张鹏飞
,
邓江
,
毛建拥
,
李浩然
,
王勇
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60871-3
醇的氧化产品(醛和酸)是精细化工中的重要中间体.醇类的选择性氧化无论是在基础研究还是在工业应用方面都具有非常重要的意义.传统的方法是使用化学计量的氧化剂(如：高氯酸盐,重铬酸盐,高锰酸盐,过氧酸)来氧化醇.但是,这些氧化剂具有强腐蚀性,价格较昂贵,有些氧化剂还具有很强的毒性或者反应后产生大量重金属废液.而以分子氧作为氧化剂在温和条件下实现醇到醛的氧化具有更好的经济性也更环保.在过去几十年里,科学家们发展了许多催化体系来活化氧气分子.这些体系大部分是基于钌、钯、铜和钛等金属催化剂.近年,考虑成本和环境因素,越来越多的科学家把目光投向无金属催化剂来实现醇的氧化.石墨型氮化碳(g-C3N4)是二维层状类石墨结构,层内原子以共价键相连,层与层之间由于分子间作用而堆叠在一起.在g-C3N4中引入介孔(mpg-C3N4)能够提高g-C3N4的比表面积,提供更多的活性位点.由于mpg-C3N4具有半导体性质(带隙宽度为2.7 eV),在可见光照射下能够激发出一个电子给氧气,氧气得到电子后生成具有较高氧化活性的?O2–.这样我们就可以在比较温和的条件下得到活性较高的氧化剂.但是?O2–活性和产量有限、并且容易被猝灭,因此我们想通过选用一个能形成比较稳定的自由基的有机分子来“传递氧化性”.基于上述思考,我们引入mpg-C3N4和N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)作为组合催化体系实现光催化和有机催化有效的结合来催化选择性氧化醇.以苯甲醇为模型化合物、以mpg-C3N4/NHPI作为组合型催化剂、普通的钨丝灯为光源,在25 oC下通入1 atm O2,实现了醇的选择性氧化.通过电子自旋共振测试,我们探测到?O2–自由基.在只有mpg-C3N4的体系中,产生的?O2–自由基很快被猝灭,从而不能有效地氧化苯甲醇.而加入NHPI后,?O2–自由基能够夺取NHPI中O–H键的氢,形成PINO自由基.形成的PINO自由基能够在温和的反应条件下氧化苯甲醇得到苯甲醛.(图1)通过调节mpg-C3N4和NHPI的比例,我们发现增加mpg-C3N4的比例有利于苯甲醛的生成.一方面,较低的反应温度不利于生成的醛被进一步氧化成酸.另一方面,由于苯甲醇和mpg-C3N4通过O-H...N或者O-H...π相互作用能够很好的吸附到mpg-C3N4表面,从而氧化为苯甲醛；而生成的苯甲醛与mpg-C3N4的相互作用比较弱,容易脱附到溶液中,避免被进一步的氧化.同时,我们也将mpg-C3N4/NHPI催化体系拓展到其他醇类的氧化反应,同样能够得到很好的转化率和选择性.该催化体系不需要任何金属元素,利用偶合的光催化组合进行可见光催化氧化过程,反应温度低,为醇类分子的选择性氧化制备醛或者酸提供了一条有效并且环保的策略.
关键词:
空气氧化
,
苯甲醇
,
N-羟基邻苯酰亚胺
,
自由基
,
氮化碳
赵子强
,
张岩
,
裴悦凯
,
王潇
,
张瑞华
,
赵琳
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130308
利用光纤激光毛化系统对轧辊进行了毛化试验,研究了激光毛化参数对毛化点阵和粗糙度的影响,并尝试开发了激光无序毛化工艺.研究结果表明,激光有序毛化工艺条件下,毛化点尺寸、形态一致,呈现火山口形貌.激光功率、脉冲频率和脉冲占空比对毛化点尺寸有较大的影响,而激光功率、脉冲占空比和侧吹气体流量对毛化粗糙度具有明显的作用.采用脉冲频率调制的方式实现了光纤激光无序毛化工艺.无序毛化后,冷轧线工作辊表面粗糙度约为2.2μm,毛化峰值密度在75 cm-1以上;镀锌线光整机工作辊粗糙度约为3.2μm,毛化峰值密度在85cm-1以上,平均峰值密度达到了95cm-1.所开发的激光无序毛化工艺已应用于实际生产.
关键词:
光纤激光毛化
,
有序毛化
,
无序毛化
,
脉冲调制
,
粗糙度
,
峰值密度
符永宏
,
王浩
,
杨烨刚
,
符昊
,
华希俊
表面技术
目的：研究光纤激光毛化应用于模具表面，改善其摩擦特性的可行性。方法采用单因素变化法，研究激光功率、脉宽、频率、离焦量对毛化形貌的影响规律，分析毛化区域的显微硬度，并对不同形貌的毛化试样和光滑试样的摩擦性能进行对比。结果匹配特定的参数，可获得火山口形貌或球冠状形貌。毛化区域的硬度相对基材提高显著，最大提高了近4倍。同时，在模拟冷冲压拉深模具低速重载工况的摩擦实验中，毛化试样的摩擦系数比光滑试样大，同时随着毛化点直径、间距的增大，摩擦系数相应减小。结论激光毛化技术可对材料表面进行改形改性，能够用于优化模具表面摩擦特性。
关键词:
光纤激光毛化
,
毛化形貌
,
显微硬度
,
摩擦特性
武江津
,
安同艳
,
孙长虹
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2011.03.043
利用机械压缩蒸发工艺对洗毛废水进行浓缩实验研究,对出水水质、蒸发量、耗电量等参数进行了考察,并进行了能耗和运行费用分析.实验结果表明,采用机械压缩蒸发工艺将洗毛废水TS由29.2 g/L浓缩至342.6 g/L过程中,CODcr由42.8 g/L浓缩到463.3 g/L,出水CODcr在100～311 mg/L,吨水耗电量为43.3～75.7 kW.h/t,与四效蒸发相比,节能显著,运行费用低.机械压缩蒸发是一种很有前景的高浓度工业废水处理技术.
关键词:
机械压缩蒸发
,
洗毛废水
,
热泵
