 , 李金柱 , 周绍能 , 苏本红

钢铁

分析了钢直弧型板坯连铸机漏钢事故的原因,针对影响漏钢的几个关键因素制定了相应的预防措施.

关键词: 板坯 , 连铸 , 漏钢 , 预防

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