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水滑石基磁性Co/Al2O3催化剂在乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯反应中的应用

向东 , 孙鹏 , 李泽 , 郎睿 , 夏春谷 , 李福伟

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)60934-2

γ-戊内酯广泛应用于食品添加剂、燃料添加剂、溶剂、汽油、柴油以及多种化工中间体的合成,由于其上游原料乙酰丙酸是重要的生物质基平台化合物已实现了工业化生产,因此发展其高效、可循环使用的催化合成新体系是近年来生物质催化转化的研究热点之一.目前使用的多相催化剂体系主要是浸渍法制备的负载型金属纳米颗粒催化剂,活性金属主要有Ru, Pd, Pt, Au, Cu, Ni等.由于乙酰丙酸制备γ-戊内酯反应是一个酸性的含水体系,在高温、高压条件下,使用浸渍法得到的催化剂特别是非贵金属催化剂容易发生活性金属的聚集、流失,从而使得催化剂重复使用的效果不佳.从非贵金属替代贵金属和提高催化剂稳定性这两点入手,本论文以水滑石为合成催化剂的单一前驱体,将非贵金属(Cu, Ni, Fe, Co)掺入到水滑石的结构骨架中,通过直接氢气焙烧还原制得了高负载量的负载型金属纳米颗粒多相催化剂.将制得的催化剂应用于乙酰丙酸加氢反应,其催化活性顺序为: Co>Ni>Cu>Fe.制备出了5种不同Co/Al比的Co基催化剂,其中4Co/Al2O3催化剂在H2(5 MPa)、180 oC条件下,显示出了类似贵金属钌催化剂的活性和选择性,乙酰丙酸在3 h内完全转化,γ-戊内酯的选择性高达99%.为了进一步了解催化剂的结构与其活性和稳定性之间的关系,我们采用X射线粉末衍射仪(XRD),氢气程序升温还原(H2-TPR), X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM)等表征手段研究了催化剂的形貌和结构. TEM结果表明,以水滑石为前驱体制备的Co催化剂中负载的Co纳米颗粒的平均粒径在25–30 nm,而用浸渍法制备的相同负载量的Co催化剂的Co纳米颗粒粒径大于150 nm.相应的催化反应结果表明,前者的催化活性要远好于后者.水滑石前驱体的H2-TPR实验结果表明,随着Co/Al比增加,其还原峰向低温方向位移.这是由于Al含量的减少,导致金属Co离子周围键合的Al离子数量减少,从而使得Co与Al之间的作用力减弱, Co更加容易被还原.表现在还原温度上,即为还原温度降低,说明了Co纳米颗粒与载体之间具有一种强相互作用.结合TEM测试结果,正是这种强相互作用限制了Co纳米颗粒的长大,使其要远小于用浸渍法制得的Co纳米颗粒. HRTEM测试结果显示在4Co/Al2O3催化剂结构中, Co金属纳米颗粒与载体Al2O3之间存在一种核壳结构的关系, Co纳米颗粒被包埋于载体Al2O3中形成核壳结构.这种结构同样也保证了活性金属与载体之间较强的相互作用,有效地避免Co纳米颗粒在强水热、酸性条件下的聚集和流失,从而使该催化剂在循环使用四次时仍能保持优异的活性和选择性.我们进一步研究了该核壳结构形成的原因.发现催化剂在制备过程中如果先用空气高温焙烧,再用氢气还原,得到的催化剂中则没有明显的核壳结构,且Co纳米颗粒粒径在55 nm左右.相应的催化反应结果也要差于直接氢气焙烧还原得到的4Co/Al2O3催化剂.这也从侧面说明了以水滑石为前驱体制备负载型金属纳米颗粒催化剂时,其原位的限制效应在控制金属纳米颗粒的大小、稳定性方面的优越性.此外,由于该Co催化剂具有磁性特征,很容易通过磁性回收实现催化剂与反应液的分离,大大简化了催化剂的回收及产物分离过程.

关键词: 生物质转化 , 乙酰丙酸 , γ-戊内酯 , 稳定碱金属催化剂 , 核壳结构 ,

脖河铜矿达矿段地质特征及资源/储量估算

江训普 , 黄德镛 , 陈雷 , 钟彩彩

黄金 doi:10.11792/hj20160306

脖河铜矿达矿段Ⅲ1-4号矿群共有5个矿体。通过研究达矿段的地质特征,基本查明了Ⅲ1-4号矿群5个矿体的形态、产状、空间位置及厚度、品位的变化情况;基于地质块段法在探矿区范围内对Ⅲ1-4号矿群进行了资源/储量的估算,获得了5个铜矿体332+333总金属量18559.57 t,为脖河铜矿今后的进一步资源开发规划提供了依据。

关键词: 地质特征 , Ⅲ1-4号矿群 , 资源/储量 , 估算 , 脖河铜矿达矿段

塘金矿堆浸工艺特点

巫汉泉 , 林源

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2002.10.010

介绍了塘金矿多层堆浸的大规模、永久性堆浸场、采用一堆多区、交叉喷淋、逆流浸出、二次吸附和无氰解吸工艺的特点,及生产中取得的技术经济指标.

关键词: 堆浸 , 喷淋 , 工艺特点 , 指标

广西高金矿区鸡公岩矿段地质特征及矿床成因

肖振 , 王广南

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2011.11.005

鸡公岩矿段位于高金矿区东部,为高金矿区的重要矿段.详细阐述了高金矿区鸡公岩矿段地质特征,并对矿床成因进行了分析,为进一步勘查开发高金矿区各矿段提供了依据.

关键词: 地质特征 , 矿床成因 , 金矿区

钢铁烧结烟气脱硫工艺抉择实践

芮义斌 , 赵宏

金属世界 doi:10.3969/j.issn.1000-6826.2010.01.017

介绍了建钢铁烧结烟气脱硫工艺抉择过程中重点关注的原料特点、烟气参数、选择的原则、选择的依据等因素,较详细地介绍了建钢铁石灰-石膏法湿式脱硫工艺流程,并从工程建设角度,对选择该工艺后可能出现的腐蚀和磨损问题进行了应对策略分析.

关键词: 烧结机 , 烟气 , 脱硫 , 磨损 , 腐蚀

材料在海水环境中的吸湿和摩擦学行为

杨薇 , 蒲晓妮 , 文光平 , 刘昊 , 王建章 , 阎逢元

材料保护

材料作为一种新型水润滑轴承材料,在海洋工程中有广阔的应用前景,但目前有关海水介质对赛材料吸湿性及摩擦学性能的影响研究还不够深入.研究了赛材料在海水环境中的吸湿行为和摩擦磨损性能,分析了摩擦工况参数如润滑介质、载荷、转速等对赛材料润滑性能的影响规律.结果表明,在各测试条件下,海水均比纯水对赛材料有更好的润滑效果,其原因之一为赛在海水介质中浸泡后,基体-填料间的结合力更强.

关键词: 海水润滑 , 吸水行为 , 材料 , 摩擦磨损性能

辽宁五金矿尾矿开采的生产实践

曹俊华 , 吴士鹏

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2003.02.008

文中介绍了辽宁五金矿对封存在尾矿库14年之久的浮选尾矿进行的开采,选用氰化工艺回收黄金的生产实践;详述了尾矿开采工艺、方法及取得的效果.

关键词: 尾矿开采 , 尾矿水碎 , 矿浆筛分 , 浓度稀释

青海省五沟金矿金的化学物相分析

费发源 , 马兴娟 , 祁之军

黄金 doi:10.11792/hj20151019

采用经典的金的化学物相分析方法,对青海省五沟金矿矿石中金的物相进行了分析;以活性炭吸附—沉淀灰化、溶解后,通过选用最佳仪器工作条件,采用 Z -2000原子吸收光谱法直接测定各物相中的金。实验结果表明,青海省五沟金矿矿石中的金主要是以铅锌铜硫化矿包裹金的赋存形式存在。该实验结果有助于阐明青海省五沟金矿矿床成因,为地质勘探、矿床评价和选冶工艺确定,以及有效地综合利用金矿资源提供依据。

关键词: 青海省五沟金矿 , , 化学物相分析

清洁生产在宣高速线材生产中的实施与应用

李娜 , 吕普明 , 龚彦红 , 张育新

中国冶金

概述了实施清洁生产的重要性以及清洁生产审核在宣公司的实施过程,重点阐述了低费方案和可行性中高费方案的实施过程及取得的效果.结果表明:从综合技术评估、环境评估、经济评估3个方面对宣公司现在和计划进行的生产和服务实行污染预防的分析并开展的评估程序,使得宣公司清洁生产的源头控制获得很好的效果和一定的经济效益.

关键词: 清洁生产 , 污染 , 能源 , 高速线材

辽宁五金矿区花岗斑岩与成矿关系浅析

周文军 , 李兴国 , 齐增辉 , 门天一

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2007.10.004

简略阐述了辽宁五金矿区的地质特征,并从时间、空间、构造等几个方面对花岗斑岩与矿体的关系进行了分析,总结出花岗斑岩脉在成矿过程中所起的作用,指出了下一步的找矿方向.

关键词: 花岗斑岩 , 成矿 , 金矿

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