【摘 要】
:
生物质资源的高值化利用将是解决能源危机和环境问题的重要途径。生物质衍生平台分子通过催化反应可以获得具有高附加值的燃料和化学品。在众多生物质平台分子的转化中,呋喃基平台分子5-羟甲基糠醛(HMF)的氧化酯化具有重要的研究价值。该反应的产物2,5-呋喃二甲酸二甲酯(FDE)是合成生物质基聚酯塑料聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)的单体之一,而PEF被认为是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的理想代替品
论文部分内容阅读
生物质资源的高值化利用将是解决能源危机和环境问题的重要途径。生物质衍生平台分子通过催化反应可以获得具有高附加值的燃料和化学品。在众多生物质平台分子的转化中,呋喃基平台分子5-羟甲基糠醛(HMF)的氧化酯化具有重要的研究价值。该反应的产物2,5-呋喃二甲酸二甲酯(FDE)是合成生物质基聚酯塑料聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)的单体之一,而PEF被认为是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的理想代替品。研究发现钴-氮-碳材料(Co-N-C)可以催化HMF的氧化酯化,但由于缺乏对材料结构的合理设计,该类催化剂的性能仍有待提高。近年来,由金属离子和有机配体自主装而成的金属有机框架材料(MOFs)广泛用于制备各种过渡金属碳基催化剂。MOFs衍生的钴-氮-碳材料具有高度分散的金属活性位、良好的导电性、可调控的形貌,在催化领域备受关注。基于上述背景,本论文以Zn Co-ZIF为前驱体,通过包覆热解法制备出多级孔限域Co纳米复合材料,将其用于HMF的氧化酯化反应,并探究了材料的组成和形貌与催化性能之间的关系,为制备高催化活性的Co-N-C材料提供了新思路。本论文的主要研究内容和结果如下:论文提出了一种新颖的MOFs包覆热解方法,制备出多级孔限域Co纳米复合材料,成功将Co纳米颗粒限域在兼具微孔-介孔-大孔的多级结构和开放型孔道的氮掺杂碳骨架内部。此方法简便高效,只包括Zn Co-ZIF前体的自组装,淀粉包覆和高温热解三个步骤。所得Co@NC-2-800材料在HMF的氧化酯化反应中显示出优异的催化性能,在80℃、0.1 MPa氧气、无碱条件下实现了HMF的完全转化和96%的FDE收率,转化频率(TOF)值高达14.50 h-1,并且在循环利用6次后未出现明显的催化性能降低。研究表明,在热解过程中,淀粉包覆对Zn Co-ZIF的形貌演变有显著的调控作用。Co@NC-2-800的空间限域作用和开放孔道能够提升Co纳米颗粒的可及性,并且防止其在反应过程中流失或团聚,从而显著提升催化活性和稳定性。此外,碳骨架中的氮掺杂也能够有效提升FDE选择性。
其他文献
ε-己内酯(ε-CL)是一种重要的化工中间体,其聚合物聚己内酯(PCL)因具有良好的生物相容性和可降解性被广泛用于医药、包装、涂料等领域。当前ε-CL生产工艺主要以过氧酸为氧化剂,该氧化剂因为具有很强的腐蚀性和不稳定性而限制了ε-CL的产能。本研究以掺氮碳纳米管为催化剂,氧气作为氧化剂,在不使用溶剂的条件下,利用环己酮与助氧化剂制备ε-CL。论文主要内容如下:(1)以掺氮碳纳米管(NCNTs)为催
敏感负荷受电压暂降影响导致设备不正常运行的现象频频发生,城市电网与敏感负荷的电压暂降兼容性问题愈加受到重视。电压暂降兼容性问题是电网电压暂降水平与负荷电压暂降免疫度的匹配问题,必然涉及网侧电压暂降水平、负荷侧电压暂降免疫度以及两者间的兼容性三大部分。用户可根据负荷受网侧电压暂降影响程度选取合理的供电区域,或选择免疫度与电网电压暂降水平匹配的用电设备,从规划建设层面解决电压暂降兼容性问题。因此,本文
谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum,C.glutamicum)是应用广泛的微生物细胞工厂,可以生产氨基酸、外源蛋白和化合物,涉及食品、医药和化工等领域。优良菌株的获得可通过代谢工程、基因工程等进行菌种改造,调控严格的诱导系统是生物工程中重要的工具,可控制内源基因和外源基因的表达。目前适用于谷氨酸棒杆菌的诱导型启动子较少且都存在一定程度的泄露表达,不能实现对目的基因表
移动机器人因能在更大空间范围内作业而具有比一般机器人更强大的灵活性。自主定位和环境感知对于身处未知环境中的移动机器人而言是两种重要的能力,正确定位信息的获取以及对一般周围环境和特定目标对象的理解有助于移动机器人更好地完成任务。本文围绕移动机器人自主定位与目标感知问题开展研究,设计并实现了基于多传感器融合进行自主定位并能通过视觉感知目标运动状态的移动机器人系统,对于提升移动机器人自主性具有一定参考价
研究背景喉鳞状细胞癌(laryngeal squamous cell carcinoma,LSCC)是最常见的喉癌病理类型,占据呼吸道肿瘤发病率第二位。值得注意的是,在中国喉鳞癌的发病率大约是美国的四倍,每年有超过15000人死于喉癌。对于晚期喉鳞癌患者,以顺铂为基础的化疗方案是标准的一线化疗方案,铂类药物通过杀死细胞或者通过阻断细胞分裂阻止癌细胞的生长。然而,基于铂类的联合化疗方案并没有提高晚期
近年来全球贸易增长有所放缓,各国之间贸易堡垒呈增加趋势及地缘政治冲突愈演愈烈,国际贸易及运输需求有所下降,被誉为世界贸易血管的海运业深受此大背景的影响。AME公司是一家超过170年历史的船公司,在此海运业大背景下被仅有40年历史的新锐船公司CGC集团收购。AME员工同时面临行业变革和公司环境变化的巨大不确定性,员工工作积极性降低,离职意愿有所增加,员工整体敬业度下降。因此,非常迫切需要制定相应的对
地表水中的磷酸盐(phosphate)和六价铬(hexavalent chromium)超标会严重危害环境和人体健康。吸附法是去除磷酸盐和六价铬的常用方法,但未改性生物炭的吸附效果通常很差。本论文以废弃的花生壳为原料,分别采用硅酸钠浸渍改性和硝酸铁浸渍改性的方法制备出硅改性生物炭(Si-PSB)和铁改性生物炭(Fe-PSB)。探究了Si-PSB对磷酸盐的吸附特性和吸附机理,研究了Fe-PSB对磷酸
近年来我国造纸行业发展迅速,随之产生的固体废弃物如造纸污泥也逐年增加,给企业和社会带来较大的环境压力。堆肥被认为是一项环境友好的固废处理技术,具有操作简单、产品可二次利用等优点,然而工业污泥的堆肥处理普遍存在有机质利用率低、堆肥产品质量差等问题。在堆肥中使用添加剂可有效提高腐殖质(HS)含量从而提高堆肥产品质量。本论文以造纸污泥堆肥过程中HS的形成和变化为研究对象,分别添加碱木素(AL)和木素磺酸
配电网结构复杂,分支众多,常含有大量架空线和电缆线路,且所处的环境较为恶劣,故障发生率较高,其中大部分为单相接地故障。当发生故障后,若能快速准确定位故障,将能减轻巡线负担,缩短故障修复时间,对保障安全可靠供电具有重要意义。目前我国配电网普遍采用小电流接地系统,其中谐振接地系统由于消弧线圈的补偿作用导致接地故障特征不明显,在发生高阻接地时更难以准确定位故障点。为此本文重点围绕谐振配电网单相接地故障的
近年来,食品、疫苗等产品的质量问题引发的社会关注以及特殊时间段内“哄抬物价”现象的出现,说明监管部门需要进一步增强对于供应链上交易的监管。将区块链应用于供应链监管可以赋予监管数据的更高的安全性。目前将区块链应用于供应链监管的项目中,多是将企业自行上报的原始数据保存在中心数据库中,通过中心服务器计算原始数据的哈希值,并将其保存至区块链以防止数据被篡改。这其中存在的问题有:企业保护交易敏感数据的倾向导