【文章內(nèi)容簡介】 有較好效果，但對其它有毒難降解含氮有機物廢水處理沒有什么效果。常規(guī)的方法已難以滿足凈化處理的技術(shù)和經(jīng)濟要求，近年來對含氮有機物廢水進行有效的處理已逐漸成為國際上環(huán)境保護技術(shù)研究的一個熱點課題。對此研究有很大的經(jīng)濟與社會效益。2棉酚的應(yīng)用研究背景棉酚,又名棉毒素或棉籽醇,是棉屬植物體內(nèi)形成的一種黃色多酚型物質(zhì),存在于棉株的各部器官,其它一些錦葵科植物也可形成. 國內(nèi)外用棉籽餅養(yǎng)殖畜禽及水生動物已取得了明顯的經(jīng)濟效益。但是，棉酚是影響其作為飼料、配合飼料的主要不利因素。雖然早在一百多年前就開始了棉酚的化學(xué)研究,但由于長期以來人們一直把它作為有毒廢物看待,因此,有關(guān)棉酚及其應(yīng)用的研究一直不受重視,它過去是,現(xiàn)在仍然是一個累贅,然而,大量可用的棉酚及可能制備的無數(shù)棉酚衍生物卻使得人們逐漸對其作用產(chǎn)生興趣。 早在70年代,我國最先發(fā)現(xiàn)棉籽中的棉酚色素經(jīng)提純后可用作男性節(jié)育藥,之后許多國家的科技人員對棉酚及其衍生物的應(yīng)用進行了研究,有了一些成果和專利[1]。這些研究表明:棉酚及其衍生物在醫(yī)藥、化工、遺傳工程等方面均有著廣闊的應(yīng)用前景,它蘊藏著巨大的商業(yè)價值。近幾十年來,一些產(chǎn)棉國家進行了棉酚用途的研究,發(fā)現(xiàn)其在國民經(jīng)濟的各個方面都有重要作用,以期引起大家的重視,充分開發(fā)利用這一豐富的資源.　　2負載型氧化物固體超強酸催化劑的制備及應(yīng)用研究背景：近年來 ,隨著人類環(huán)保意識的增強和環(huán)境立法要求日趨嚴(yán)格 ,化學(xué)工業(yè)中的污染問題已成為一亟待解決的問題。人們希望原料中的每一個分子都能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品 ,實現(xiàn)污染的零排放,采用無毒無害原料, 生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品而催化劑在實現(xiàn)上述目的中起關(guān)鍵作用酸催它們以分子形態(tài)參與化學(xué)反應(yīng), 因此有較好的低溫活性。但是, 使用這類催化劑時也存在一系列的問題, 如產(chǎn)生大量的廢液, 設(shè)備腐蝕嚴(yán)重及催化劑與反應(yīng)物產(chǎn)物分離的困難, 化學(xué)工藝上難以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)等缺點, 而固體酸催化劑在很大程度上能夠解決上述問題, 因而, 以固體酸代替液體酸催化劑是實現(xiàn)環(huán)境友好催化工藝的一條最重要的途徑。固體酸的基本概念：一般而言凡是使堿性試劑變色的固體或能吸附堿性物質(zhì)的固體。嚴(yán)格地講，按照Bronsted和Lewis路易絲的定義，固體酸是指具有給出質(zhì)子接受電子對能力的固體，而固體堿則相反。而固體超強酸則是指固體表面的酸強度大于100%的硫酸的酸強度，由于100%硫酸的酸強度用哈默特酸函數(shù)（hammett），所以固體酸的酸強度Ho〈。通過在工業(yè)上的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)固體超強酸催化劑跟普通催化劑相比具有下列優(yōu)點(1)催化效率高,用量少,副反應(yīng)小,副產(chǎn)物少(2)在高溫下使用，可重復(fù)使用,催化劑與產(chǎn)物分離簡單。(3)無腐蝕性,不污染環(huán)境。(4)制備方法簡便,可用一般金屬鹽類制備。SO/MO型固體超強酸具有很強的酸性，對正構(gòu)烷烴異構(gòu)化反應(yīng)顯示出很高的活性和選擇性，是一種很有潛力的新催化材料，但由于催化劑表面硫酸根流失，故有一定的局限性，文獻報道用WO代替硫酸根，可以得到耐800C焙燒的固體超強，有一定的應(yīng)用前景。2靜態(tài)超聲原油破乳研究 課題背景： 在油氣田開發(fā)過程中，一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳狀液，采用常軌電－化學(xué)聯(lián)合破乳的方法就可以實現(xiàn)油水分離。日前我國各大油田相繼進入開發(fā)期，三次采油技術(shù)逐漸應(yīng)用，油井采出液多為水包油乳狀液或復(fù)合型復(fù)雜型乳狀液。目前，這種乳狀原油不能有效地采用電－化學(xué)方法來破乳，究其原因，一是難以發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟高效的破乳劑，二是這種乳狀液進入電脫水器容易破壞電場，造成跳閘。因此，急需尋找行之有效的破乳方法。 超聲波破乳是基于超聲波作用于性質(zhì)不同的流體介質(zhì)產(chǎn)生的位移效應(yīng)來實現(xiàn)油水分離，由于超聲波在油和水中均具有較好的傳導(dǎo)性，故這種方法適用于各種類型的乳狀液。另外，超聲波和化學(xué)破乳劑聯(lián)合作用時，由于其擴散效應(yīng)，還能提高破乳劑的作用效率，超聲波與化學(xué)破乳相結(jié)合用于乳化原油脫水，在常軌脫水方法不能奏效的情況下，有很好的發(fā)展前景。有關(guān)文獻已經(jīng)報道了這方面的研究情況，但是大多只是停留在實驗室階段，有待我們?nèi)ミM一步的進行中試試驗，甚至進入工廠生產(chǎn)實踐階段。本課題就是從這方面入手，在靜態(tài)條件下，超聲波應(yīng)用于原油破乳研究。 2吡啶系列氯化產(chǎn)品的研究進展綜述課題背景 由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護對新農(nóng)藥品種性能要求日益提高,農(nóng)藥開發(fā)的成功率愈來愈低。而雜環(huán)化合物具備結(jié)構(gòu)變化多和具有廣泛的生物活性特點使得雜環(huán)類植物保護劑開發(fā)潛力巨大,因此受到各國化學(xué)公司的重視,近年來開發(fā)雜環(huán)農(nóng)藥占了很大比重。吡啶是苯環(huán)的生物等排體,與苯環(huán)有著相似的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),當(dāng)用吡啶環(huán)取代苯環(huán)時,由于吡啶環(huán)有較好的內(nèi)吸性,常?？梢栽诿黠@提高生物活性的同時大幅度降低毒性。因而進入九十年代后吡啶類農(nóng)藥有了長足的發(fā)展,已經(jīng)滲透到了農(nóng)藥的各個應(yīng)用分支和結(jié)構(gòu)類型中，而系列氯代吡啶是重要的醫(yī)藥和農(nóng)藥等精細化工的中間體。所以，如何有效而又低成本的開發(fā)吡啶的系列氯化產(chǎn)品是生產(chǎn)新穎醫(yī)藥和農(nóng)藥關(guān)鍵。2碳納米管材料的SPM表征課題背景隨著科技的進步和人類的發(fā)展，納米技術(shù)正引起世人的關(guān)注。而碳納米管自1991年由NEC(日本電氣)筑波研究所的飯島澄男(Sumio Iijima)發(fā)現(xiàn)以來，由于其獨特的結(jié)構(gòu)和奇特的物理,化學(xué)和力學(xué)特性以及其潛在的應(yīng)用前景也倍受人們的關(guān)注,并迅速在世界上掀起了一股研究的熱潮。掃描隧道顯微鏡（Scanning Tunneling microscopy, 簡稱為STM）在1981年發(fā)明后，使人們跨入了原子世界．它的問世與隨后的原子力顯微鏡(atomic force microscopy, 簡稱為AFM)，電子力顯微鏡（electronic force microscopy, 簡稱為EFM），磁力顯微鏡（magnetic force microscopy, 簡稱為MFM）的發(fā)展推動了納米科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展。因而運用納米結(jié)構(gòu)的測試技術(shù)——掃描探針顯微鏡（Scanning Probe Microscopy, 簡稱為SPM）技術(shù)來表征“超級纖維——碳納米管”必然很有研究的價值(這里我們所關(guān)心的主要是對碳納米管的STM以及AFM表征）苯甲醛的合成方法課題背景苯甲醛(Benzaldehyde)，無色或淺黃色，是一種強折射率的揮發(fā)性油狀液體，具有苦杏仁味，故又稱苦杏仁油。苯甲醛為精細有機合成的重要原科，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、香科、染料等工業(yè)中。如農(nóng)藥上用于制造除草劑野燕枯及擬除蟲菊脂類殺蟲劑，醫(yī)藥上用于制造安息香、氨葦青霉素、尼卡地平等，染料上用于制造三苯甲烷染料、孔雀綠等，苯甲醛本身用作香科，還用于合成其它香料及調(diào)味料，如肉桂醛、肉桂酸及其酯類等。查找利用氯化芐制備苯甲醛地工藝。近幾年，苯甲醛的國內(nèi)外市場需求很大，因此，迫切需要對苯甲醛的生產(chǎn)工藝進行改造和開發(fā)。目前國際和國內(nèi)生產(chǎn)苯甲醛的工藝基本上都是由氯化芐來制取苯甲醛。3低聚糖的分離或提純課題背景功能性低聚糖是指對人、動物、植物等具有特殊生理作用的單糖數(shù)在2~10之間的一類寡糖。它的甜度一般只有蔗糖的30%~50%，具有低熱量、抗齲齒、防治糖尿病、改善腸道菌落結(jié)構(gòu)等生理作用，在功能性食品的配料中十分重要，正日益受到消費者的青睞。功能性低聚糖的生產(chǎn)一般是以淀粉或蔗糖為原料利用糖苷酶的糖基轉(zhuǎn)移作用進行的。由于糖苷酶對底物專一性要求不高的催化特性，功能性低聚糖的轉(zhuǎn)化率一般在50%左右，產(chǎn)品中除含有目標(biāo)產(chǎn)品功能性低聚糖外，隨產(chǎn)品種類不同還含有大量的葡萄糖、蔗糖麥芽低聚糖等副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物的存在，在很大程度上降低了功能性低聚糖的生理功能。因此，功能性低聚糖的分離純化已成為生產(chǎn)廠家亟待解決的研究課題。然而，由于功能性低聚糖產(chǎn)品成分復(fù)雜且往往性質(zhì)較為接近，其分離純化就變得比較困難，常規(guī)分離法如結(jié)晶法難以適用。目前雖有數(shù)種功能性低聚糖產(chǎn)品的純度達到90%以上，但由于生產(chǎn)成本高而產(chǎn)銷量極低。開發(fā)功能性低聚糖的新型低成本分離方法將大有前途。3環(huán)氧丙烷化學(xué)合成現(xiàn)狀課題背景環(huán)氧丙烷 (propylene oxide,ＰＯ)亦稱氧化丙烯或甲基環(huán)氧乙烷 ,是一種無色、易燃、易揮發(fā)的液體 ,具有醚類氣味 ,有兩種旋光異構(gòu)體 ,工業(yè)產(chǎn)品為兩種旋光異構(gòu)體外消旋混合物。它是基本有機合成的重要原料 ,是丙烯衍生物中產(chǎn)量僅次于聚丙烯、丙烯腈的第三大有機化工產(chǎn)品。環(huán)氧丙烷的主要用途是生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料用的聚醚樹脂、聚氨酯彈性體 ,即為生產(chǎn)塑料和合成纖維的重要中間體。第二大用途是生產(chǎn)丙二醇、二丙二醇等高級非離子表面活性劑、增塑劑、破乳劑、農(nóng)藥乳化劑、阻凝劑及潤濕劑等。環(huán)氧丙烷的衍生物還廣泛用于食品、煙草、醫(yī)藥及化妝品等行業(yè) ,是精細化工產(chǎn)品的重要原料。目前全世界丙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的年產(chǎn)值近 1 0 0億美元,且呈上升趨勢。國內(nèi)環(huán)氧丙烷長期處于短缺狀態(tài),供需矛盾日益緊張 ,預(yù)計 2 0 0 5年的需求量在 ,而目前的年生產(chǎn)能力只有 20多萬ｔ,且產(chǎn)品質(zhì)量比國外遜色 ,因此要大力發(fā)展環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)及技術(shù)研究。3二氧化鈦載體的應(yīng)用前景課題背景目前二氧化鈦被普遍認(rèn)為是繼SiOAl2O3之后的第三代新型載體，由于金屬和載體之間的強相互作用，和二氧化鈦表面酸性可調(diào)，使得其具有優(yōu)良的低溫活性、抗結(jié)炭性能、抗中毒性能等優(yōu)點。二氧化鈦載體可用于甲烷化催化劑、加氫脫硫催化劑、氧化脫氫催化劑、Fischer–Tropsch（費托）合成催化劑、加氫異構(gòu)催化劑、加氫砷催化劑、新型硫酸觸媒、汽車尾氣三效凈化催化劑、克勞斯反應(yīng)硫磺回收催化劑、氨裂解催化劑等，應(yīng)用前景十分廣闊。而目前報導(dǎo)的二氧化鈦載體大部分是納米顆粒狀的，至今還沒見過關(guān)于以二氧化鈦晶須作為催化劑載體的報導(dǎo)。其一般制備方法如溶膠凝膠法、鈦的醇鹽水解法等成本較高，不利于實現(xiàn)其工業(yè)化應(yīng)用。而我們制備的二氧化鈦晶須成本低，具有微米尺度和納米結(jié)構(gòu)，且比表面積較大，這些特點使得其得到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用成為可能。3超聲技術(shù)降解有機廢水中的多氯聯(lián)苯課題背景有機化合物多氯聯(lián)苯(簡稱PCB)是一類具有兩個相聯(lián)苯環(huán)結(jié)構(gòu)的含氯化合物，它具有非常優(yōu)良的物理特性，因而被廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)之中，如作為變壓器的絕緣液體，農(nóng)藥、油漆、潤滑油等產(chǎn)品的添加劑，熱傳導(dǎo)系統(tǒng)的傳導(dǎo)介質(zhì)，以及塑料的增塑劑等等。多氯聯(lián)苯在使用過程中，可以通過廢物排放、儲油罐泄露、揮發(fā)和干、濕沉降等原因進入土壤及相連的水環(huán)境(簡稱土壤水環(huán)境)中，造成土壤水環(huán)境的污染。2004年6月11日聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署召集各國政府官員和私營企業(yè)負責(zé)人在日內(nèi)瓦召開會議，討論消除使用持久性有機污染物多氯聯(lián)苯。環(huán)境署說，多氯聯(lián)苯是環(huán)境署致力于消除的12種高毒性化學(xué)品之一，它存在于空氣、水、土壤和食物中，對環(huán)境和人體構(gòu)成危害。在多氯聯(lián)苯使用近40年的時間里，它的用途極其廣泛，理化性質(zhì)穩(wěn)定，又對人體健康危害較大，因此各國都把多氯聯(lián)苯列入必須優(yōu)先處理的污染物名單中，對已存在于土壤水環(huán)境的多氯聯(lián)苯進行處理已迫在眉睫。3芳香二胺固化環(huán)氧樹脂的研究課題檢索的背景和目的環(huán)氧樹脂(Epoxy Resin)為高分子預(yù)聚物，一般含有2個或2個以上環(huán)氧基（），且以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族鏈段為主鏈，通常呈液態(tài)或固態(tài)[1]。在上個世紀(jì)40年代，環(huán)氧樹脂（EP）發(fā)展極其迅速，產(chǎn)量大幅上升。以美國為例，從1950至1973年EP的產(chǎn)量增加了200倍。我國雖然起步較晚，在50年代以后才開始研究和生產(chǎn)，但發(fā)展也極為迅速。常見品種有雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂，阻燃型環(huán)氧樹脂和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂等。它們是復(fù)合材料應(yīng)用最廣泛的基體樹脂之一。EP具有優(yōu)異的粘結(jié)性、耐磨性、力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐高低溫性、以及收縮率低，易加工成型和成本低廉等優(yōu)點，在電子電氣、輕工、建筑、航天航空等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但EP固化后交聯(lián)密度高，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆、耐疲勞性、耐熱性、耐沖擊性差等不足、以及剝離強度、開裂應(yīng)變低，耐濕熱性較差等缺點，加之表面能高，在很大程度上限制了它在某些高科技領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來EP已應(yīng)用到結(jié)構(gòu)粘接、半導(dǎo)體封裝，集成電路等電子電氣封裝、復(fù)合材料等方面，這就要求EP具有更好的性能。因此，合成具有新結(jié)構(gòu)的環(huán)氧改性樹脂和固化劑一直是人們實現(xiàn)EP功能化、精細化的重要研究課題。3醋酸甲酯水解產(chǎn)物分離過程的研究課題背景聚乙烯醇（PVA）是一種應(yīng)用極為廣泛的化工原料。在合成聚乙烯醇的工業(yè)中，醋酸甲酯是重要的副產(chǎn)品，且副產(chǎn)量很大（）。由于其工業(yè)用途不大，一般不作為產(chǎn)品出售，因而需要對其加以回收利用，以便降低聚乙烯醇的生產(chǎn)成本。醋酸甲酯可以和水以陽離子交換樹脂為催化劑進行水解反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為甲醇和醋酸。水解反應(yīng)在內(nèi)裝強酸性陽離子交換樹脂的固定床反應(yīng)器中進行。由于醋酸甲酯的水解反應(yīng)是可逆的，平衡常數(shù)很小，因此醋酸甲酯的單程轉(zhuǎn)化率低（水解率只能達23%24%），大量未反應(yīng)得醋酸甲酯需要回收循環(huán)，設(shè)備龐大，能耗高，并且水解產(chǎn)物的分離流程復(fù)雜。近年來，催化精餾水解醋酸甲酯工藝研究取得成功，并逐步應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。由于采用了反應(yīng)精餾技術(shù)，反應(yīng)物料在精餾過程中得以分離，產(chǎn)物及時從反應(yīng)區(qū)移走，使反應(yīng)過程總處在較高的醋酸甲酯濃度下，從而提高了水解率。工業(yè)化應(yīng)用表明：醋酸甲酯水解率達到53%57%，與固定床水解工藝相比，擴大了設(shè)備的處理能力，減少了催化劑的用量并降低了能耗。所以，催化精餾技術(shù)對本課題的研究有著重要的工業(yè)價值和經(jīng)濟價值。背景:焦化苯是鋼鐵企業(yè)和煉焦企業(yè)的副產(chǎn)品,是苯的主要來源之一。 我國的焦化苯資源極為豐富，約占我國苯總產(chǎn)量的40～50%，但由于其中含有雜質(zhì)己烷、甲基環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷、庚烷、乙基環(huán)戊烷、甲苯、噻吩(C4H4S)和CS2 等，特別是噻吩(C4H4S)和CS2 等硫化物，從而限制了它的進一步加工利用。雜質(zhì)組成見表1：表1 焦化苯中幾種雜質(zhì)的組成名稱總烷烴環(huán)烷烴甲基環(huán)烷烴苯甲苯苯乙烯二甲苯總硫/104質(zhì)量分?jǐn)?shù) / %3000左右通常焦化苯提純有硫酸法和催化加氫法，硫酸洗滌法雖然簡單易行，但對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，且產(chǎn)生難以處理的再生酸，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。催化加氫法能徹底