地区：上海市 宝山区
关键词：海南大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002249
成果描述：
| 科学领域：催化反应工程；催化剂工程；固定床反应工程。本工作主要是研究椰壳活性炭固载型催化剂的制备，及考察他们在固定填充床中连续催化性能。为了提高椰壳炭表面均相催化剂的化学固载量，必须先用硝酸氧化提高炭表面上羟基的数量。本工作研究了硝酸的浓度、氧化温度、时间等因素的影响，采用FT-IR和XPS表征及Boehm滴定来定性与定量了炭表面上的羟基含量。对于三种典型的均相催化剂，生物酶、金属络合物、离子液体由于都含有机基团，在炭表面化学固载时，都会涉及到多步有机合成。因此，根据不同均相催化剂化学固载的需要，选用含特殊活性官能团的硅烷偶联剂先与炭羟基链接，然后再设计有机合成来分别制备化学固载型的均相催化剂。该项目合成了5种不同双齿配体络合的钯催化剂，在填充床中考察了苯酚一步氧化制备碳酸二苯酯(一种替代光气的绿色化工原料)，对比了他们在高压反应釜中间歇化反应的催化性能；合成了5种不同结构的固载型离子液体，在填充床中考察了CO<,2>与与环氧氯丙烷环合加成合成氯丙烯碳酸酯的性能；合成了2种不同的固载型离子液体作为吸附剂，在填充床中捕获CO<,2>，用于净化沼气；共价固载了2种生物酶，脲酶与木瓜蛋白酶，重点研究了脲酶在填充床中水解尿素的行为，由于固载的脲酶降解尿素，在医学上用于尿毒症患者体外透析，太空上尿液循环等领域具有重要意义。此外，通过在椰壳活性炭表面接枝环己二胺双氮配体，以该功能化活性炭作为载体用化学还原法成功制备出了Pd-B/C和Pd-Ni-B/C非晶态纳米催化剂。非晶态合金粒子在活性炭上高度分散，且粒径分布窄(2～5 nm)。该技术解决了传统非晶态合金粒子聚集、粒径大的缺点。在对氯硝基苯加氢、α-硝基萘加氢及1,5-二硝基萘加氢催化加氢中研究了催化性能。重点研究了对氯硝基苯选择性加氢制备对氯苯胺，由于硝基被还原成氨基的过程中，往往会脱氯，对氯苯胺产物选择性不高。本工作在转化率为98.6%的情况下，对氯苯胺的选择性达到了94.6%。作为基础与应用基础研究，该项目成功地在椰壳炭上化学固载多种均相催化剂，并在固定填充床中实现了连续催化反应。对于固载型金属络合物、离子液体等在填充床中的连续催化操作，to the best of our knowledge,课题组是首次报道。这些工作为将来实现工业上的大规模生产具有重要意义，同时也高附加值利用了椰壳炭。 |
