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SBA-15负载咪唑盐离子液体催化剂用于CO_(2)环加成反应的失活机理研究

化学试剂 2023年第8期45卷 79-86页

作者：邓涵白诗扬孙继红北京工业大学化学工程与技术系绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124

采用后嫁接法将咪唑盐离子液体负载在SBA-15上制备了多相催化剂SBA-15-Imi并将其用于CO_(2)环加成反应,研究了介孔氧化硅负载离子液体催化剂的失活机理。采用XRD、SEM、TEM、TG、FT-IR、EA等多种表征手段探究了潜在的失活原因;同时将基... 详细信息

采用后嫁接法将咪唑盐离子液体负载在SBA-15上制备了多相催化剂SBA-15-Imi并将其用于CO_(2)环加成反应,研究了介孔氧化硅负载离子液体催化剂的失活机理。采用XRD、SEM、TEM、TG、FT-IR、EA等多种表征手段探究了潜在的失活原因;同时将基于分形理论、Porod理论的SAXS数据用于催化剂失活原因的分析,对催化剂的微观结构进行深入的研究。结果表明:催化剂循环使用5次后产率降低了74%,失活原因主要是离子液体流失及有机物杂质沉积。

关键词：离子液体多相催化剂 CO_(2)环加成反应失活机理

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轴向配体对铁卟啉催化氧化环己烷和苯C—H键的影响

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化学试剂 2024年第5期46卷 47-52页

作者：张玉静宋旭锋马欣宇于艳敏北京工业大学化学工程与技术系绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124

采用密度泛函理论方法系统研究了带有不同轴向配体(F^(-)、Cl^(-)、CH_(3)COO^(-)、SCH^(-)_(3))的铁卟啉作为仿生催化剂催化氧化环己烷和苯C—H键的反应,重点考察了轴向配体对高价铁-氧卟啉几何结构和电子结构的影响,以及轴向配体影响... 详细信息

采用密度泛函理论方法系统研究了带有不同轴向配体(F^(-)、Cl^(-)、CH_(3)COO^(-)、SCH^(-)_(3))的铁卟啉作为仿生催化剂催化氧化环己烷和苯C—H键的反应,重点考察了轴向配体对高价铁-氧卟啉几何结构和电子结构的影响,以及轴向配体影响高价铁-氧卟啉氧化环己烷和苯C—H键反应活性的本质差异。相较于其他轴向配体,F^(-)作为轴向配体使高价铁-氧卟啉具有更高的活性,更易于氧化环己烷和苯的C—H键。与苯环C—H键氧化反应相比,改变轴向配体对环己烷C—H键氧化反应的活性影响更大,且轴向配体主要通过影响过渡态结构中环己烷的形变能来改变环己烷C—H键氧化反应的活化能。而在苯环C—H键氧化反应中,轴向配体主要影响过渡态结构中高价铁-氧卟啉与苯的相互作用能以及苯分子的形变能。

关键词：铁卟啉轴向配体环己烷苯密度泛函理论

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死端搅拌操作条件下平均膜污染度量指数变化

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江西化工 2024年第4期40卷 91-96页

作者：刘慧慧王湛北京工业大学材料科学与工程学院化学工程与技术系北京100124 绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124

在死端搅拌微滤膜装置上,采用0.1μm孔径的PES平板微滤膜对酵母悬浮液进行过滤实验。研究瞬时膜污染度量指数(t)和平均膜污染度量指数■在不同操作条件下(搅拌速率、浓度、温度、压力和污染物)的变化规律。结果表明,搅拌速率200 rmp时(t... 详细信息

在死端搅拌微滤膜装置上,采用0.1μm孔径的PES平板微滤膜对酵母悬浮液进行过滤实验。研究瞬时膜污染度量指数(t)和平均膜污染度量指数■在不同操作条件下(搅拌速率、浓度、温度、压力和污染物)的变化规律。结果表明,搅拌速率200 rmp时(t)最小,而■随搅拌速率的增加先增大后降低;在浓度、温度以及压力下,(t)均随时间递增,■随浓度递增。另外,■(酵母悬浮液)>■(活性污泥悬浮液)>■(高岭土悬浮液)则说明在实际过滤过程中,选择2 g/L、25℃和0.08 MPa作为固定操作条件,选择尽可能高搅拌速率和低料液浓度的高岭土悬浮液时的膜污染程度最轻。

关键词：死端微滤平均膜污染度量指数操作条件

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金属卟啉催化氧化烃类饱和C—H键的理论模拟研究进展

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化工进展 2020年第10期39卷 4002-4014页

作者：王浩姬东方于艳敏佘远斌北京工业大学化学化工系绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124 浙江工业大学化学工程学院绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地浙江杭州310014

金属卟啉作为仿生催化剂在催化氧化烃类饱和C—H键领域得到了非常广泛的应用,其高效的催化性能也成为实验和理论模拟研究中的焦点。由于理论模拟研究不受实验条件的限制,更适于研究反应的复杂机理,因此在金属卟啉催化氧化烃类饱和C—H... 详细信息

金属卟啉作为仿生催化剂在催化氧化烃类饱和C—H键领域得到了非常广泛的应用,其高效的催化性能也成为实验和理论模拟研究中的焦点。由于理论模拟研究不受实验条件的限制,更适于研究反应的复杂机理,因此在金属卟啉催化氧化烃类饱和C—H键领域受到了广泛关注。本文系统地综述了近年来金属卟啉仿生催化剂催化氧化烃类饱和C—H键的理论模拟研究,重点介绍了几种常用的理论模拟方法以及金属卟啉几何和电子性质的理论计算,同时详细地论述了理论模拟方法用于金属卟啉活化氧气和催化氧化烃类饱和C—H键的机理研究,并展望了金属卟啉仿生催化剂的理论模拟发展方向,指出多种理论模拟方法有机结合用于研究金属卟啉催化氧化的机理及金属卟啉结构与催化选择性之间的关系将是今后的主要研究方向。

关键词：金属卟啉催化活化饱和C—H键模拟

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CF_x-Ru复合阴极材料的制备及在锂一次电池中的应用（英文）

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无机化学学报 2020年第1期36卷 148-158页

作者：张伶潇张丽娟希利德格李钒北京市绿色催化与分离重点实验室环境与能源工程学院化学与化学工程系环境安全和生物效应卓越中心北京工业大学

首次采用简单的原位化学改性方法合成了CFx-Ru复合阴极材料并应用于锂一次电池。与原始CFx材料相比,CFx-Ru在5C的放电倍率下放电容量、放电电压平台和最大功率密度可分别高达605 mAh·g^-1、2 V、8727 W·kg^-1。通过X射线衍射... 详细信息

首次采用简单的原位化学改性方法合成了CFx-Ru复合阴极材料并应用于锂一次电池。与原始CFx材料相比,CFx-Ru在5C的放电倍率下放电容量、放电电压平台和最大功率密度可分别高达605 mAh·g^-1、2 V、8727 W·kg^-1。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对阴极材料结构、化学环境和形貌进行了研究。研究发现,在CFx-Ru复合材料中,nF/nC和C-F2键与C-F共价键的峰面积比都有所降低,这可能是由于RuO2与CFx材料表面或边缘的CF2惰性基团反应所致。这种原位化学反应消耗了非活性的CF2,产生了导电元素钌,并由于气相产物的演化而增加了比表面积。这些特性有助于改善阴极材料的电化学性能。电化学阻抗谱和N2吸附-脱附测试结果也进一步证实了改性材料拥有较大的比表面积和优异的电导率。

关键词：锂一次电池高倍率性能原位化学改性钌氟化碳

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膜孔反洗流剪切力表征膜污染变化规律探究

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膜科学与技术 2020年第4期40卷 25-33,79页

作者：王建涛王湛北京工业大学环境与化学工程学院化学化工系绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124

采用孔径为0.2μm的PVDF平板微滤膜对酵母悬浮液进行了错流过滤与反洗.研究了在反洗过程中污染层平均孔径(d f)、膜孔内剪切力(τ)和可逆污染阻力(R r)的变化规律,并对比了有无反洗情况下的d f变化.结果表明,d f、τ和R r均随着反洗周... 详细信息

采用孔径为0.2μm的PVDF平板微滤膜对酵母悬浮液进行了错流过滤与反洗.研究了在反洗过程中污染层平均孔径(d f)、膜孔内剪切力(τ)和可逆污染阻力(R r)的变化规律,并对比了有无反洗情况下的d f变化.结果表明,d f、τ和R r均随着反洗周期的增加而减小.d f随着过滤压力(TMP)、流速、反洗时间和强度的增加而增大,随着进料液质量浓度的增加而减小.当17004200时,增加流速d f并未明显改善.τ随着TMP、流速、反洗时间和强度的增加而增大,随着进料液质量浓度的增加而减小.R r随着TMP、浓度、反洗时间和反洗强度的增加而增大,随着流速的增加而减小.周期反洗能有效提升d f,且2~10反洗周期的d f均大于未反洗的d f.

关键词：错流微滤反洗污染层平均孔径膜孔内剪切力可逆污染阻力

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CoAl-LDH杂化膜的制备及其芳烃/烷烃混合体系分离性能研究

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膜科学与技术 2019年第6期39卷 29-37,79页

作者：张丽龙汪林王乃鑫李晓婷纪树兰安全福北京工业大学环境与能源工程学院绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124 清华大学化学工程系膜材料与工程北京市重点实验室北京100084

渗透汽化是实现芳烃/烷烃混合物高效分离最有潜力的技术之一.以钴铝层状双金属氢氧化物(CoAl-LDH)为掺杂材料,采用浸渍法在管式陶瓷基底上制备了CoAl-LDH/聚合物(Boltorn W3000)杂化膜.通过扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、X射线衍... 详细信息

渗透汽化是实现芳烃/烷烃混合物高效分离最有潜力的技术之一.以钴铝层状双金属氢氧化物(CoAl-LDH)为掺杂材料,采用浸渍法在管式陶瓷基底上制备了CoAl-LDH/聚合物(Boltorn W3000)杂化膜.通过扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、X射线衍射仪和纳米压痕仪等对杂化膜进行了表征.结果表明,CoAl-LDH在分离层中均匀分布,杂化膜表面的力学强度增加,膜表面粗糙度随着负载量的增加而增加.将杂化膜用于芳烃/烷烃混合体系的分离,对于质量分数50%的甲苯/正庚烷混合体系,进料液温度为40℃时,杂化膜的通量及分离因子分别为287 g/(m^2·h)及4.23.

关键词：双金属氢氧化物杂化膜芳烃/烷烃渗透汽化

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meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉二聚体的分子动力学模拟研究

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计算机与应用化学 2016年第4期33卷 403-408页

作者：史婷婷于艳敏佘远斌北京工业大学化学化工系绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124 浙江工业大学化学工程学院浙江杭州310014

为了考察meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉的聚集行为,本文采用分子动力学模拟方法研究了meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉所形成的二聚体结构,并考察了离子强度对meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉聚集的影响。结果发现,未质子化的meso-四(4-磺酸基苯基)卟... 详细信息

为了考察meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉的聚集行为,本文采用分子动力学模拟方法研究了meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉所形成的二聚体结构,并考察了离子强度对meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉聚集的影响。结果发现,未质子化的meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉H2TPPS44-不能形成二聚体;而质子化的meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉H4TPPS42-能够形成稳定的二聚体,且静电相互作用是其二聚体形成的主要驱动力。加入适量浓度的KCl能增强H_4TPPS_4^(2-)分子间的静电相互作用,促进H4TPPS42-分子聚集。

关键词： meso-四(4-磺酸基苯基)卟啉二聚体分子动力学模拟

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金属卟啉与咪唑及吡啶轴向配位作用的密度泛函理论研究

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计算机与应用化学 2015年第10期32卷 1197-1200页

作者：常欢于艳敏佘远斌北京工业大学化学化工系绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124 浙江工业大学化学工程学院浙江杭州310014

为了考察金属卟啉与含氮杂环化合物之间的轴向配位作用,本文采用密度泛函理论方法研究了中心金属分别为铁、锰、钴的3种金属卟啉与咪唑及吡啶2种轴向配体之间形成的配位络合物,从几何结构、相互作用能方面考察了配位络合物的稳定性、并... 详细信息

为了考察金属卟啉与含氮杂环化合物之间的轴向配位作用,本文采用密度泛函理论方法研究了中心金属分别为铁、锰、钴的3种金属卟啉与咪唑及吡啶2种轴向配体之间形成的配位络合物,从几何结构、相互作用能方面考察了配位络合物的稳定性、并从电荷和前线分子轨道能级方面解释了所形成配位络合物稳定性的差异。计算结果表明,具有不同中心金属离子的卟啉与不同轴向配体之间的配位作用也不同,卟啉中心金属的正电性越强,其与咪唑及吡啶所形成的配位络合物越稳定。3种金属卟啉中,铁卟啉中心金属具有较多的正电荷,更易与咪唑或吡啶发生轴向配位作用形成稳定的配位络合物。与吡啶相比,咪唑与金属卟啉之间的配位作用更强,形成的配位络合物更稳定。

关键词：金属卟啉咪唑吡啶轴向配位密度泛函理论

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