采用水热一步法在介孔SBA-15载体上负载杂多酸,并进一步负载金属Ru制备具有酸性和加氢性能的双功能催化剂。用BET、XRD、TEM、ICP、NH₃-TPD对其结构性质进行表征。考察了反应时间和反应温度对纤维素催化反应的影响。在190 ℃、16 h,5 MPa H₂的条件下,纤维素转化率达到55.2%,山梨醇的收率为36.8%。催化剂的循环使用表明杂多酸在载体上能够稳定存在,不易流失。制备的双功能催化剂具有很好的稳定性和催化活性。

通过胶溶法制备碳纳米管(CNTs)-γ-Al₂O₃复合材料,并以其为载体,采用共浸渍法制备一系列Pt-Ni双金属催化剂用于富氢气体中CO优先氧化。采用N₂物理吸附脱附、X射线衍射(XRD)、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)和扫描电子显微镜(SEM)技术对催化剂进行了表征。在低温条件下,Pt-Ni/CNTs-γ-Al₂O₃催化剂在CO优先氧化反应中表现出高的活性和选择性,并具有宽的净化CO温度窗口。复合材料中的CNTs被氧化铝包裹,低温条件下还原所得Pt-Ni合金纳米颗粒均匀分布在Al₂O₃表面。该催化剂优良的催化性能归因于Pt-Ni合金的形成和CNTs的添加避免或减缓了热点的形成。热点的存在导致氧气用于H₂氧化的选择性提高,并且会促使逆水汽变换反应的发生,两者均对CO的消除有害。

以SiO₂为载体,结合浸渍法和程序升温还原法制备磷化镍催化剂,考察了不同n(Ni)/n(P)和不同Ni负载量等对催化剂的结构及异丁烷脱氢性能的影响。运用透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD),程序升温还原(H₂-TPR),氢气程序升温脱附(H₂-TPD)等表征手段考察催化剂的组成与结构、还原性能及氢吸附性能。研究结果表明:Ni/P比对催化剂表面的物相有较大影响,n(Ni)/n(P)为1.0和0.5时,形成Ni₂P相;n(Ni)/n(P)为1.5时,形成Ni₁₂P₅。随着Ni负载量的增加,活性组分Ni₂P粒子尺寸变大,但分散度降低。磷化镍能够催化异丁烷脱氢制异丁烯,但Ni₂P的催化活性要比Ni₁₂P₅高,经实验研究发现,当Ni/P比为1.0、负载量为10%、n(H₂)/n(i-C₄H₁₀)=1.0、空速为800 h^-1时,在460 ℃反应时,对异丁烯的选择性可达到80%。

以半连续进料方式在高压搅拌釜中对氢氧化钙羰基化反应进行了系统的研究。采用XRD对反应产物进行了定性分析,证明反应生成物为甲酸钙和极少量的碳酸钙。与生成甲酸钙的主反应相比,生产碳酸钙的副反应速率较小可以忽略。考察了反应工艺条件对反应的影响,结果表明,转速达到1 000 r/min时,可以消除外扩散的影响。在反应温度423~453 K、压力2.0~3.5 MPa、不同氢氧化钙初始浓度下对反应进行考察,使用幂函数形式的动力学模型对实验数据进行拟合,结果表明,该反应对CO为一级反应,反应活化能为54.7 kJ·mol^-1。通过模型计算结果与实验数据的比较,证明该模型具有较好的实用性。

采用热重分析法和热重质谱联用技术并结合FTIR光谱考察了木薯渣的热化学特性,同时研究了厌氧处理的木薯渣和未经厌氧处理的木薯渣的热失量和气态产物的析出行为,结果表明厌氧处理的木薯渣和未经厌氧处理的木薯渣热解都可以分为3个阶段:水析出阶段(25~200 ℃)、挥发分析出阶段(200~600 ℃)和无机物的分解阶段(600~1 000 ℃),但未经厌氧处理的木薯渣在热解主体阶段有机质释放量高。利用TG-MS联用技术考察了2种原料的热解特性,发现两种木薯渣热解主要析出的气体要是H₂、H₂O、CO、CH₄和CO₂等,且气体生成曲线趋势类似。同时研究不同升温速率和粒径对木薯渣热解过程和氢气产物析出行为的影响,表明升温速率增加,H₂的产率在高温区增加,粒径增大有利于氢气的生成。根据Coats-Redfern积分法计算结果,木薯渣热解主体阶段的可用一级动力学方程描述,升温速率对木薯渣热解的活化能影响不大。

采用控电位法,以PANI薄膜作为载体,成功制备出CdSe/PANI复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪等仪器对所制备的薄膜进行比较与表征。CdSe/PANI复合薄膜中CdSe微粒粒径约为150~200 nm,且随沉积时间的延长,粒径逐渐增大。复合薄膜中含有聚苯胺和CdSe 2种成分的晶体,并且复合薄膜的晶型结构与沉积CdSe薄膜的厚度无关。与PANI薄膜和CdSe薄膜比较,CdSe/PANI复合薄膜的荧光强度明显增强,PANI增强了CdSe的光致发光性能,光致发光发射峰位置发生红移。

以纯组分模拟C9物系为原料,研究了C9馏分中的主要活性组分含量对阳离子聚合C9石油树脂性能的影响,并利用FT-IR对不同双环戊二烯含量下合成的C9石油树脂进行表征。结果显示,C9馏分中茚和双环戊二烯含量的增加均可提高树脂的软化点,但组分中的双环戊二烯参与聚合,会导致树脂中存在大量不稳定的不饱和双键,容易被热氧降解,进而严重影响色度。

以对硝基苯胺与丁酮为原料,Cu-Cr-La/γ-Al₂O₃为催化剂,在高压釜中合成了N,N'-二仲丁基对苯二胺。考察了催化剂的选用、反应温度、反应时间、反应压力和反应物的配比对反应的影响。通过优化工艺,得到了合成N,N'-二仲丁基对苯二胺的适宜反应条件为:反应温度180 ℃、反应时间10 h、反应压力3.5 MPa、对硝基苯胺与丁酮的质量比为1:4。此条件下得到的产品质量分数为97.0%,原料转化率达100%。催化剂循环套用3次,产品质量分数和原料转化率没有明显的下降。并在实验室小试的基础上,成功地进行了中试实验。

采用空气-水系统,在1 500 mm×400 mm的矩形塔内,对4种不同角度的梯形孔垂直筛板(TH-VST)和1种具有相同结构参数的矩形孔垂直筛板(RH-VST)的持液量分布进行了实验研究。结果表明:TH-VST清液层高度的不均匀分布程度(参差度)比RH-VST塔板有明显改善。参差度随着梯形顶角θ(两斜边延长线夹角)的增大先减小后增大,随着液体流量的增大而增大,随气速的增加先减小后增大。根据实验结果得到了具有良好导流性能的梯形顶角θ的范围,同时给出了参差度的关联式,为工程设计提供了初步的依据。

采用π-π共轭吸附法结合液相共沉淀法制备了石墨烯/聚苯胺/MnO₂三元复合物,并考察了聚苯胺(PANI)的含量及其复合方式对复合物性能的影响。SEM和XRD结果表明,适量PANI的加入能有效地改善MnO₂的分散性,并减小其粒径,增大其孔隙率;循环伏安和交流阻抗测试结果表明,当PANI的质量分数为4%时三元复合物的比电容值较高,且循环稳定性很好,经3 000次循环后比电容仅减小到原始值的92.7%。

研究了添加剂酒石酸、乙二酸、柠檬酸、葡萄糖对钒电池正极液电化学性能和稳定性的影响,并对其规律和机理进行了探讨。CV研究结果表明:含有多个—OH的有机物葡萄糖能明显提高正极液的阳极峰电流,含有多个—COOH的乙二酸能明显提高正极液的阴极峰电流,而含有多个—OH和多个—COOH的酒石酸对正极液的阴、阳极峰电流均有明显提高。同时,酒石酸(含氧官能团—OH和—COOH)能与5价钒作用,阻碍钒离子聚合,从而提高了5价钒的稳定性。交流阻抗测试表明,正极液中添加酒石酸能大大降低电荷传递电阻和溶液电阻,电解液的性能得到了显著提高。

锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池作为一种高比能电池,目前已经在国民经济特别是国防领域中得到了广泛应用。由于金属锂非常活泼,这种电池在高温下储存时,电池容量会发生不同程度的衰减,而且储存时间不同,电池容量衰减的程度也不一样。通过高温加速贮存实验,考察了不同储存温度和不同储存时间对锂/亚硫酰氯电池放电性能的影响。实验结果表明,标称容量为2 800 mAh的电池在60 ℃下分别储存7和35 d后,0.01C放电时的放电容量分别为2 151 mAh和1 744 mAh;40 ℃和60 ℃下储存21 d后,0.01C放电时的放电容量分别为2 294 mAh和1 974 mAh。储存温度越高,储存时间越长,电池放出的容量越少,放电电压平台也越低,放电后电池的阻抗也变得越大。此外,锂/亚硫酰氯电池在高温下储存一段时间后,开路电压也会升高。

木质纤维素在预处理的过程中会产生呋喃类、酚类和弱酸类物质,抑制菌株的生长和发酵。研究了典型抑制剂糠醛、苯酚和乙酸对可利用纤维二糖的工程酿酒酵母菌株生长和发酵的影响,考查了分别以纤维二糖和葡萄糖作为单一碳源时菌株对抑制剂的耐受能力。结果发现,糠醛对菌株的纤维二糖和葡萄糖利用能力的抑制作用随糠醛浓度增加而增大。低浓度(≤0.5 g/L)的苯酚对纤维二糖利用有一定的促进作用,高浓度(1.5 g/L)的苯酚会抑制菌株的生长和发酵。乙酸对菌株纤维二糖利用的影响最为显著,可以明显抑制菌株的生长、纤维二糖利用和乙醇生产,而一定浓度(0.5~4.0 g/L)的乙酸会促进葡萄糖的利用。研究中还发现,复合抑制剂对纤维二糖利用菌株的抑制作用强于单一抑制剂。

利用PCR技术从枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 168)中扩增出3.5 kb的核黄素操纵子,将其分别连接到不同拷贝数的表达载体pSC101、p15A、pBR322,得到重组载体pSC101-BSrib、p15A-BSrib和pBR322-BSrib,并分别转化到大肠杆菌(Escherichia coli K-12 MG1655)。对含有核黄素操纵子的重组大肠杆菌进行摇瓶发酵,结果表明其核黄素合成能力随着质粒拷贝数的增加而增强。随后对E. coli K-12 MG1655 ECX3菌株的诱导剂IPTG浓度和发酵温度进行了优化。结果显示,0.1 mmol·L^-1 IPTG和42 ℃为核黄素生产的最适宜条件。在此条件下,菌株ECX3在LB培养基中核黄素产量达到251.4 mg·L^-1。最后,通过无痕基因操作技术,减弱了工程菌株ECX3核黄素激酶/黄素腺嘌呤二核苷酸氨酰转移酶(ribF)的表达以减少核黄素转化为FMN和FAD,摇瓶中工程菌株ECX4的核黄素产量提高到292.3 mg·L^-1。

建立了反相高效液相色谱定量分析草酸二甲酯生产过程中的草酸二甲酯及草酸含量的方法。采用带有紫外检测器的Shimadzu LC-20A型高效液相色谱仪,C18色谱柱(4.6 mm×150 mm,5 μm),流动相是体积比为60:40的乙腈-磷酸水溶液(pH=2.7),流速为0.7 mL/min,柱温25 ℃,254 nm波长下紫外检测。探讨了pH值及其它条件对色谱分离的影响。该方法测得的草酸及草酸二甲酯线性回归曲线的相关系数分别为0.9996和0.9998,相对标准偏差为0.8%~1.0%,满足定量分析要求。