摘要：以结构和功能可设计的离子液体为萃取剂,通过液–液萃取分离甘氨酸,考察了不同结构的咪唑和季铵离子液体萃取分离甘氨酸的效果,研究了pH值、萃取温度、萃取时间、甘氨酸初始浓度和二环己基-18-冠醚-6(DCH18C6)浓度等工艺参数对甘氨酸分配系数和萃取率的影响,考察了胆碱双三氟甲磺酰亚胺盐([N1112(OH)][NTf2])的循环利用性,通过FT-IR和量子化学计算探究了[N1112(OH)][NTf2]和DCH18C6萃取甘氨酸的机理。结果表明,[N1112(OH)][NTf2]的萃取率高于其它离子液体,加入DCH18C6可提高萃取率,[N1112(OH)][NTf2]–DCH18C6复配体系中,甘氨酸萃取率可达85.4%。在最优条件下,分配系数和萃取率分别为10.9和94.4%。离子液体循环利用5次,甘氨酸萃取率仍保持90%。[N1112(OH)][NTf2],DCH18C6和甘氨酸之间存在的强氢键作用为萃取分离的关键。因此,[N1112(OH)][NTF2]-DCH18C6可有效萃取分离甘氨酸,为甘氨酸的绿色分离新工艺奠定基础。

摘要：氢氟烃具有环境友好、低毒、稳定性高等优良特性,在众多领域得到广泛应用,特别是在制冷行业引起了极大地重视。氢氟烃可以通过全氟烯烃加氢反应进行制备,然而,由于氟原子的电负性强,难以活化全氟烯烃中的碳碳双键,因此全氟烯烃加氢反应是一个具有挑战性的难题。针对全氟烯烃加氢反应,目前国际上基本使用贵金属负载钯催化剂,钯负载量较大,成本较高。本工作采用浸渍法制备了钯含量仅为0.1wt%的高活性低负载量钯催化剂,以及一系列铜为助剂的负载钯催化剂,在微型固定床连续反应器上考察了不同催化剂催化六氟丙烯二聚体加氢反应的性能。结果表明,制备的0.1wt%负载量钯催化剂也具有较好的活性,原料转化率为49.3%,目标产物选择性可达97.6%;使用10wt%Cu助剂时催化剂活性最高,原料转化率高于93.4%,目标产物选择性可达98.6%。通过XRD,H2-TPR和XAFS等技术表征分析,发现催化剂中铜主要以Cu_(2)O和Cu0形式存在,Cu_(2)O可以和Pd形成强相互作用,通过氢溢流形式极大地降低催化剂中Cu_(2)O的还原温度,从钯中溢流出的氢原子可以极大地提高六氟丙烯二聚体加氢反应活性。因此,本工作提供了一种全氟烯烃加氢反应高活性、低含量且较稳定的钯基催化剂的制备方法,为进一步设计高效催化剂提供了研究方向。

摘要：采用季胺化反应—复分解或质子化两步法设计合成了系列阴离子为BF4-或CF3SO3-的咪唑类、吡啶类的功能化离子液体.系列功能化离子液体与三氟甲磺酸耦合催化1-丁烯/异丁烷的烷基化反应,并获得了C8选择性81.1%,TMP/DMH=8.36及RON值为95.3的良好催化效果,耦合催化剂在不降低催化活性的条件下可循环使用6次.

摘要：电解液作为锂离子电池中不可或缺但长期被忽视的组成部分,在新型电极材料的应用和储能系统的设计中起着至关重要的作用. 1M电解液由于其良好的离子导电性、电化学稳定性以及成本,被广泛应用于锂离子电池中.然而,更高的能量密度需要比容量更高的活性材料、合金型或锂金属负极、甚至无负极型电池,而1M的电解液很难支持其长期稳定循环.其主要原因在于电极/电解液界面稳定性较差,通常需要固态正/负极电解质界面(CEI/SEI)来稳定.

摘要：苄胺因其在医药、农药、染料和香料等领域的广泛应用而备受瞩目。苄胺可以通过苯甲醛(BzH)还原胺化反应进行制备,但受限于用于该反应的催化剂制备步骤复杂、成本高。本工作通过浸渍法制备了一系列负载在二氧化硅上的碱金属阳离子调变的钴催化剂(Co-M/SiO_(2)),并评价了不同催化剂对BzH还原胺化反应的影响。最佳催化剂Co-Na/SiO_(2)(Co^(2+):Na^(+)=1:1.5)催化BzH转化率为100%,目标产物苄胺的选择性为94.6%。与未加入碱金属阳离子的Co/SiO_(2)催化剂相比,该催化剂使苄胺选择性提高了24.6个百分点,副产物苯甲醇(BzAh)减少了17.1个百分点。通过一系列表征技术(XRD,XPS,TEM,Raman,NH3-TPD,CO_(2)-TPD,H_(2)-TPD,TGA)深入探究了催化剂结构和形貌特征。结果表明,在Co-Na/SiO_(2)中,钴主要以Co^(0)和CoO_(x)形式存在,引入的Na^(+)通过电子转移作用改变了催化剂中Co^(0)物种的结合能;此外,Co-Na/SiO_(2)催化剂提供了适量的酸碱性位点及适当的氢气吸附能力,有利于还原胺化反应发生。利用原位红外实验分析了Co-Na/SiO_(2)催化剂和Co/SiO_(2)催化剂的吸附能力和反应过程差异。结果表明,Co-Na/SiO_(2)催化剂催化苯甲醛还原胺化合成苄胺的能力优于Co/SiO_(2)催化剂的原因在于能够抑制副产物BzAh的生成。本工作为还原胺化反应提供了一种低成本且高活性的钴基催化剂制备策略,为以后用于该反应的高效催化剂的设计研究奠定了基础。

摘要：离子液体(ILs)改性固体催化剂是一种构筑高效电催化界面的方法。为了研究ILs阳离子在催化剂中Pt表面对燃料电池中氧还原反应(ORR)性能的影响,本研究自主合成了两种疏水质子型ILs ([EIM][NTf_(2)],[BIM][NTf_(2)])和两种疏水非质子型ILs([EMIM][NTf_(2)],[BMIM][NTf_(2)]),并对商业化Pt/C进行改性。在本研究采用的咪唑类疏水ILs中,质子型ILs改性催化剂的ORR活性均高于非质子型ILs改性催化剂,其中,由1-丁基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺改性后的催化剂([BIM][NTf_(2)]@Pt/C)活性最高。在酸性半电池中ORR半波电位高达0.913 V (***),质量活性提升至商业化Pt/C的1.73倍,比活性提升至商业化Pt/C的3倍,同时达到5000圈循环后半波电位仅下降12 mV,性能仍高于商业化Pt/C。进一步材料表征和电化学测试表明,[BIM][NTf_(2)]@Pt/C电催化活性的增强归因于该ILs可增多Pt表面参与反应活性位点、强化Pt表面质子及质量传递,并可有效抑制Pt纳米颗粒溶解,从而起到了增强ORR活性及稳定性的作用。本研究深化了对ILs@Pt界面协同电催化机理的认识,为设计下一代高效燃料电池催化剂提供了理论依据。

摘要：戊二胺是生物基尼龙56的核心单体,以廉价且产能过剩的L-赖氨酸为原料,通过一步多相催化脱羧合成戊二胺,实现绿色高值化利用。L-赖氨酸脱羧需在强酸体系下进行,提高Ru基催化剂稳定性是共性科学难题之一。采用原位水热合成方法,设计制备双蛋壳包裹的钌催化剂,首先利用FAU孔道实现Ru纳米颗粒的高分散,其次在外层原位生长硅壳silicate-1(S-1),提高催化剂在酸体系下的稳定性。表征结果显示,双蛋壳包裹的Ru/FAU@S-1催化剂外层硅元素明显富集。在戊二胺合成反应中,Ru/FAU@S-1催化活性很高,L-赖氨酸转化率高达81.5%,戊二胺选择性65.8%,循环使用5次后催化效果无明显下降,催化剂稳定性得到显著改善。

摘要：CO2利用是全球重大战略问题,已被国家发改委、能源局的《行动计划》列为重点攻关任务。CO2的高值化利用,不但能降低碳排放量、减缓温室效应,而且能产生显著的经济效益,是我国践行低碳发展战略的重要技术选择。针对CO2分子热力学稳定、不易活化、反应路径复杂、产品选择性低等难题,在国家重点研发计划"煤炭清洁高效利用和新型节能技术"重点专项支持下,由中国科学院过程工程研究所牵头的"CO2高效合成重要化学品新技术"项目通过催化剂开发、反应器设计及工艺路线创新,提出了以CO2与高能物质环氧乙烷为原料合成碳酸乙烯酯,再分别经醇解生产碳酸二甲酯联产乙二醇、加氢生产甲醇联产乙二醇的高值化利用技术路线,形成CO2高效利用技术和成套装备。本文结合项目的实施,重点介绍了项目研究团队在CO2羰基化合成碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯醇解、碳酸乙烯酯加氢等方面的进展,以期为CO2的高值化和规模化利用提供新思路。