技術(shù)動態(tài)

采用新型助催化體系由CO2制合成氣的工藝

Chem Eng，2014 - 01 - 01

美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的一個(gè)研究小組將在碳晶格中摻雜氮雜原子的類石墨納米纖維作為催化劑在電化學(xué)反應(yīng)（電流密度是塊狀銀的13倍）中選擇性地將CO2轉(zhuǎn)換成CO。

目前，CO2減排領(lǐng)域的研究普遍采用單一的催化劑來實(shí)現(xiàn)所謂兩步電化學(xué)反應(yīng)。而在該小組的助催化體系中，離子液體1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽（ EMIM-BF4）與CO2分子形成復(fù)合物，然后通過摻雜的碳納米纖維結(jié)構(gòu)將CO2還原成CO。在該反應(yīng)中，助催化體系顯示出比銀更顯著的協(xié)同效應(yīng)。

該小組進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，摻雜的氮原子只是間接參與CO2-EMIM復(fù)合物的電化學(xué)還原，不是氮原子本身作為催化活性中心位，而是氮原子摻雜到碳晶格上激活相鄰的碳原子，從而產(chǎn)生催化活性中心位。

雙功能催化劑用于煉制殘油裂化氣化

Fuel，2014 - 01 - 30

研究人員合成了一種既具有裂化活性又具有氣化活性的雙功能催化劑（BFC）。熱液處理的催化裂化（FCC）催化劑和BFC催化劑對重質(zhì)油裂化具有催化作用。與FCC催化劑相比，用于焦炭氣化時(shí)，BFC催化劑顯示出更高的活性。在蒸汽焦炭氣化再生過程中，F(xiàn)CC和BFC催化劑都具有良好的穩(wěn)定性。

煉制殘油裂化氣化（RCG）工藝是首先通過催化裂化把重質(zhì)油轉(zhuǎn)化成裂化液體，然后將通過裂化形成的焦炭催化氣化轉(zhuǎn)變成合成氣。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的流化床反應(yīng)器中，采用FCC和BFC催化劑對煉制殘油裂化氣化進(jìn)行測試。由于新鮮BFC和FCC催化劑的酸度較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)獲得的減壓渣油（VR）液體產(chǎn)率較低；對BFC和FCC催化劑進(jìn)行水熱處理后，相同條件下，VR的液體產(chǎn)率提高到80%（w）。

用過的BFC和FCC催化劑可在相同的流化床反應(yīng)器中再生。與FCC催化劑相比，BFC催化劑的再生時(shí)間大幅縮短。這表明BFC催化劑用于焦炭氣化的活性比FCC催化劑更好。

日本帝人公司開發(fā)出新型環(huán)狀碳二亞胺化合物

JETI（日），2013，61（9）：77

日本帝人公司開發(fā)出新型環(huán)狀碳二亞胺化合物，它是一種新型環(huán)保水解穩(wěn)定劑。

通常樹脂的耐久性隨溫度、紫外線及氧氣等外部條件的變化而發(fā)生變化，其中濕度、雨水及結(jié)露等原因造成的水解對其影響極大。以往為提高樹脂的耐水解性能，一般采用碳二亞胺化合物。但碳二亞胺化合物與樹脂反應(yīng)時(shí)會產(chǎn)生有毒的異氰酸酯氣體。該氣體對皮膚、眼睛和呼吸道等有刺激性，是一種對生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境容許值有規(guī)定的氣體。

新開發(fā)的水解穩(wěn)定劑是具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的碳二亞胺化合物，它與樹脂反應(yīng)時(shí)，不會產(chǎn)生有害的異氰酸酯氣體。因此，在生產(chǎn)現(xiàn)場也不受作業(yè)環(huán)境的制約，可進(jìn)行安全生產(chǎn)。

使用新型環(huán)狀碳二亞胺與以往使用的碳二亞胺化合物一樣，在不降低各種樹脂性能的情況下，用于聚酯類、聚酰胺類、聚氨酯類及聚乳酸類等通用樹脂。另外，由于它的耐熱性在300 ℃以上，可在高溫下進(jìn)行混煉。

重質(zhì)油和低密度聚乙烯在超臨界水存在下共熱解的結(jié)焦抑制

Fuel Proc Technol，2014 - 02

研究表明，在超臨界水（SCW）的存在下，重質(zhì)油和低密度聚乙烯（LDPE）的共熱解中的結(jié)焦被有效地抑制。SCW的存在，保證了熱解網(wǎng)狀物之間的H—給予，這對抑制結(jié)焦是至關(guān)重要的。

當(dāng)溫度693 K、水密度0.30 g/cm3時(shí)，在SCW的存在下，研究重質(zhì)油和LDPE的共熱解。研究結(jié)果表明，在SCW中，與重質(zhì)油單獨(dú)熱解相比，重質(zhì)油和LDPE的共熱解具有結(jié)焦率下降和芳烴產(chǎn)率增加的顯著優(yōu)點(diǎn)。由于增加了LDPE的裝載，共熱解的凝聚抑制 逐漸增強(qiáng)，表明LDPE作為外部H源在共熱解過程中起到重要作用。在SCW存在下，重質(zhì)油和LDPE的熱解網(wǎng)狀物之間的H—給予得到有效實(shí)現(xiàn)，而輕質(zhì)油餾分縮合成重質(zhì)油餾分和瀝青焦的深度縮合僅得到部分抑制。

在重質(zhì)油和LDPE的共熱解過程中，作為重質(zhì)油的熱解縮合的自由基物質(zhì)，可輕易地通過來自LDPE的熱解產(chǎn)物的H—抽取飽和。SCW的存在保證了H—給予具有良好的傳質(zhì)環(huán)境。

日本三井化學(xué)公司在美國和墨西哥擴(kuò)大汽車用聚丙烯產(chǎn)量

Chem Weekly，2013，59（15）：183

日本三井化學(xué)公司和三井化學(xué)子公司Prime聚合物公司宣布了在美國和墨西哥提高聚丙烯（PP）產(chǎn)量的計(jì)劃，以滿足汽車材料領(lǐng)域日益增長的需求。三井化學(xué)子公司的先進(jìn)復(fù)合材料公司將在美國增產(chǎn)PP 21 kt/a，先進(jìn)復(fù)合材料墨西哥公司將在墨西哥增產(chǎn)PP 13 kt/a。

該擴(kuò)能很可能到2014年2季度試運(yùn)行。擴(kuò)能之后，先進(jìn)復(fù)合材料公司的PP總生產(chǎn)能力將達(dá)到289 kt/a，先進(jìn)復(fù)合材料墨西哥公司的PP生產(chǎn)能力將達(dá)到83 kt/a。

三井化學(xué)公司認(rèn)為，盡管北美汽車行業(yè)曾遭受全球金融危機(jī)的負(fù)面影響，但該市場現(xiàn)已回歸常態(tài)，預(yù)計(jì)未來將出現(xiàn)大幅增長。三井化學(xué)公司常務(wù)執(zhí)行官Akio Ayukawa表示：所規(guī)劃的PP增產(chǎn)將鞏固三井化學(xué)公司目前在北美市場的領(lǐng)先地位，從而使三井化學(xué)公司能夠更好地為汽車制造商的全球戰(zhàn)略作出貢獻(xiàn)。

目前三井化學(xué)集團(tuán)在8個(gè)主要的全球市場生產(chǎn)PP，它們是日本、美國、墨西哥、巴西、歐洲、印度、泰國和中國。

拜耳材料科技公司開發(fā)出新一代聚碳酸酯樹脂

JETI（日），2013，61（10）：124

拜耳材料科技公司為了滿足當(dāng)今專業(yè)人士對筆記本電腦要求的輕質(zhì)且方便隨身攜帶、超薄時(shí)尚外觀、功能強(qiáng)大及持久耐用，推出了采用一種全新的外殼材料——增強(qiáng)聚碳酸酯樹脂的解決方案。

以往的筆記本電腦質(zhì)量最大可達(dá)到2.6 kg，厚度為3.5 cm，而新一代超薄筆記本電腦的質(zhì)量僅為1.5 kg，厚度只有2.1 cm。而采用拜耳材料科技公司開發(fā)的新一代聚碳酸酯樹脂可使筆記本電腦的質(zhì)量再減少100 g，總質(zhì)量僅為1.4 kg，并可使厚度降低45%，即不超過1.4 cm。

拜耳材料科技公司開發(fā)的這種全新增強(qiáng)聚碳酸酯樹脂能夠滿足終端消費(fèi)者對移動設(shè)備更輕、更薄、更時(shí)尚以及安全和堅(jiān)固的要求，同時(shí)它還能幫助生產(chǎn)商節(jié)省生產(chǎn)能耗和時(shí)間。一整套外殼在1 s內(nèi)即可生產(chǎn)完成。采用該樹脂不僅可使筆記本電腦融入了輕質(zhì)、耐用和能提高整體設(shè)計(jì)自由度的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高效大量的生產(chǎn)。

高耐熱聚乳酸用于首例生物塑料的觸摸屏電腦

Plast Technol，2014 - 02

用于首例生物塑料觸摸屏計(jì)算機(jī)外殼的高耐熱性聚乳酸（PLA）化合物是由Corbion Purac公司的丙交酯制成的。

在德國Dusseldorf 的K2013展會上，荷蘭的乳酸和丙交酯制造商Corbion Purac公司展示了據(jù)稱是世界上首例生物塑料的觸摸屏電腦。這種PLA的電腦外殼是由中國臺灣SUPLA材料科技有限公司與為眾多品牌生產(chǎn)消費(fèi)電子產(chǎn)品的Kuender公司共同開發(fā)的。 SUPLA公司基于來自Corbion Purac公司的丙交酯開發(fā)出優(yōu)化的高耐熱性PLA化合物用于消費(fèi)電子產(chǎn)品。這些化合物被用于Kuender公司的配有21.5英寸觸摸屏的AIO（多功能一體機(jī)）電腦的高光澤度外殼以及裸眼3D媒體播放器。

SUPLA公司平衡用Purac公司生產(chǎn)的不同丙交酯制成的PLA均聚物摻混物的性能，以獲得用于監(jiān)視器屏幕必要的耐熱性、阻燃性、韌性、尺寸穩(wěn)定性、高光澤與穩(wěn)定處理。與SUPLA公司密切合作，Kuender公司開發(fā)了注射成型PLA共混物的專門技術(shù)。最終AIO PC的新前蓋和后蓋通過了最初用于ABS 的測試標(biāo)準(zhǔn)。

日本積水化成品工業(yè)公司開發(fā)出防潮性復(fù)合發(fā)泡板材

JETI（日），2013，61（9）：79

日本積水化成品工業(yè)公司在業(yè)界首次開發(fā)出防潮性復(fù)合發(fā)泡板材。新發(fā)泡板材與以往聚苯乙烯板材（PSP）相比，水蒸氣透過率大幅降低。

由于近年來要求容器及搬運(yùn)托架既要平穩(wěn)又要安全，特別是為了防止食品變質(zhì)及工業(yè)零部件生銹，要求空氣中的水蒸氣難于進(jìn)入裝有食品的容器中以及附著在搬運(yùn)托架上。而且為了使調(diào)味料防潮，盛放方便食品的杯中還要再放入袋裝防潮劑，這就造成產(chǎn)品的成本進(jìn)一步提高。并且，直接把卷心菜等冷凍干燥食品填充到發(fā)泡材料中時(shí)，要求產(chǎn)品在短時(shí)間內(nèi)不變色不變質(zhì)。

為了滿足上述這些要求，公司開發(fā)的防潮復(fù)合發(fā)泡板材，比以往PSP的水蒸氣透過率降低80%。并且，產(chǎn)品深度成型時(shí)還能維持與以往PSP相同的性能。而且產(chǎn)品的耐油性和耐化學(xué)腐蝕性也都很好。且發(fā)泡材料制備出的產(chǎn)品還具有絕熱性和緩沖性。另外，新材料制備的產(chǎn)品還可與印刷薄膜進(jìn)行層壓加工。

哈佛團(tuán)隊(duì)推出新的涂層解決方案

PRW，2014 - 02 - 02

哈佛大學(xué)的研究人員模仿食肉豬籠草（即豬籠草）的內(nèi)層研發(fā)出可適用于幾乎任何大小物體的一種摩擦透明涂層。豬籠草具有超光滑內(nèi)面，其內(nèi)層上鎖定了潤滑劑以及防潮層，防止獵物如昆蟲逃脫。

哈佛團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種多步涂層工藝，涉及附加一層薄、但粗糙的多孔二氧化硅顆粒，用來鎖定類似的潤滑層到所要保護(hù)的表面上。

據(jù)研究人員稱，該涂層可作為墻壁或醫(yī)療植入物的防涂鴉涂料，以促進(jìn)血液流動。該涂層材料規(guī)避了一些現(xiàn)有涂層的限制，如污染、降解、缺乏自我修復(fù)功能和損傷容限。

通過模仿豬籠草的皮膚結(jié)構(gòu)，即使用小刀或刀片刮過，哈佛大學(xué)的新涂層也幾乎瞬間自愈合。同時(shí)，該涂層能夠在極端的溫度和高壓下操作，并可應(yīng)用到金屬、半導(dǎo)體、紙張和棉織物的表面上。

日本住友橡膠工業(yè)公司開發(fā)出100%非石油源的高性能輪胎

石油化學(xué)新報(bào)（日），2013（4778）：8

日本住友橡膠工業(yè)公司采用獨(dú)有的材料開發(fā)技術(shù)“4D NANO DESIGN”，開發(fā)出高功能輪胎。新輪胎使用100%非石油資源生產(chǎn)，商品名為“Enasave 100”。預(yù)定2014年秋季上市。

以往輪胎中大約60%使用源自石油的原材料，而“Enasave 100”輪胎將原材料全部改為了非石油資源。雖然以前也有97%非石油原料生產(chǎn)的輪胎，但想要提高至100%是很困難的。剩余的3%原料中使用的防老化劑、硫化促進(jìn)劑、炭黑、石蠟及硬化性樹脂等也必須改為非石油資源。其中尤為困難的是防老化劑、硫化促進(jìn)劑及炭黑這3種材料。

防老化劑和硫化促進(jìn)劑均為含有苯環(huán)的混合物，以往一直使用從石油中提煉的碳化氫制造。芳香族化合物以往很難用源自生物質(zhì)的原料制備。而此次住友橡膠公司通過使用礦物材料反應(yīng)促進(jìn)劑，使由生物質(zhì)材料制備苯環(huán)的技術(shù)達(dá)到實(shí)用水平。另外，炭黑的制備方法是讓碳化氫不完全燃燒，但源自生物質(zhì)的材料中含有氧，因此無法實(shí)現(xiàn)不完全燃燒。此次通過選擇合適的植物種類，優(yōu)化燃燒時(shí)的溫度，成功制備出了生物質(zhì)源炭黑。