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论文
有氧烘焙提质改性对稻秆理化特性的影响研究
开兴平, 余祎腾, 杨天华, 朱景博
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021064
摘要(20) HTML(18) PDF 1837KB(4)
摘要:
本研究通过模拟富氧燃烧烟气气氛探究了有氧烘焙过程中氧气浓度和烘焙温度对稻秆理化特性的影响。结果表明,与氧气浓度相比,温度对有氧烘焙的影响更加显著。在低温段(< 250 ℃),氧气浓度对烘焙稻秆的质量和能量收率影响较小,但在高温段(> 250 ℃)作用明显。随着温度的上升(> 250 ℃),烘焙稻秆的质量和能量收率大幅下降。烘焙温度为250 ℃,氧气浓度为6%是比较合适的有氧烘焙工况,此时烘焙稻秆的质量和能量收率能分别保持在70%和80%以上。提高温度主要增强了烘焙反应,氧化反应在氧气浓度超过6%时作用明显。氯、钾的留存率随着温度和氧气浓度的升高均表现出下降的趋势,但温度的影响更加显著。
论文
基于赤泥载氧体的蓝藻化学链热解和气化特性研究
张海峰, 陈璐, 刘先宇, 葛晖骏, 宋涛, 沈来宏
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60087-7
摘要(54) HTML(17) PDF 1280KB(11)
摘要:
本研究以高挥发分的蓝藻成型颗粒为对象,采用赤泥作为载氧体,开展蓝藻化学链热解和气化特性研究,考察赤泥载氧体对热解和气化行为的影响规律。基于流化床反应器,研究了不同温度(750–900 ℃)和不同比氧耗(0.1–0.7)下蓝藻成型颗粒化学链热解和气化过程中合成气组分分布、碳转化率和速率、有效合成气组分和合成气中H2/CO的分布规律。研究结果表明,载氧体对蓝藻成型颗粒热解气化过程具有显著的促进作用;载氧体提高了成型蓝藻挥发分释放导致的压力梯度,使得挥发分有相对发达的孔道逐步释放;化学链气化合成气中H2浓度最高,其值在45%以上,其次分别是CO2、CH4和CO;反应温度和比氧耗的升高能够提升碳转化率;当反应温度由750 ℃升高到950 ℃时,合成气中H2/CO的值由7.26下降为4.83; H2/CO随比氧耗的增加呈现先升高后降低的趋势,在比氧耗为0.5时,H2/CO的峰值为5.6。
论文
疏水性离子液体对生物油水相馏分中酚类物质的萃取研究
邓晶晶, 罗泽军, 王储, 朱锡锋
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60108-1
摘要(76) HTML(24) PDF 1042KB(3)
摘要:
选用疏水性离子液体[Bmim][NTf2]作为萃取剂,对生物油水相馏分中的乙酸、苯酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚进行萃取分离研究,探究萃取时间、萃取剂添加量对萃取率的影响,并借助密度泛函理论(DFT)计算,阐明[Bmim][NTf2]与酚类化合物间的相互作用机理。研究结果表明,在最佳萃取条件(mIL/mW = 0.4、萃取时间 = 5 min)下,[Bmim][NTf2]对水相馏分中乙酸、苯酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚的萃取率分别为2.71%、95.41%、92.04%、97.98%,表明[Bmim][NTf2]对水相馏分中的酚类化合物有较好的选择性与较高的萃取率;而DFT计算结果显示,[Bmim][NTf2]与酚类物质间较强的氢键吸引作用以及较弱的范德华作用力在萃取脱酚中起着重要作用。通过碱洗处理即可将[Bmim][NTf2]中的酚类化合物有效除去,实现[Bmim][NTf2]的回收与再次高效萃取。
论文
低共熔溶剂低温预处理杨木及三组分结构演变规律研究
皮奇峰, 朱妤婷, 吕微, 廖玉河, 王晨光, 马隆龙
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60086-5
摘要(39) HTML(11) PDF 2054KB(7)
摘要:
低共熔溶剂(DES)脱木质素工艺由于脱除的木质素结构相对完整而受到广泛关注。然而,现有DES难以同时实现高木质素脱除率与保留木质素结构完整性。为解决这一问题,本研究考察了不同 ChCl/羧酸、氢键供受体比例,处理温度和时间对杨木木质素脱除效果的影响;并采用XRD、FT-IR、GPC、HSQC表征手段对固体残渣和提取木质素进行结构表征,研究木质纤维素三组分的结构演变规律。结果表明,低温下(90 ℃),ChCl/FA木质素脱除率高于90%,木质素提取率和纯度高达63%和90%。纤维素保留率 > 98%,纤维素晶型不变(Iβ型),固体残渣结晶度高达70%。提取木质素平均分子量为1400 g/mol,β−O−4保留率高达71%,占所有连接键的84.8%,是制备单酚的理想原料。
论文
铀在煤炭热利用过程中的热力学研究
王江, 赵永椿, 张军营
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021058
摘要(22) HTML(26) PDF 1214KB(1)
摘要:
铀元素是一种放射性核素,也是一种重要的战略资源。中国部分地区煤炭中U含量异常富集,在高温转化后煤中U大量富集于固体产物中,会产生放射性风险。为了控制煤中U的释放并对产物中U进行资源化利用,探究和掌握煤中铀在热利用过程中的迁移转化规律十分必要。本研究基于热力学平衡原理,计算分析了干河煤、小龙潭煤和胜利煤中铀在热解、气化、燃烧过程中的形态分布以及钙基添加剂对U迁移转化的影响,以期为后续的实验研究提供理论指导。结果表明,煤中铀在热解、气化、燃烧条件下的存在形态各异,UO3(g)是各工况下产生的唯一的气相产物,高温、低压、强氧化性环境都会使UO3(g)的生成量增大。将铀固定在铀酸钙中能明显降低铀的挥发,使用钙基添加剂后干河煤在燃烧过程中铀酸钙的生成量明显增加,其中,以CaO的作用效果最为显著。
论文
热解二次反应中煤灰对硫迁移特性的影响机制
贾鑫, 王勤辉, 张玉辉, 韩振南, 宋兴飞, 王超, 付亮亮, 许光文
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021081
摘要(11) HTML(5) PDF 1144KB(4)
摘要:
煤灰作为热载体的热解二次反应中存在煤灰和挥发分的交互反应,势必影响到热解产物的分布特性。为此,本研究将在固定床反应器上研究二次反应过程中煤灰对硫迁移特性的影响规律。实验结果表明,小龙潭煤灰在二次反应过程中的低温阶段抑制了H2S和COS的析出,主要归因于煤灰中Fe2O3对含硫气体的固定;然而在高温阶段(≥ 800 ℃)促进了H2S和COS的析出,这是由于煤灰中硫酸钙与热解煤气发生还原反应生成了大量的H2S和COS。为进一步揭示煤灰在高温下的作用机制,研究了煤灰主要组分Fe2O3和CaSO4的影响规律,发现800 ℃时添加Fe2O3显著降低了煤气中H2S和COS的析出量,而CaSO4促进了H2S和COS的析出,证明了煤灰对含硫气体的影响规律与其所含的Fe2O3和CaSO4密切相关。
论文
半焦原位气化气对淖毛湖煤热解焦油产率和品质的影响
孔娇, 王欢, 于彦旭, 程亚楠, 王美君, 常丽萍, 鲍卫仁
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60164-0
摘要(2) HTML(1) PDF 1054KB(0)
摘要:
在煤热解过程中,富氢气体的引入对煤热解焦油的产率和组成有显著影响。本文采用实验室自制的热解气化一体化反应器,考察了气化合成气对煤热解焦油产率和品质的影响。结果表明,淖毛湖煤热解焦油产率在600 ℃时达到最大,气化合成气对提高低温(550–600 ℃)煤焦油的产率更有利,其中550 ℃时焦油产率较N2下提高了4.4%。气化合成气气氛下,高温(650–800 ℃)焦油的产率较N2低,但650–700 ℃热解焦油的品质明显改善,其中轻质组分的产率有明显提升;低于600 ℃热解挥发分中脂肪烃和含氧化合物的裂解反应加剧,使焦油中其含量降低,而苯系和萘系化合物的生成量增加;650 ℃以上的热解挥发分中酚类化合物的二次裂解反应会加剧,导致焦油中其生成量降低;对800 ℃热解挥发分中多环芳烃二次裂解反应的发生更有利,但对提高低于700°热解焦油中多环芳烃的生成量则更加有利。
论文
The effect of NaF amount on solid base catalysts derived from F-Ca-Mg-Al layered double hydroxides and dimethyl carbonate synthesis
LI Feng, LIAO Yun-hui, ZHAO Ning, XIAO Fu-kui
当前状态:  doi: 0
摘要(1) HTML(0) PDF 1466KB(0)
摘要:
Versatile and environmentally benign dimethyl carbonate (DMC) synthesized by propylene carbonate (PC) and methanol via transesterification is green and energy efficient. A series of solid base catalysts derived from F-Ca-Mg-Al layered double hydroxides (LDHs) with different NaF amount were prepared, characterized and tested for the transesterification reaction. The properties of the catalysts modified by fluorine have improved obviously. The catalytic activity increases in the order of: FCMA-0.8 > FCMA-0.4 > FCMA-1.2 > FCMA-1.6 > FCMA-0, which is consistent with the total basic sites amount and the strong basic sites amount. FCMA-0.8 has the best catalytic activity as pure CaO catalyst, and the PC conversion, DMC selectivity and DMC yield are 66.8%, 97.4% and 65.1%, respectively. Furthermore, the DMC yield for FCMA-0.8 just decreased 3.9% (33.2% for CaO catalyst) after 10 recycles. FCMA-0.8 has good prospects in the transesterification of PC with methanol to DMC for industrial application.
论文
黄陵煤显微组分性质及原位热解实验研究
王越, 丁华, 武琳琳, 张昀朋, 周琦, 曲思建
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60102-0
摘要(25) HTML(9) PDF 33390KB(4)
摘要:
为了揭示煤中不同组分的热解特征和成焦规律,利用离心分离获取黄陵煤的显微组分富集物,研究显微组分的热解特性,利用显微镜热台原位观测热解过程中显微组分的软化熔融特征。结果发现,镜质组和惰质组富集物的纯度分别可达90%和80%以上,壳质组富集物的纯度接近70%。壳质组的初始热解温度在385 ℃左右,其他显微组分的初始热解温度在410 ℃左右,最大热解温度为470−480 ℃,最大失重速率和热解总失重率均以壳质组、镜质组、半镜质组和惰质组的次序降低。显微热台原位热解实验表明,壳质组(含腐泥基质)的软化温度为350−370 ℃;镜质组的软化温度为410−420 ℃,热解过程经历边缘钝化、气孔产生、表面软化、液相生成和冷却固化等阶段;半镜质组仅呈现微小的形态变化,惰质组未发生变化。黄陵煤中的活性组分为镜质组和壳质组,壳质组对共生镜质组的软化具有促进作用。
论文
NiO支撑In2O3(110)表面CO2加氢合成甲醇的理论计算研究
张科文, 陈毅飞, 胡廷平, 吕喜梅
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60139-1
摘要(26) HTML(9) PDF 845KB(4)
摘要:
本研究采用密度泛函理论(DFT),研究了NiO支撑对In2O3(110)缺陷表面上CO2加氢合成甲醇过程的影响,分析了两种甲醇合成路径,即HCOO路径和逆水煤气(RWGS)合成路径,计算了HCOO和RWGS路径中每个基元反应的反应能和活化能垒。结果表明,NiO支撑能够强化In2O3催化剂对CO2的吸附性能,促进甲醇通过HCOO反应路径的生成。在HCOO路径中,HCOO加氢生成H2COO是HCOO反应路径的速率控制步骤,活化能垒为1.66 eV。NiO支撑的In2O3(110)缺陷表面对CO2的加氢具有促进作用,有助于CO2沿着HCOO路径合成甲醇,从而提高CO2加氢合成甲醇的效率。
论文
煤沥青基三维多孔炭作为超级电容器电极材料的电化学性能
郭明聪, 刘书林, 和凤祥, 宋天永, 李强生, 蔡新辉, 胡博
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021080
摘要(27) HTML(7) PDF 1024KB(3)
摘要:
以廉价的煤沥青为原料,加入造孔剂,依次经过混合工艺、空气氧化稳定化工艺、碳化工艺得到三维骨架结构的炭材料,再经过水蒸气活化,得到高比表面积的多孔炭材料。通过热重分析和元素分析研究沥青和空气氧化稳定化、碳化后样品的热反应特性和组成结构的变化;利用扫描电子显微镜、比表面积分析仪和电化学工作站等对活化后样品表面形貌、孔结构和电化学性能进行表征。水蒸气活化后的多孔炭比表面积可达到1638 m2/g。以此多孔炭为超级电容器电极材料,制备的水系双电层电容器循环性能良好,1 A/g电流密度下比电容可达252 F/g,经过10000次循环后,比容量仍能保持97.3%。因此,此方法制备的多孔炭材料价格低廉、化学稳定性好,可作为一种理想的超级电容器电极材料。
论文
二氧化碳加氢制一些烃类化合物的研究进展
王晗, 樊升, 王森, 董梅, 秦张峰, 樊卫斌, 王建国
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60122-6
摘要(71) HTML(18) PDF 3368KB(19)
摘要:
化石资源的大量使用导致CO2的大量排放,带来了严重的环境问题。与此同时,CO2又是一种清洁、无毒的含碳资源。将CO2作为原料,直接转化制备重要化学品,不仅可以减缓温室效应,同时也是一条有效利用含碳资源制备清洁燃料和化学品的新路线。本文概述了近年来关于CO2加氢制备一些烃类化合物(主要包括甲烷、烯烃和芳烃)的相关研究进展;重点分析了CO2加氢制烃类化合物相关过程催化剂的研发状态和对催化反应机理认识,并对CO2加氢转化利用的未来发展进行了展望。
论文
热处理温度对Pt/TiO2纳米带复合物催化HCHO氧化性能的影响
崔维怡, 王希越, 谭乃迪
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60113-5
摘要(27) HTML(7) PDF 1100KB(0)
摘要:
采用水热合成法并结合酸处理制备出TiO2纳米带,进行不同温度热处理,在TiO2纳米带上沉积Pt纳米颗粒(NPs),制备出一系列Pt/TiO2纳米带复合物,用于甲醛室温催化氧化。通过各种技术对催化剂进行表征,结果表明,热处理温度对TiO2纳米带的相组成和表面结构,以及表面的氧空位和羟基的数量有较大的影响。在室温下,600 ℃热处理的TiO2纳米带负载Pt催化剂具有更为丰富的氧空位,有利于吸附氧的活化,并形成较多的Ti-(OH)x-Pt物种,表现出较高的催化活性,在25 ℃,相对湿度为55%时,甲醛的转化率为91.6%。
论文
Growth of high performance coal tar-based carbon film and its application in Joule heating
DU Zhi-ming, LEI Zhi-ping, YU Wen-hao, YAN Jing-chong, LI Zhan-ku, SHUI Heng-fu, REN Shi-biao, WANG Zhi-cai, KANG Shi-gang
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60162-7
摘要(16) HTML(5) PDF 976KB(3)
摘要:
Conductive carbon film has a wide range of application prospects, especially in the fields of electric heating devices, energy storage devices, and solar cells. Coal tar is an ideal precursor for preparing carbon film. In order to improve the performance of coal tar-based carbon film, it is necessary to study the influence of tar composition on the structure and performance of carbon film. In this paper, a carbon film is prepared using aromatic compounds, heteroatom compounds and tar as carbon sources. It is found that the carrier concentration of aromatic hydrocarbon-based carbon films is higher than 1022/cm3, but the mobility of the carrier is lower than 1 cm2/Vs. The resistivity and sheet resistance of the aromatic hydrocarbon-based carbon film are lower than that of the coal tar-based carbon film. Naphthalene-based carbon film has the best electrical and thermal properties. The maximum heating temperature of naphthalene-based carbon film at 30 V exceeds 300 °C. The thickness of the carbon film has a decisive influence on the sheet resistance of the carbon film. The performance of the heteroatom compound-based carbon film is significantly lower than that of aromatic compound-based film.
论文
Pretreating Co/SiO2 to generate highly active Fischer-Tropsch synthesis catalyst with low CH4 selectivity
MU Shi-fang, SHANG Ru-jing, ZHANG Jian-li, CHEN Jian-gang
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60163-9
摘要(14) HTML(3) PDF 465KB(3)
摘要:
The effects of pretreatment methods (DR, R, ROR) on the microstructure of Co/SiO2 catalysts and the activity for Fischer-Tropsch synthesis (FTS) were investigated. The pretreated catalysts were characterized by TEM, HRTEM, XRD, XPS, H2-TPD, TG and TPR. The results showed that after the pretreatments, specific morphological of the Co species changed, forming new Co active surface species. The Co particles redispersed and the Co species was facile to be re-reduced. The Co/SiO2 catalysts pretreated by different method showed different catalytic performance. The catalyst treated by the reduction-passivation had higher activity and ${\rm{C}}_{5}^ {+} $ selectivity for FTS.
论文
动态法晶化合成钛硅分子筛及其脱硫性能研究
唐明宇, 王海彦, 任铁强, 魏民, 孙娜, 先宏飞
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021054
摘要(44) HTML(15) PDF 1164KB(9)
摘要:
本研究以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,在动态晶化釜内合成形貌规则且粒径约为600 nm的TS-1分子筛。通过改变TBOT的用量,进而改变初始合成液中的硅钛比,考察硅钛比对TS-1分子筛的影响,并采用SEM、TEM、XRD、FT-IR、UV-vis、XPS、N2吸附-脱附技术对制得的催化剂进行表征。将合成得到的TS-1分子筛应用于以噻吩正辛烷为模拟油的体系中,考察TS-1分子筛催化氧化脱硫性能。
论文
制备工艺对Fe-Ag/Al2O3的C3H6-SCR性能的影响
田凤国, 杨溪, 温妮妮, 苏亚欣
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60121-4
摘要(39) HTML(8) PDF 1383KB(5)
摘要:
本研究选取了三种具有代表性的负载方式,即物理研磨法、直接浸渍法和溶胶-凝胶-浸渍法。对比考察三种不同制备工艺所得样品催化C3H6选择性还原NO活性的变化特点,实验结果表明,三组催化剂都具有很好的抗H2O和SO2的能力。就最大脱硝效率而言,溶胶-凝胶-浸渍法(100%) > 物理研磨法(62%) > 直接浸渍法(58%)。综合多种表征测试认为主要影响因素包括比表面积和铁银之间的相互作用。对于溶胶-凝胶-浸渍法制得样品,第一载体堇青石与第二载体Al2O3共同作用,既能保证很高的比表面积,同时有利于Fe、Ag离子之间的相互作用,形成了AgFeO2双金属氧化物活性成分,还原性最强。对于物理研磨法,催化剂呈粉末状,虽然比表面积最大,但是没有成型载体的多孔表面为Fe3+、Ag+离子提供交互作用空间。两种金属以氧化物形态(Ag2O和Fe3O4)和少许的单质Ag形式存在,其还原能力较弱。对于直接浸渍法,由于缺少第二载体Al2O3的分散作用,Fe、Ag以各自氧化物成方块晶体在催化剂表面团聚,XRD没有检测AgFeO2,比表面积最小,催化活性最低。
论文
ZnAlOx/ZSM-5复合催化剂用于苯与合成气一步制备烷基苯
韩腾飞, 刘建超, 杜明仙, 徐红, 董晋湘, 李学宽, 葛晖
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60123-8
摘要(46) HTML(20) PDF 3317KB(4)
摘要:
烷基苯是一类重要的有机化工基础原料,通过煤化工路线的苯合成气烷基化技术生产烷基苯,减轻中国对石油的过度依赖。本研究通过机械混合制备了ZnAlOx/ZSM-5复合催化剂用于苯与合成气的烷基化反应,复合催化剂两组分的最佳质量比为1∶1,复合氧化物的锌铝最佳物质的量比为2∶1,苯与合成气串联反应中间体为甲醇/二甲醚,甲醇合成催化中心是ZnO组分上的氧空位,甲醇在Al2O3上可脱水为二甲醚,甲醇/二甲醚进而在ZSM-5上与苯发生烷基化反应。由于ZnAlOx的高温甲醇或二甲醚合成特征,与ZSM-5的苯烷基化反应能够有效匹配,实现了高的反应活性和选择性。
论文
焚烧条件对模拟城市生活垃圾焚烧污染物二噁英的影响
张楷文, 刘旭, 张海军, 高肖汉, 吕雪川, 张磊, 王胜
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021071
摘要(26) HTML(18) PDF 1123KB(2)
摘要:
通过改变模拟城市生活垃圾焚烧实验的焚烧条件(加入镍催化剂、水),分析反应温度、焚烧尾气流量、尾气组分浓度、吸收液二噁英浓度、二噁英当量毒性、吸收液有机物浓度的变化,探究不同焚烧条件对模拟城市生活垃圾焚烧污染物二噁英的影响。结果表明,镍催化剂和水的加入能够促进焚烧反应过程中大分子有机物向小分子有机物转化,有效抑制了二噁英的前驱物形成,二噁英总抑制率80.7%,二噁英总当量毒性降低了98%。
论文
淖毛湖煤热解产物中不同大小芳核的数量分布及变化规律
杨赫, 谢周伟, 尚妍, 熊言坤, 靳立军, 李扬, 胡浩权
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021062
摘要(63) HTML(15) PDF 1666KB(8)
摘要:
本研究利用固定床反应器在不同温度下进行新疆淖毛湖(NMH)煤热解实验,并利用多种表征方法研究了煤热解过程半焦和焦油芳核大小分布变化规律。结果表明,随着温度升高,半焦芳碳含量增加,石墨化程度和晶格条纹有序度增加;焦油中芳核结构主要以一或二环为主,含有少量三环及以上芳核;不同热解温度下焦油同步荧光谱图变化不大,虽然焦油产率随温度升高先增加后减少(550 ℃时最大),但焦油中芳核大小分布变化较小,焦油没有发生显著的缩聚反应,同时表明不同大小芳核受到桥链束缚数量,以及桥链裂解活性相对均一。随热解温度升高,热解半焦及焦油中,1 × 1芳核含量降低;终温在500−600 ℃时,缩聚反应主要以1 × 1芳核向2 × 2和3 × 3芳核的转变为主;终温高于650 ℃,缩聚反应以4 × 4及更大芳核的生成为主。
论文
γ-Fe2O3表面HCl对汞的吸附和氧化机理研究
周文波, 牛胜利, 王俊, 李颖, 韩奎华, 王永征, 路春美, 朱英
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60098-1
摘要(57) HTML(10) PDF 1561KB(12)
摘要:
本研究采用密度泛函理论(DFT)研究了在γ-Fe2O3表面HCl对Hg0的吸附和催化氧化的作用机制。构建了Hg0、HCl、HgCl和HgCl2在γ-Fe2O3(001)表面的吸附模型,分析了HCl对γ-Fe2O3表面催化氧化Hg0的作用机理,并通过反应路径的能量分布测定,研究了γ-Fe2O3表面Hg0的氧化过程。结果表明,Hg0倾向于化学吸附在γ-Fe2O3(001)表面Feoct位。HCl在催化剂表面进行解离吸附,形成吸附态Cl和羟基,从而促进Hg0的吸附。HgCl以分子形式化学吸附在γ-Fe2O3(001)上,并作为Hg0氧化过程的中间体。HgCl2倾向在γ-Fe2O3表面上的平行吸附。同时,HCl在γ-Fe2O3(001)上氧化Hg0遵循L-H机理,即化学吸附的Hg0与解离吸附的HCl反应,且HCl对Hg0的非均相氧化通过两步反应途径进行,即Hg0 (ads)→HgCl(ads)→HgCl2(ads)。
论文
基于氢键作用的含酚油混合物中酚的高效分离
纪柚安, 赵晓胜, 刘青, 杨玉凤, 韩江则
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60137-8
摘要(40) HTML(5) PDF 1175KB(4)
摘要:
本文采用米屈肼(THP)、吉拉尔特试剂T、吉拉德试剂P基于氢键作用分离油中的苯酚。结果发现,三种分离剂均可与苯酚形成低共熔溶剂(DES)而分离苯酚,其中米屈肼对苯酚的分离效率最高,可达96.5%;油中残余苯酚浓度低至1.3 g/L;10 min即可完成分离;苯酚的初始浓度不影响分离后油中最低残余苯酚浓度(约8.8 g/L)。采用正己烷洗涤的方法去除DES中夹带的中性油。结果发现,DES中的中性油与苯酚质量比降至0.04,说明酚产品纯度将大幅提高。米屈肼可再生并重复使用五次,性质不变。FT-IR表征发现米屈肼与苯酚间存在氢键作用。
论文
丝光沸石催化二甲醚羰基化研究进展
赵生迎, 耿海伦, 徐冰, 武雪梅, 谭明慧, 杨国辉, 谭猗生
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021083
摘要(9) HTML(5) PDF 1303KB(1)
摘要:
二甲醚羰基化反应是在二甲醚分子中定向插入一氧化碳的重要增碳反应,在工业生产中具有重要意义。近年来,研究发现廉价的丝光沸石可催化二甲醚羰基化反应,且具有较高的反应活性和十分优异的羰基化产物选择性,因此得到了广泛的研究。本文对丝光沸石催化二甲醚羰基化的研究进行综述,介绍了羰基化反应的机理,并总结丝光沸石内部酸性位点调控的各种方法以及对羰基化反应的影响。
论文
甲醇水蒸气重整制氢Cu-Zn-Al尖晶石催化剂的研究
张楷文, 刘鑫尧, 张磊, 庆绍军, 张财顺, 刘雅杰, 高志贤
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021082
摘要(5) HTML(6) PDF 1391KB(1)
摘要:
以硝酸铜、硝酸锌、拟薄水铝石和柠檬酸为原料,采用湿式球磨法合成了Cu-Zn-Al三元尖晶石催化剂。通过TG-DTA、XRD、N2物理吸附、H2-TPR、XPS等表征手段,研究不同Cu/Zn/Al摩尔比对催化剂晶相组成、比表面积、还原性能、表面性质的影响,并通过甲醇水蒸气重整制氢反应(MSR)考察催化剂的缓释催化性能。结果表明,与Cu-Al二元尖晶石相比,Cu-Zn-Al三元尖晶石的结晶度高、比表面积大、更难还原,表现出较好的催化活性,并且其缓释催化行为大不相同。所有催化剂不经预还原处理,即可催化MSR反应,在反应40 h后趋于稳定。其中,Cu∶Zn∶Al = 0.8∶0.2∶2.5(摩尔比)的Cu-Zn-Al催化剂在反应温度265 ℃、水醇比为2、质量空速2.25 h−1的MSR反应中表现出最高的稳定活性。最后结合反应前后催化剂的表征数据,探讨了催化剂活性组分的缓释度,并基于此预测催化剂具有更长的稳定性。本文结果可为三元体系尖晶石缓释催化性能的提升提供基础数据和参考。
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MnOx/ZrO2-Cr2O3催化剂的结构及催化苯甲酸甲酯加氢性能
赵雨, 王淇锋, 宋冰洁, 孙培永, 张胜红, 姚志龙
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60104-4
摘要(48) HTML(21) PDF 1431KB(0)
摘要:
采用并流共沉淀和浸渍法制备了MnOx/ZrO2-Cr2O3催化剂。利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)、氢气程序还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的结构和表面性质进行了表征。结果表明,Cr的引入导致ZrO2晶型由m-ZrO2t-ZrO2转变,随着Cr含量的增加,ZrO2-Cr2O3复合氧化物的比表面积逐渐增大,平均孔径逐渐降低,孔结构也发生变化;Mn的引入会造成ZrO2-Cr2O3复合氧化物中Cr的迁移,同时也有利于ZrO2晶型由m-ZrO2t-ZrO2转变,从而引起催化剂比表面积、孔结构的变化;含4% Mn和2.5% Cr的MnOx/ZrO2-Cr2O3催化剂对苯甲酸甲酯加氢反应的单程转化率和选择性分别达到93.86%和86.05%。
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利用拉曼光谱研究大柳塔煤热解焦结构及其燃烧性能
徐艳梅, 潘志彦, 胡浩权
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021059
摘要(28) HTML(11) PDF 1457KB(4)
摘要:
以大柳塔煤为研究对象,利用拉曼光谱研究了大柳塔原煤、富镜质组煤样、富惰质组煤样和脱矿煤样的热解焦结构以及热解煤焦的燃烧性能。结果表明,相同热解条件下,相比于大柳塔原煤样热解焦,脱矿煤样热解焦具有更多的大芳香环结构(≥ 6环)、更高的着火温度和更低的燃烧性能;相比于富镜质组煤样热解焦,富惰质组煤样热解焦的大芳香环结构含量更高,燃烧性能更低,且富惰质组煤焦的燃尽能力明显低于富镜质组煤焦的燃尽能力。大柳塔煤焦的着火温度(ti)、燃烧反应性指数(tindex)和拉曼光谱D峰的位移(WD)具有较好的相关性,二次曲线拟合得到关联式的相关系数R2分别为0.9159和0.7133,但燃尽温度和WD无明显相关性,说明大柳塔煤焦的碳结构对煤焦的着火温度和燃烧反应性指数具有规律性的影响,但对煤焦燃尽能力的影响没有规律性。
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多种制革废物共热解动力学及热解产物分布
张洁涵, 康国俊, 杨行, 刘周恩, 余剑, 高士秋
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60133-0
摘要(23) HTML(8) PDF 1399KB(4)
摘要:
以制革污泥与磨革粉、蓝湿皮的混合物为实验原料,通过非等温分布活化能模型(DAEM)获得了热解动力学参数,并在固定床热解反应器中考察了粒径和温度对多种制革废物共热解产物分布的影响,为多种制革废物的综合热处理提供一个新途径。结果表明,在转化率为0.1–0.8的条件下,制革废物的热解活化能随转化率的升高先减小后增大。物料粒径增大时,焦油收率下降,热解气和半焦的收率升高;随热解温度的升高,焦油收率先增加后减小,在600 ℃时达到最大值17%,对应半焦收率的下降和热解气收率的上升。当热解温度为600 ℃,物料粒径为1.6–2.5 mm时,热解半焦的比表面积和焦油中轻质组分含量较高,多种制革废物的共热解有利于制革废物的清洁化处理。
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435M2烧结机机头化学团聚强化细颗粒物及重金属脱除试验研究
揣兴, 崔向峥, 雍恒, 熊卓, 赵永椿, 张军营
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021079
摘要(7) HTML(8) PDF 1118KB(1)
摘要:
针对某435M2烧结机机头,在静电除尘器前安装化学团聚强化除尘系统,研究化学团聚强化细颗粒物及重金属(As、Cr、Cd、Ni、Cu、Pb、Zn等七种)脱除特性。试验结果表明:化学团聚后,细颗粒团聚成较大颗粒,静电除尘器后烟气中PM10、PM2.5、PM1颗粒质量浓度均降低49%以上,静电除尘器飞灰平均粒度增长46%以上,细颗粒物团聚效果显著,提升了静电除尘器脱除细颗粒物效率;静电除尘器飞灰及细颗粒物中重金属质量浓度上升,静电除尘器后烟气中重金属质量浓度均下降,表明化学团聚作用促使气态重金属向颗粒态重金属及飞灰中迁移,细颗粒重金属团聚长大。化学团聚不仅可以强化细颗粒物的脱除,同时有效提升了重金属的脱除效率。
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淖毛湖褐煤分级萃取可溶有机质的组成结构特征及萃余残渣的热转化性能
毛凯敏, 莫文龙, 马凤云, 马亚亚, 王越, 魏贤勇, 樊星
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60117-2
摘要(38) HTML(15) PDF 1459KB(4)
摘要:
采用二硫化碳、甲醇、丙酮和二硫化碳/丙酮(等体积混合溶剂)对淖毛湖褐煤(NL)进行逐级超声萃取,得到各级萃取物(E1−E4)和最终萃余物(ER)。采用GC-MS对各级萃取物E1−E4中的化合物组成和结构进行分析,发现E1中主要为烷烃、芳烃、醇类化合物和酯类化合物;E2中以烷烃、醇类化合物和酯类化合物为主。醇类化合物、酚类化合物以及酯类化合物是E3中的主要物质,且酯类化合物主要为邻苯二甲酸二酯类化合物。受到CS2和丙酮这两种溶剂协同作用的影响,E4中的烯烃类化合物的相对含量也比较高。采用FT-IR对NL、E1−E4和ER中所含官能团进行表征分析,结果发现,超声萃取过程只是将淖毛湖褐煤大分子骨架中游离的小分子化合物以及与大分子骨架以弱共价键相连的小分子萃取了出来,并未破坏煤样的大分子骨架结构。此外,NL和ER红外数据的分峰拟合结果显示,经过超声萃取后,ER中红外吸收峰的种类并未增加,只是峰的强度发生了改变。通过NL和ER的TG-DTG曲线可知,超声萃取后,NL的失重量由47.09%增加至51.04%,最大失重速率峰由450 ℃提前至430 ℃。NL和ER基于Coast-Redfern模型的热解动力学分析结果表明,经过超声萃取后,ER在快速热解阶段的活化能比NL更低,热解过程更容易进行。
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Insight into reaction path and mechanism of catalytic cracking of n-hexane in HZSM-5 zeolites
ZHAI Peng, ZHENG Jian, ZHANG Jin-yan, WANG Huan, QIN Yu-cai, LIU Hong-hai, SONG Li-juan
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60158-5
摘要(30) HTML(5) PDF 1318KB(2)
摘要:
N-hexane was used as a model compound to study the catalytic cracking behavior of light hydrocarbon in HZSM-5 zeolites, and the law of product selectivity of real acid-catalyzed reaction was investigated by analyzing the product distributions. The results showed that no pyrolysis reaction was found at 300 ℃. Only the acid catalytic reaction took place by the mechanism of carbocation, whose activity was positively correlated to the amount of Brønsted (B) acid sites. The selectivity of ethane, ethylene and propane was negatively correlated, while that of propylene was positively correlated with the Si/Al ratios and catalyst to oil ratios, suggesting that low acid density might be more favorable for monomolecular cracking reactions. It was worth nothing that the total selectivity of C4 products was much higher than that of C2 products. Combined with the quantum chemistry calculation results, it could be confirmed that the super-stability of ${{\rm{C}}_{{2}}}{\rm{H}}_{{5}}^ {{+}}$ carbenium ion from the monomolecular cracking of n-hexane made it difficult to produce ethylene and ethane through hydrogen transfer reaction. It’s easier to form a C8 carbenium ion (${{\rm{C}}_{{8}}}{\rm{H}}_{{{19}}}^ {{+}}$) with another n-hexane molecule, and then to generate more C4 products. These results revealed the nature of the low selectivity of ethylene in light hydrocarbon catalytic cracking products. It could be concluded that the product selectivity of catalytic cracking of light hydrocarbons could be modulated by controlling reaction paths depending on the catalyst acid properties and the catalyst to oil ratios. This work will provide important theoretical support for the catalyst design and process development of naphtha catalytic cracking.
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Addition of bismuth to Pt and Pd for electric power generation with selective cogeneration of acetate from ethanol in a fuel cell type reactor
Lima F. S., Fontes E. H., Nandenha J., de Souza R.F.B., Neto A.O.
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60141-X
摘要(34) HTML(15) PDF 1083KB(7)
摘要:
Pt/C, PtBi(95∶5)/C, Pd/C, and PdBi(95∶5)/C were synthesized by the sodium borohydride reducing method to produce metal nanoparticles with advanced electronic properties to enhance the ethanol oxidation reaction (EOR) mechanism. The Transmission Electron Microscopy (TEM) images and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) showed that a small Bi content does not affect the nanoparticle size PdBi/C; in contrast, it does affect the PtBi ones. The X-ray diffraction analysis revealed a lattice parameter modification by Bi dope in Pt crystalline structure. Furthermore, the ATR-FTIR results indicated the suppression of carbonate formation and increment in acetate production. The results of polarization and power density curves on DEFC, the material PtBi/C presented the more high power density, almost six times bigger than Pt/C. PtBi/C also has the highest current density (44 mW/cm2) and the lowest onset potential (−0.6 V) in linear sweep voltammetry experiments. It also has the highest final current density in current-time experiments. Hence, PtBi/C is a very promising electrocatalyst for DEFC.
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金属有机骨架材料在二氧化碳加氢中的应用
周程, 南永永, 查飞, 田海锋, 唐小华, 常玥
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60097-X
摘要(73) HTML(30) PDF 1829KB(14)
摘要:
大气中二氧化碳(CO2)浓度的急剧增加引起了人们的关注,并提出了许多将CO2转化为高价值化学品的策略。金属有机框架材料(MOFs)由于其独特的孔隙率、大的比表面积、丰富的孔结构、多活性中心、良好的稳定性和可回收性,可用于二氧化碳的捕获和催化转化。基于晶体多孔材料的金属有机骨架(MOF)设计和合成的各种功能纳米材料可以作为多相催化剂或载体/前体来应对这些挑战。在本文中,笔者将主要关注MOFs在催化二氧化碳加氢领域的最新研究进展,包括催化加氢制备一氧化碳、甲烷、甲酸、甲醇和烯烃,分析了基于MOFs的催化剂的合成方法和提高催化活性的原因。介绍了提高新型MOF材料的催化活性和探索新的CO2转化可行的策略。讨论了MOF型催化剂在CO2化学转化中的主要挑战和机遇,对本研究领域中进一步的发展进行了简要的展望。
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生物质气再燃脱除流化床N2O的机理研究
李颖, 牛胜利, 王永征, 韩奎华, 周文波, 王俊
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60092-0
摘要(78) HTML(14) PDF 1240KB(20)
摘要:
利用密度泛函理论和过渡态理论,在分子水平上研究了循环流化床锅炉再燃过程中生物质气CO对CaO催化N2O脱除的影响。构建了N2O分子在CaO(100)表面的吸附模型,同时对N2O分子在CaO(100)表面的分解及还原过程进行了探究。结果表明,N2O在CaO(100)表面的异相分解相比于N2O的均相分解所需的能垒更低,CaO的存在有利于N2O的分解;CaO(100)表面的O活性位点被N2O分解产生的原子O毒化,而再燃过程中生物质气CO促进了CaO(100)表面活性位点的再生,有利于CaO对N2O分解的催化作用。
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Zn-Al共掺杂La2O3催化剂在甲烷氧化偶联中的性能
黎营涛, 牛鹏宇, 王强, 贾丽涛, 林明桂, 李德宝
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60100-7
摘要(48) HTML(21) PDF 1366KB(5)
摘要:
采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了Zn掺杂和Zn-Al共掺杂的La2O3催化剂,运用原位表征技术研究了该催化剂在甲烷氧化偶联(OCM)反应中的构效关系。原位XRD表征结果发现,La2O3晶体在高温下沿c轴发生热膨胀。H2-TPR结果显示,La2O3基催化剂中含有两种类型的氧物种,即强结合氧和弱结合氧;XPS结果表明,强结合氧归属于为O。Zn掺杂的La2O3催化剂在高温下形成更多的氧空位,能活化氧气产生更多的强结合氧,因而在OCM反应中表现出较好的催化性能。Al的共掺杂能促进Zn在La2O3中的分散,进一步增加强结合氧数量,提升OCM反应C2+烃的选择性。
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Catalytic pyrolysis of sugarcane bagasse by zeolite catalyst for the production of multi-walled carbon nanotubes
ABOUL-ENEIN Ateyya A., AWADALLAH Ahmed E., EL-DESOUKI Doaa S., ABOUL-GHEIT Noha A.K.
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60127-5
摘要(95) HTML(29) PDF 1861KB(8)
摘要:
Recently, the disposal of waste by beneficial and environmentally friendly methods has attracted great attention. In this work, we have studied the production of high-value carbon nanotubes (CNTs) which have remarkable applications by catalytic pyrolysis of sugarcane bagasse (SCB) as an agricultural waste using a two-stage process. Various reaction factors including the effects of zeolite types (HZSM-5, HMOR, and HY), pyrolysis temperatures (450−700 °C), and SCB/ZSM-5 ratios (3−12) on SCB pyrolysis were investigated to generate CNTs from pyrolysis products. A Co-Mo/MgO catalyst was used for growing CNTs via the decomposition of pyrolysis products. The morphological structure and quality of CNTs were characterized using TEM and Raman spectroscopy, while the fresh Co-Mo/MgO catalyst was characterized by XRD and TPR analyses. The results showed that zeolite type, pyrolysis temperature, and SCB/ZSM-5 ratio had significant effects on the CNTs yield. The optimum carbon yield (24.9%) was achieved using the HZSM-5 catalyst at the pyrolysis temperature of 500 °C and with the SCB/ZSM-5 ratio of 6. TEM observations confirmed the growth of bamboo-like carbon nanotubes (BCNTs) and carbon nano-onions (CNOs) in different proportions according to the reaction parameters. Also, CNTs with the largest diameter distribution range (7−76 nm) were produced using the SCB/ZSM-5 ratio of 6. Raman spectra demonstrated the production of high-quality CNTs under all studied conditions
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Effects of promoters on carburized fused iron catalysts in Fischer-Tropsch synthesis
LIU Xiao-ling, MA Cai-lian, ZHAO Wen-tao, ZHANG Juan, CHEN Jian-gang
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60159-7
摘要(23) HTML(3) PDF 1342KB(0)
摘要:
The effects of K, Ru or La promoters on the structure, surface area, crystal phase, and catalytic behavior during FT synthesis of carburized and uncarburized fused Fe catalysts were studied by XRD, XPS, TPD, N2-physisorption and catalytic reaction evaluation techniques. Addition of K improved selectivity of C5+ products for both the carburized and uncarburized catalysts. Addition of Ru suppressed catalytic activity of the carburized catalyst, but had little influence on the uncarburized one. Addition of La led to the encapsulation of the iron carbide, which consequently severely inhibited the carburization and decreased the activity. While Ru and La promote the formation of light components due to their ability to promote hydrogen adsorption. The performance of the reaction in the experiment indicated that the U-K catalyst had the best product distribution, in which the methane selectivity was 4.04%, and the C5+ selectivity was 75.84%.
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Probing into the crystal plane effect on the reduction of α-Fe2O3 in CO by Operando Raman spectroscopy
LI Pei-xia, QU Long-mei, ZHANG Cai-hong, REN Xiao-bo, WANG Hui-xiang, ZHANG Jian-li, MU Yue-wen, LÜ Bao-liang
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60154-8
摘要(33) HTML(11) PDF 1389KB(3)
摘要:
For the Fe-based catalysts in Fischer-Tropsch synthesis, the reduction and activation process of α-Fe2O3 precursor has a significant effect on the catalytic performance. As a crystalline material, the reduction and activation of α-Fe2O3 is assuredly influenced by the exposed crystal plane; however, there is a lack of necessary research in this regard. In this work, α-Fe2O3 nanocrystals of three different morphologies, viz., pseudo-cubic, hexagonal-plate and rhombohedra, were synthesized, which mainly expose the crystal planes of (102), (001) and (104), respectively. The evolution of α-Fe2O3 crystal structure was then investigated in CO atmosphere by using the Operando Raman spectroscopy (ORS). The results show that the α-Fe2O3 (001) plane has a better reductive activity in comparison to the (104) and (102) planes. The SEM, TEM, XPS and XRD characterization and DFT calculation results reveal that CO2 desorption is a decisive step for the reduction of α-Fe2O3; owing to the weak binding ability of (001) crystal plane to oxygen atoms, the desorption of CO2 on the (001) crystal plane is much easier, which can promote the reduction process.
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Ni对MoS2基催化剂活性相及加氢脱氮脱硫性能的影响
刘娟, 李文英, 冯杰, 高翔
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60105-6
摘要(37) HTML(28) PDF 1087KB(6)
摘要:
为了获得较多高活性II型MoS2活性相,采用四硫代钼酸铵原位热分解法制备了MoS2基催化剂,对比分析了Ni源引入方式和热分解气氛对MoS2活性相微观结构、表面元素化学状态和加氢脱氮脱硫性能等的影响。结果表明,同时引入Mo源和Ni源原位沉淀生成无定形NiMoS4后,再热分解有利于Ni取代MoS2片晶边缘的Mo原子,被修饰后的MoS2片晶保持较高的分散度、适宜的长度(3−5 nm)和堆叠层数(2−4层),从而在边缘暴露较多具有加氢和氢解活性的rim和corner活性位点。热分解气氛H2比N2更有利于Ni在热分解过程中取代MoS2边缘的Mo原子,形成更多II型Ni-Mo-S活性结构,有利于喹啉和二苯并噻吩的吸附活化和加氢反应。当加氢反应温度340 ℃、氢压3 MPa、重时空速23.4 h−1、氢油比为600和使用0.1 g NMS-H2催化剂时,喹啉加氢脱氮转化率达23.8%,二苯并噻吩加氢脱硫转化率达93.3%。
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CO2/CH4/N2在MER型沸石中扩散和分离的分子动力学模拟
石勤
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60095-6
摘要(80) HTML(19) PDF 1624KB(12)
摘要:
采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法研究了CO2、CH4和N2在MER型沸石中的吸附性能,模拟结果与实验结果吻合证明模型和力场是可靠的。在此基础上,以纯硅MER型沸石作为对照,采用分子动力学(MD)模拟方法研究了CO2、CH4和N2在K-MER型沸石中的扩散和分离性能。结果表明,CO2、CH4和N2在MER型沸石中存在亚扩散现象,扩散方式为构型扩散,在沸石三维通道中的扩散存在各向异性。沸石与气体之间的作用力和沸石骨架外阳离子均影响气体分子的扩散能力,而沸石骨架外阳离子是影响气体分子扩散能力的主要因素。CO2和N2的自扩散系数随吸附浓度的增加而减小;CH4的自扩散系数随吸附浓度的增大先增加后减小。CO2、CH4和N2的自扩散系数随温度的升高均增加,扩散活化能大小顺序为N2 (16.51 kJ/mol) > CH4(8.39 kJ/mol) > CO2 (4.38 kJ/mol)。K-MER型沸石膜对CO2/CH4、CO2/N2和N2/CH4分离体系均有良好的分离选择性。气体分子的渗透率~104 GPU(1 GPU = 3.35 × 10−10 mol/(s/m2/Pa))。
论文
CoSOH/Co(OH)2复合纳米片的制备及其氧析出催化性能
宋卓卓, 余宗宝, 武宏大, 肖伟, 耿忠兴, 任铁强, 史春薇, 杨占旭
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60077-4
摘要(54) HTML(6) PDF 20401KB(9)
摘要:
以硝酸钴与硝酸锌为原料,加入尿素和氟化钠在反应釜120 ℃下均匀生长在碳纸上得到Zn-Co(OH)2复合前驱体,通过在室温下用5 mol/L NaOH和1 mol/L Na2S溶液将前驱体刻蚀并部分硫化合成了CoSOH/Co(OH)2复合材料,考察其在电解水析氧反应(OER)中的催化性能。利用XRD、SEM、TEM、XPS对催化剂的微观结构及物理化学性质进行了表征。结果表明,该方法可以刻蚀Zn原子,留下氧空位并引入掺杂S元素,氧空位和S掺杂对OER反应起到积极促进作用。同时,非晶的CoSOH也有较好的OER活性。CoSOH与Co(OH)2的协同作用使得材料表现出最优催化效果(过电位η = 310 mV,塔菲尔斜率b = 90 mV/dec)及长时间的电化学稳定性,具有较高的电催化产氧性能。
论文
Sn-Fe@C催化纤维素氢解制备丙酮醇和乳酸
李思婵, 邓玉龙, 王海永, 王晨光, 马隆龙, 刘琪英
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60153-6
摘要(17) HTML(5) PDF 3025KB(1)
摘要:
丙酮醇和乳酸都是具有很高利用价值的化学品,充分利用可再生的纤维素资源制备丙酮醇和乳酸,具有重要的意义。采用溶胶-凝胶法并结合惰性气氛高温退火方法制备了Sn-Fe@C系列催化剂,探讨了该催化剂上纤维素水相体系一步氢解制备丙酮醇和乳酸的催化性能。研究发现丙酮醇和乳酸的收率与催化剂的Sn/Fe比以及焙烧温度具有显著的相关性。以3Sn1Fe@C600为催化剂,在240 ℃,5 Mpa H2压力和1 h的反应条件下,丙酮醇和乳酸的总收率为45.4%。催化剂物理化学性质的表征结果表明,催化剂的酸、碱性位及金属活性位点之间的协同催化作用,是纤维素选择性氢解制备丙酮醇和乳酸的关键。
论文
不同热解活化条件下制备的污泥炭常温催化氧化NO
周易, 邓文义, 胡明涛, 许铈尧, 苏亚欣
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60160-3
摘要(17) HTML(5) PDF 1214KB(0)
摘要:
以市政污泥为原料制备污泥炭(SC),开展了SC常温催化氧化NO的实验研究。通过对不同热解温度(600 ℃、700 ℃和800 ℃)和不同干基污泥(DS)/KOH混合质量比下(4∶1、3∶1、2∶1和1∶1)的NO脱除特性研究,探究了污泥裂解活化工艺对NO常温催化氧化的影响规律和作用机理。结果表明,热解温度和KOH活化均对SC的催化活性有显著影响,当热解温度由600 ℃升至800 ℃,裂解样的NO转化率由12%升至36%;不同热解温度下,SC的催化活性均随KOH用量增加呈先增大后减小趋势;当热解温度为700 ℃、DS/KOH = 3∶1时,SC的催化活性最优,达到56%;对该样品进一步进行氢气还原处理后,其脱硝效率进一步提升,达到76.5%。研究发现,SC的催化活性与其比表面积有强相关性,其反应机理遵循Eley-Rideal(E-R)模型。
论文
γ-Fe2O3纳米颗粒尺寸及碳化气氛对碳化过程的影响
樊竞元, 吕振刚, 张成华, 许健, 相宏伟
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60157-3
摘要(10) HTML(2) PDF 2006KB(0)
摘要:
采用油酸铁热分解法制备出不同尺寸(4−19 nm)的γ-Fe2O3纳米颗粒,在350 ℃下,于5%CO/He、5%CO/10%H2/He和5%CO/20%H2/He的三种气氛中,使用原位XRD反应装置研究了γ-Fe2O3纳米颗粒的碳化过程与物相变化规律,同时结合Raman、CO-TPR和TEM等手段对样品进行了表征。结果表明,γ-Fe2O3纳米颗粒完全碳化后会形成稳定比例的χ-Fe5C2和θ-Fe3C的混合相;在相同碳化气氛下,随γ-Fe2O3颗粒尺寸增大完全碳化所需时间缩短,尺寸较小的γ-Fe2O3颗粒表面残留碳较多,会抑制碳化反应进程,碳化相中θ-Fe3C相对含量随γ-Fe2O3纳米颗粒尺寸增大而增高;相同尺寸的γ-Fe2O3颗粒在不同气氛下碳化,完全碳化所需时间随H2分压增大先缩短后略有延长,碳化相中θ-Fe3C相对含量随H2分压增大而增高。通过调节γ-Fe2O3颗粒尺寸和碳化气氛可定向制得合适比例的χ-Fe5C2和θ-Fe3C混合相,这一结果有益于费托合成铁基催化剂中的铁碳化物活性相结构的优化。
论文
煤快速热解过程碱及碱土金属释放特性及焦理化结构演变研究
夏纬栋, 余俊钦, 丁路, 龚岩, 于广锁
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60155-X
摘要(10) HTML(6) PDF 885KB(1)
摘要:
本文基于高频炉反应器开展准东煤的快速热解实验,探究碱及碱土金属(AAEMs)的释放特性及其与煤焦理化性质演变的关联。热解停留时间、气氛是影响AAEMs迁移特性及煤焦理化性质演变的重要过程参数。研究表明,AAEMs的释放率随热解停留时间增加而增大,Na、Mg和Ca的最大释放率分别为61.05%,64.47%,44.01%。CO2气氛能显著提高煤热解过程中AAEMs的释放率,CO2对Na释放的促进作用主要发生在快速热解初期,而对Mg和Ca释放的促进作用主要表现在快速热解中后期。CO2气氛促进挥发分释放,加快含氧官能团及脂肪族官能团分解,促进煤焦表面裂纹形成,从而促进煤快速热解过程煤中AAEMs的释放。
论文
典型废塑料PE/PP/PS共热解初期反应特性的ReaxFF研究
贺兴处, 陈德珍
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60161-5
摘要(10) HTML(5) PDF 1493KB(0)
摘要:
利用ReaxFF结合AutoRMA分析工具从动力学、热解产物及热解反应过程三方面探究了典型废塑料PE/PP/PS共热解原子层面的反应机理。研究表明,PE/PP/PS共热解的动力学参数可通过C–C键和C–H键断裂的活化能加权求和(即Char Bonds方法) 获得,其活化能与实验值的误差仅为 ± 3.86%,因此C–C键和C–H键断裂可以表征反应进程。针对三种塑料的混合热解体系即PP-PE,PP-PS和PE-PP-PS的研究表明,增加PP-PE中PP的含量可以提高油和可燃气的产率,增加PP-PS中PS的含量可以提高炭和油产率;在PE-PP-PS体系中,高温有利于重油裂解为轻油,轻油相对含量从2400 K的44.77 wt%升高到3000 K的56.18 wt%,同时高温也会促使烃类小分子进一步裂解生成更小分子产物,随热解温度升高,H2和CH4的产率明显上升,但C2H4和C3H6的产率先上升后降低。相比单独热解,混合热解体系开始反应时间有所延迟,但达到第一次平衡的总反应时间缩短,并且更倾向于生成较小分子产物。PE和PP单独热解时,首先生成其单体,继而生成烷烃和小分子气体,但在共热解过程中,首先生成烷烃和小分子气体,而后生成其单体。PS在共热解体系中更倾向于提供·H自由基从而与PE和PP生成的自由基结合,形成小分子烷烃或H2
论文
Effects of Ca content on the activity of HZSM-5 nanoparticles in the conversion of methanol to olefins and coke formation
GHAEDI Mohammad, IZADBAKHSH Ali
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60130-5
摘要(35) HTML(7) PDF 1028KB(4)
摘要:
Effects of calcium content on the performance of HZSM-5 nanoparticles of 150 nm with Si/Al ratio = 230 in the methanol to olefin conversion were investigated. The parent and modified catalysts showed their largest yields of ethylene and propylene at 490 °C and lower WHSV (= 3.3 h−1). The selectivity for propylene over HZSM-5 was 0.45 at 490 °C whereas it was promoted to 0.51 over Ca27-HZSM-5 (Ca/Al = 27). With decreasing temperature from 490 to 440, and 390 °C, the yield of propylene and ethylene remained nearly constant at 0.13−0.14 and 0.10−0.11 over Ca27-HZSM-5, respectively; more narrow than the corresponding range of yields for HZSM-5 (0.10−0.14 and 0.08−0.12). FT-IR results confirmed the formation of oxygenated and poly alkyl aromatic species in the carbon deposits. TG results indicated that oxygenate coke was formed and converted to heavier poly aromatic coke species with time. Increasing Ca in the porous structure of HZSM-5 may lead to heavier aromatic carbonaceous deposits. In general, Ca content positively affected activity through modification of the density, strength, and accessibility of Brønsted and Lewis acid sites. Long-term MTO activity test of HZSM-5 with Ca/Al = 27 showed stable performance over 100 h, although with an oscillatory feature.
论文
Mo-Sn催化剂上甲醇低温氧化制甲缩醛
王文秀, 高秀娟, 熊盼, 张俊峰, 宋法恩, 张清德, 韩怡卓, 谭猗生
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60094-4
摘要(104) HTML(9) PDF 1250KB(19)
摘要:
采用水热合成法制备了甲醇合成甲缩醛的新型Mo-Sn催化剂。该催化剂可以在低Mo含量时实现甲醇低温氧化高选择性制取甲缩醛。通过考察Mo含量对催化剂结构及甲醇低温氧化制甲缩醛性能的影响,发现Mo1Sn10催化剂在甲醇氧化中表现出了较好的催化性能,在140 ℃、常压反应条件下,甲醇转化率为14.2%,甲缩醛选择性达到了88.9%,并且反应过程中无COx生成。采用XRD、Raman、FT-IR、XPS、NH3-TPD及H2-TPR等表征手段对催化剂进行深入研究。结果表明,不同Mo含量的催化剂结构性能存在着明显的差别,较低含量Mo的存在更有利于Mo5+及MoOx的生成,而由此引起的酸性及氧化还原性的变化是催化剂具有良好性能的重要原因。
论文
Nitrogen-doped porous carbon supported nickel nanoparticles as catalyst for catalytic hydroconversion of high-temperature coal tar
XIE Rui-lun, ZHANG Xia, TIAN Yu-jiao, LEI Zhao, CAO En-de
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60156-1
摘要(17) HTML(1) PDF 1073KB(2)
摘要:
A novel and highly active nitrogen-doped porous carbon-supported nickel catalyst Ni@N-PC was successfully developed by a thermolysis of nickel-based zeolitic imidazolate frameworks growing on both sides of graphitic carbon nitride and used for catalyzing hydroconversion of isopropanol soluble portion from ultrasonic extraction of high-temperature coal tar (ISPHTCT). The active nickel nanoparticles were mainly encapsulated on the top of carbon nanotubes and partially dispersed on the surface of carbon nanosheets. Naphthalen-1-ol was used as a model compound to investigate the catalytic hydroconversion activity under different reaction conditions and reveal the mechanism for catalytic hydroconversion. The ISPHTCT and catalytic hydroconversion products of ISPHTCT (ISPCHCP) were analyzed with gas chromatograph/mass spectrometer. The results show that 70% of naphthalen-1-ol was converted at 160 °C and completely converted at 200 °C for 120 min, and the ISPHTCT was greatly upgraded. A total of 180 organic compounds including 33 nitrogen-containing organic compounds, 11 sulfur-containing organic compounds and 39 oxygenates were identified in ISPHTCT, while no obvious nitrogen-containing organic compounds, sulfur-containing organic compounds and oxygenates were detected in ISPCHCP, indicating the excellent performance of Ni@N-PC for heteroatom removal. All the alkenes, cyclenes and alkynes were saturated and the majority of arenes were converted to cyclanes by catalytic hydroconversion over Ni@N-PC, which exhibited high catalytic hydrogenation activity.
论文
酸活化蒙脱土在二甲醚水蒸气重整制氢中的应用
高天宇, 赵永华, 郑择, 张启俭, 刘会敏, 王欢, 冯效迁, 孟庆润
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60103-2
摘要(33) HTML(19) PDF 1160KB(3)
摘要:
采用硝酸溶液在不同温度和时间下对钠基蒙脱土进行处理,制备了一系列酸活化蒙脱土(Acid-MMT),并以其为固体酸与商品化的Cu/ZnO/Al2O3物理混合组成双功能催化剂用于二甲醚水蒸气重整(SRD)反应。结果表明,与钠基蒙脱土相比,酸活化蒙脱土的结构、织构及酸性均发生了明显的变化,且变化的程度与酸处理条件密切相关。酸活化蒙脱土的结构和酸性明显影响双功能催化剂的SRD反应性能。其中,在80 ℃处理12 h的酸活化蒙脱土(Acid-MMT-80/12)与Cu/ZnO/Al2O3组成双功能催化剂表现出较好的SRD性能,在p = 0.1 MPa,t = 350 ℃,GHSV = 3000 h−1的反应条件下,二甲醚转化率和氢收率分别达到了97%和94%,且在反应10 h内基本保持不变,表现出了较好的稳定性。
论文
镶嵌结构沥青焦的制备与表征:重相沥青中QI含量的影响
张春阳, 朱亚明, 徐允良, 胡朝帅, 赖仕全, 高丽娟, 赵雪飞
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021057
摘要(63) HTML(24) PDF 1399KB(16)
摘要:
镶嵌结构沥青焦作为一种特种人造炭材料,是制备高品质各向同性石墨和核石墨的重要原料。镶嵌结构沥青焦的性质在很大程度上决定了其石墨制品的质量。为进一步明确重相沥青中QI含量对其镶嵌结构沥青焦的结构及性质的影响,本研究以九种QI含量迥异的重相沥青为原料,制备了系列镶嵌结构沥青焦。利用偏光显微镜、扫描电镜、XRD、Raman光谱及分峰拟合的方法对镶嵌结构焦的微观结构进行了判定,并对九种镶嵌结构沥青焦的显微强度进行了研究。结果表明,重相沥青中QI含量越高,在液相炭化过程中越有利于镶嵌结构的生成。并且,随着重相沥青QI含量的增加,镶嵌结构沥青焦中趋于规整碳微晶含量逐渐降低,无定型碳含量逐渐增加,强度越大。当重相沥青中QI含量超过7%时,制备的镶嵌结构沥青焦中镶嵌结构总含量(细粒镶嵌、中粒镶嵌和粗粒镶嵌)超过82%,显微强度超过85%。换言之,QI含量超过7%的重相沥青是生产优质镶嵌结构沥青焦的优选原料。
论文
柠檬酸量对水热合成CuO/Ce0.8Zr0.2O2催化水气变换制氢性能的影响
王丽宝, 王宏浩, 张磊, 庆绍军, 刘冬梅, 高志贤, 张海娟, 官国清
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021078
摘要(9) HTML(7) PDF 1190KB(1)
摘要:
采用水热法合成了Ce0.8Zr0.2O2固溶体,再经浸渍法负载活性组分制备了CuO/Ce0.8Zr0.2O2催化剂,考察了柠檬酸量对CuO/Ce0.8Zr0.2O2催化剂结构、性质及其催化水气变换反应制氢性能的影响。结果表明,不同柠檬酸量制备的CuO/Ce0.8Zr0.2O2催化剂的催化活性主要与Cu比表面积、还原性能及Ce0.8Zr0.2O2固溶体与CuO之间的相互作用有关。其中,柠檬酸浓度为0.04 mol/L所制备的催化剂具有较大的Cu比表面积,较低的CuO还原温度和较强的Ce0.8Zr0.2O2固溶体与CuO之间的相互作用,在水气变换制氢过程中具有较高的CO转化率,表现出了较好的催化活性。在反应温度为320 ℃,水气摩尔比n(H2O)/n(CO) = 2,总气体体积空速GHSV = 6600 h-1时,CO转化率接近热力学平衡值,为96.9%。
论文
乙烯焦油窄馏分炭化性能研究
于洋洋, 位强, 王峰, 焦守辉, 邱志鹏, 王丽丽, 刘贺, 陈坤, 郭爱军
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60151-2
摘要(54) HTML(6) PDF 1177KB(13)
摘要:
为研究乙烯焦油作为生产针状焦原料的可行性,以某炼厂乙烯焦油及对其蒸馏切割所得窄馏分油为研究对象,通过元素分析、红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、生焦诱导期测定及焦化进料热稳定性模拟等方法,对油样的基本性质、结构组成和热稳定性进行研究,并通过偏光显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对各油样在不同炭化条件下的产物性能进行分析。结果表明,乙烯焦油全馏分沥青质含量高达22.04%,且烯烃等热反应活性组分含量较高,热稳定性较差,生焦诱导期仅为34 min。蒸馏处理所得馏分油不含沥青质,热反应活性组分含量较低,热稳定性变好,生焦诱导期均大于55 min。窄馏分油由于分子分布范围较窄、热反应活性组分含量低,相较于全馏分形成的半焦具有更好的各向异性结构和微晶结构。两段炭化相较于一段炭化更有利于中间相的融并发育及有序排列,形成纤维状的广域流线型结构。两段炭化制得焦炭热膨胀系数(CTE)的值均优于一段炭化,馏分油(ET-C)在两段炭化条件下制得针状焦的CTE值为2.49×10−6/℃,符合针状焦CTE值不大于2.60×10−6/℃的标准。
论文
Cu3N自支撑电极制备及其电催化氮气还原性能研究
何晖宇, 王晟, 纪律律
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60152-4
摘要(30) HTML(4) PDF 2078KB(3)
摘要:
利用可再生能源衍生电力电催化氮气(N2)还原制氨(NH3)为实现绿色可持续发展提供了新思路,但该过程需要高效率、高选择性和高稳定性的廉价电催化剂。过渡金属氮化物(TMNs)由于其独特的电子结构和催化机理近年来被广泛研究应用于电催化氮气还原反应(NRR),但是目前关于氮化铜材料的电催化NRR研究却鲜有报道。本研究采用简单一步氮化法将泡沫铜(CF)高温氮化制备了三维自支撑型氮化铜电极(Cu3N/CF),通过各种表征手段对该电极进行了系统的结构分析和形貌表征,并研究了其在中性条件下的电催化NRR性能和稳定性。结果表明,在0.1 mol/L Na2SO4溶液中,Cu3N/CF电极在−0.2 V的电位下具有最佳的电催化NRR性能,其产NH3速率为1.12 × 10−10 mol s−1 cm−2,法拉第效率为1.5%,并且表现出优异的电催化循环稳定性和结构稳定性。
论文
山梨醇快速热解特性与反应机理研究
胡斌, 郭学文, 李洋, 程安帅, 刘吉, 陆强
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60150-0
摘要(14) HTML(7) PDF 1221KB(1)
摘要:
山梨醇是一种重要的生物质资源,但其热解特性和反应机理还鲜有研究。本文结合快速热解实验和密度泛函理论(DFT)计算,深入探究了山梨醇快速热解主要产物的生成机理与竞争关系。结果表明,山梨醇快速热解产物主要包括:小分子产物羟基乙醛(HAA)、羟基丙酮(HA)等,呋喃类产物糠醛(FF)、1-(2-呋喃基)-乙酮(2-FE)等和脱水糖产物异山梨醇(IS)。小分子产物HA和HAA生成路径的反应能垒较低,因此产率最高,且HA生成过程中伴随着HAA的生成。呋喃类产物2-FE和FF生成能垒相对较高,其能量最优路径与小分子产物生成路径具有相同中间体,但竞争性较弱,因而产率低于小分子产物。脱水糖产物IS生成路径较为简单,不与其他产物共享相同中间体,但反应能垒很高,导致产率很低。本研究为山梨醇选择性热解的机理研究和技术开发奠定了一定的理论基础。
论文
焦炭–NO异相还原的密度泛函理论研究进展
陈晓淇, 朱晓, 齐建荟, 牛胜利, 韩奎华
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60148-2
摘要(46) HTML(7) PDF 857KB(4)
摘要:
燃煤电站中煤炭高温燃烧时产生的氮氧化物(NOx)对环境产生严重污染,控制NOx污染物排放成为全世界的共同行动。焦炭–NO异相还原反应在燃煤过程中普遍存在,但由于焦炭复杂的化学结构和成分以及燃烧反应中气固成分,焦炭–NO异相还原反应的机理尚不明晰。本文通过总结焦炭–NO异相还原反应机理的密度泛函理论方面的研究,从焦炭模型、NO吸附方式、反应路径和反应路径中产生的不同中间体等方面对焦炭–NO异相还原反应的机理进行综述,还分析了CO和矿物质对NO异相还原反应的影响机制,指出焦炭模型边缘的含氧官能团和活性位点对NO还原有利,不同反应路径会产生HCN、N2O和NH3等中间体,CO和催化金属能通过增加反应活性位点、降低反应能垒和提高反应速率等方式促进焦炭–NO异相还原反应,为完善NO异相还原反应机理,控制NOx排放提供理论依据。
论文
Influence of Water Leaching on Alkali-induced Slagging Properties of biomass straw
LIU Yan-jing, YAN Ting-gui, AN Yan, ZHANG Wei, DONG Yang
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60147-0
摘要(57) HTML(6) PDF 989KB(12)
摘要:
Deposition or slagging problem caused by the alkali metal species is one of the major obstacles to utilize biomass fuel in combustion and gasification plant. The paper mainly studies the effect of water leaching on alkali-induced slagging properties of corn straw and rice straw. The original mineral form of alkali elements in biomass straw was studied with comparison of low temperature ash of biomass before and after water leaching. The release and transformation of alkali compounds in biomass straw at different temperatures during heating were analyzed with combination of the XRD result of the heated biomass and the chemical composition of the digested samples. The result shows that the potassium in corn and rice straw mainly exists in the form of KNO3, KClO4, K2SO4 and KAlSi3O8, in which KNO3, K2SO4 and KClO4 is mostly removed in water leaching. The fusion temperatures increased after water leaching, especially for rice straw ash, which is a typical sample that the basic compounds are mainly potassium-containing compounds. The decrease of potassium content with temperature in the original corn and rice was because the potassium-containing minerals decomposed and escaped at 25−1000 °C. The release of potassium in the range of 400−800 °C significantly reduced for corn and rice straw after water leaching, but the potassium content will still decrease above 800 °C. The decrease of magnesium content in corn with increasing temperature may be due to the volatilization of magnesium oxide under the action of carbon reduction. For fuels with high alkali metal content after water leaching, the residual alkali metal will still escape and cause deposition or slagging in the furnace, especially in the temperature range above 800 °C.
论文
CO在不同氧缺陷Cu1/CeO2(110)表面的吸附:DFT + U
张佳松, 王辉, 王宁, 孙健伟, 杨建成
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60149-4
摘要(26) HTML(9) PDF 1199KB(1)
摘要:
吸附过程是SCR脱硝的重要步骤,研究CO在催化剂表面的吸附特性对理解催化剂的催化机理具有重要意义。本文基于量子化学的密度泛函理论(DFT)研究了CO在理想和氧缺陷Cu1/CeO2(110)表面上的吸附,并且对CO分子在催化剂表面不同位点的吸附特性进行了计算和分析。结果表明,Cu掺杂可以显著提高CO在催化剂表面的吸附性能,顶位是CO最稳定的吸附位,CO在空穴位上的吸附能力很弱。与理想表面相比,线性缺陷的构造可以进一步提高CO在催化剂表面的吸附性能。对吸附构型PDOS的分析表明,大量的轨道杂化可能是CO在Cu1/CeO2(110)表面吸附性能较强的原因。
论文
Production of renewable aromatics and olefins by catalytic co-cracking of fatty acid methyl esters and methanol
LIU Sen, GUO Yu-qian, SUN Pei-yong, ZHANG Sheng-hong, YAO Zhi-long
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60146-9
摘要(17) HTML(3) PDF 1529KB(7)
摘要:
Catalytic cracking of triglycerides and their derivatives (e.g., fatty acid methyl esters, FAMEs) by HZSM-5 zeolite offers a promising route to produce renewable aromatics and olefins, but it is primarily hindered by the rapid catalyst deactivation caused by coke. In this work, the co-cracking of FAMEs and methanol over HZSM-5/Al2O3 composites was developed to regulate the product distribution and slower the catalyst deactivation. Co-feeding methanol with FAMEs enhanced the olefin selectivity at the expense of aromatics, and the selectivities of aromatics and olefins added up to 70.9% with an optimized methanol content of 60%. The co-feeding of methanol not only promoted the olefin yield but also retarded the consecutive H-elimination of aromatics to polycyclic aromatics, thus reducing the coke formation and prolonging the catalyst lifespan. Under the conditions of 450 ℃, 0.16 MPa and a space velocity of FAMEs at 4 h−1, increasing the methanol blending ratio in FAMEs from zero to 50% reduced coke from 17.8% to 10.1% after reaction for 12 h. Besides, the spent catalyst for the co-cracking reaction could be easily regenerated by coke combustion, yielding similar structure, acidity and activity to those of the fresh one.
论文
二氧化碳在聚氨酯中的资源化应用
李晓云, 李其峰, 赵雨花, 亢茂青, 王军威
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60145-7
摘要(23) HTML(21) PDF 1257KB(0)
摘要:
随着现代社会的快速发展,人们对能源的需求与日俱增,目前发展中国家仍以化石燃料为主要能源投入,其燃烧产生的二氧化碳排放带来的温室效应和环境问题已引起举世关注。因此,通过对二氧化碳进行捕集、封存与转化利用,实现碳减排和碳中和目标成为目前研究的热点。其中,二氧化碳基高分子材料的制备在实现二氧化碳资源化利用的同时,也为聚合物的绿色生产提供了新思路。基于此,本文综述了二氧化碳在聚氨酯中的资源化利用现状,着重对其在材料中的物理、化学应用进行了阐述,并详细介绍了在转化利用过程中的制备技术和方法。
论文
Bi含量对溴氧化铋光催化性能的影响
赵立业, 安汝舜, 石鑫, 陈国博, 王亮, 李春虎
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60144-5
摘要(25) HTML(7) PDF 1374KB(4)
摘要:
采用水热法和溶剂热法制备BiOBr、Bi3O4Br和Bi4O5Br2三种光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)与紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)表征光催化剂的晶体结构、表面形貌和光学性能,利用密度泛函理论计算光催化剂的能带结构和态密度,在可见光照射下,通过降解RhB考察光催化剂的活性。结果表明:Bi的含量会影响光催化剂的导带位置和禁带宽度,Bi4O5Br2光催化剂降解效果最好,能够在50 min内将RhB完全降解。自由基捕获实验证明,超氧自由基(•O2−)是光催化降解RhB的主要活性物质。
论文
生物质替代石油原料合成高密度燃料的研究进展
刘宁, 史成香, 潘伦, 张香文, 邹吉军
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021076
摘要(108) HTML(16) PDF 1101KB(39)
摘要:
“碳达峰、碳中和”目标的提出,为我国能源结构转型提供了动力引擎。发展生物质基高密度燃料,既可以为传统石油基高密度燃料提供可再生的替代品,又符合我国可持续发展以及能源结构转型的要求。本文综述了RJ-4、JP-10等典型石油基高密度燃料的性质和用途,总结了由萜类以及木质纤维素平台化合物合成RJ-4、JP-10以及其他多环燃料的路线方法,展示了生物质转化制备高密度燃料的良好可行性,最后讨论了目前生物质基高密度燃料研究面临的瓶颈以及发展方向。
论文
甲烷催化燃烧反应机理及催化剂研究进展
楚培齐, 王赛飞, 赵世广, 张依, 邓积光, 刘雨溪, 郭萌, 段二红
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021077
摘要(58) HTML(14) PDF 1356KB(11)
摘要:
在煤矿开采及燃气轮机等工业应用或移动源领域存在甲烷大体量排放,且传统高温焚烧法会导致二次污染,因此在低温下实现甲烷高效转化成为亟待解决的问题。从能源利用和环境保护角度,催化燃烧技术是实现甲烷废气高效净化的有效措施。本文综述了近年来催化机理和催化剂的研究进展。首先,在实验和理论基础上,总结概括了甲烷氧化机理,其中重点阐述了“Two-term”模型;其次,系统介绍了各催化剂的性能优缺点和改性技术;最后,对甲烷催化未来研究提出展望,即采用结构优化方法来暴露更多活性位点或产生多组分协同催化效果、利用非贵金属掺杂等强化手段制备高效催化剂、进一步通过多重外场共同激发催化性能。此外,各类催化机理的自身完善和新型机理描述符的开发也是未来研究的重要方向。
论文
大型循环流化床锅炉与煤粉炉汞排放特性研究
高天, 肖日宏, 揣兴, 熊卓, 韦耿, 李铁, 杨凯, 李果, 赵永椿, 张军营
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021075
摘要(14) HTML(10) PDF 920KB(2)
摘要:
选取600 MW循环流化床锅炉及1000 MW煤粉炉的电厂进行汞迁移转化及排放特性研究,采用EPA 30B法对烟气汞浓度进行采样,同时采集了入炉煤、飞灰、底渣、石灰石、工艺水、脱硫石膏、脱硫废水等固体液体样品进行对比分析。研究了两电厂现有污染物控制装置对汞的协同脱除作用,分析了汞的迁移转化规律。两电厂烟气经过污染物控制装置后,总汞脱除率均达到88%以上,最终排放烟气汞浓度远低于国家现行排放标准要求,在现有设备条件下即可实现汞的达标排放。
论文
催化裂化反应对1-己烯叠合反应的影响规律研究
宁鑫, 廖明杰, 刘砚超, 郑家军, 李文林, 李瑞丰
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60143-3
摘要(68) HTML(6) PDF 749KB(36)
摘要:
分别以1, 3, 5-三异丙苯和正辛烷为不同分子尺寸催化裂解原料,以1-己烯为叠合原料,评估了合成的多级孔ZSM-5分子筛催化剂上催化裂化反应和烯烃叠合反应的耦合机制。模型化合物催化裂解反应结果表明,在合成的多级孔ZSM-5分子筛上不同尺寸分子裂解性能受到抑制,1, 3, 5-TIPB裂解能力下降,正辛烷裂解初始转化率由70%降低到20%。而多级孔ZSM-5分子筛的1-己烯叠合催化活性得到提升,高于工业ZSM-5分子筛,叠合产物以二聚物为主。分子筛中强酸酸量的降低可抑制催化裂化反应的进行,促进C6烯烃低聚为二聚物和三聚物(航空煤油的理想成分)的能力。因此从抑制催化裂化的角度进行催化剂设计,可有效提高催化剂的烯烃叠合反应性能。
论文
P改性β沸石的制备及其催化C9芳烃与丙烯的烷基化反应性能研究
陈强强, 郭宇, 吴红梅
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021074
摘要(15) HTML(8) PDF 1838KB(1)
摘要:
利用浸渍法对β沸石进行磷改性,制备了不同磷负载量的改性β沸石催化剂。采用XRD、SEM、EDX、MAS NMR、Py-IR、N2吸附-脱附和NH3-TPD手段对催化剂样品进行了表征,并且研究了改性β沸石在催化C9芳烃与丙烯烷基化反应中的性能。结果表明:β沸石经磷改性后,其形貌和晶体结构没有发生明显变化。然而,随着磷添加量的增加,β沸石的比表面积和表面硅铝质量比逐渐减小;磷与β沸石相互作用,改变了催化剂酸强度分布。β沸石上磷的负载量显著影响C9芳烃烷基化反应结果。与未改性的β沸石相比,β-0.5P催化剂烷基化反应活性明显提高,烷基化反应产物中C12+重芳烃的比例达到17%,m1,3,5-TMB/mC9值增加了5.3%,连续反应10 h,活性稳定;然而,当磷负载量过高,催化剂烷基化活性降低,异构化和歧化反应性能增强。
论文
Phosphorous Modified V-MCM-41 catalysts for Propane Dehydrogenation
WANG Xiao-sheng, YANG Tao, LI Qin, LIU Yu-xiang, DING Yong-chuan
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60138-X
摘要(17) HTML(10) PDF 898KB(0)
摘要:
The dehydrogenation performance of vanadyl catalysts was closely related to the form of surface vanadyl species. To enhance the vanadium dispersion, phosphorus was adopted to modify V-MCM-41 catalysts by using organic vanadium and phosphorus precursors. The influence of phosphorus introduction to the mesoporous structure and vanadyl species were investigated by many characterizations. The results showed that the catalysts could maintain ordered hexagonal mesoporous structures though the specific surface area slowly decreased along with the phosphorus content. Both the reducibility and dispersion of the surface vanadyl species were improved. The proportion of polymerized vanadyl species obviously decreased due to the presence of phosphorus species. The propane dehydrogenation reaction results showed that both the catalytic performance and stability of the catalyst were improved. Both the maximum surface vanadyl sites and optimum propane dehydrogenation performance were obtained over the sample with Si:P molar ratio of 30.
论文
生物质基糠醛和5-羟甲基糠醛加氢转化研究进展
张军, 李丹妮, 袁浩然, 王树荣, 陈勇
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60135-4
摘要(62) HTML(58) PDF 1201KB(18)
摘要:
近年来,利用生物质基平台化合物转化制备各种燃料及高值化学品引起研究人员的广泛关注。5-羟甲基糠醛(HMF)和糠醛(FFR)作为一类重要的生物质衍生平台化合物,分子结构中醛基、呋喃环等官能团赋予其独特的化学性质。本文针对HMF和FFR在氢气、低碳醇、甲酸、硅烷等不同氢源中的催化加氢反应研究现状进行了阐述,对加氢转化过程主要影响因素如催化剂类型、反应条件以及反应机理等进行了详细分析,同时对HMF/FFR加氢转化研究前景进行了展望。
论文
纤维素热解转化研究进展
李承宇, 张军, 袁浩然, 王树荣, 陈勇
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60134-2
摘要(78) HTML(12) PDF 1085KB(17)
摘要:
纤维素的热解技术是一种非常有应用前景的高值转化技术。本文系统地介绍了纤维素的基础特性,深入讨论了纤维素热解机制、研究方法、催化剂类型及其它影响纤维素热解产物分布的因素。其中,不同类型催化剂的添加和反应装置结构的设计优化可以显著提高纤维素热解转化效率,改善产物种类分布和提高特定高值化学品的选择性,从而有效地提高纤维素热解产物的资源、能源化利用价值。最后,对纤维素热解未来技术研究的发展方向进行了展望。
论文
精馏系统内真空度对生物油模型化合物蒸馏特性的影响
马亚凯, 袁鑫华, 罗泽军, 朱锡锋
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60140-8
摘要(25) HTML(6) PDF 913KB(1)
摘要:
利用小试精馏装置对生物油模型化合物进行蒸馏实验,通过调节系统的真空度将生物油模型化合物分别在常压和减压状态下进行蒸馏,分析并总结了馏分中各组分的变化规律。结果表明:随着系统内真空度的不断升高,生物油模型化合物的总馏出率不断增加且结焦率不断降低,水分更容易被蒸出,馏分中有机物的初馏温度减小而馏出率增加。因此增大真空度可有效分离生物油模型化合物的组分并降低蒸馏的能量损耗;当真空度为−0.08 MPa时,生物油模型化合物的蒸馏效果最好,其中乙酸和糠醛的馏出率分别可达99.50%和65.88%、苯酚和愈创木酚的馏出率均超过25%。
论文
甲烷无氧直接制备烯烃/芳烃研究进展(II)
黄鑫, 焦熙, 王晓波, 赵宁
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021073
摘要(52) HTML(22) PDF 625KB(10)
摘要:
在“碳达峰、碳中和”的背景下,甲烷无氧直接制备烯烃/芳烃具有零二氧化碳排放、100%碳原子利用和富产氢等优势,是碳一化学和催化领域中一个热点研究课题。本文基于作者在甲烷无氧直接制备烯烃/芳烃反应的研究工作,结合2018−2021年的相关文献,对目前甲烷无氧芳构化反应和甲烷无氧直接制备烯烃、芳烃和氢气反应的国内外研究现状进行综合评述。重点讨论活性位确认、反应中间体、反应机理、催化剂性能及提升等工作。最后对甲烷无氧直接制备烯烃/芳烃的研究前景进行了展望。
论文
煤液化铁基催化剂对煤焦气化特性影响和动力学研究
何清, 李恒, 王思敏, 程晨, 郭庆华, 于广锁
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021072
摘要(25) HTML(14) PDF 1000KB(5)
摘要:
气化技术有助于煤液化固体产物的资源化利用,其中常含有大量铁基催化剂。本文以哈密原煤和脱矿煤为原料,研究煤液化铁基催化剂对煤焦结构和气化反应性的影响。利用扫描电镜能谱仪和物理吸附仪研究煤焦表面形貌、元素分布和介孔特性,利用热重分析仪研究煤焦气化特性,采用model-fitting和model-free方法研究反应动力学。结果表明,脱矿和负载催化剂对煤焦表面附着物的影响较主体基质明显。负载催化剂的煤焦比表面积显著增加。铁基催化剂提升煤焦气化活性可归因于煤焦表面富集较多Fe和AAEMs等元素,以及比表面积的增大。负载催化剂的脱矿煤焦表现出较大的相对催化活性,且其对升温速率和碳转化率的变化不敏感。煤焦气化特性的差异将随升温速率的升高而减小。铁基催化剂可提高原煤焦的气化反应指前因子A,降低脱矿煤焦的反应活化能Ea。非等温条件下,煤焦气化反应活化能随转化率的增加而降低。根据模型拟合度和动力学补偿效应,随机孔模型是描述煤焦气化的最佳模型,且更适合于脱矿煤焦(催化)气化。
论文
微藻与塑料混合热解制备低氮低氧富烃液体油
唐紫玥, 陈伟, 胡俊豪, 杨海平, 陈应泉, 陈汉平
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021070
摘要(45) HTML(13) PDF 941KB(9)
摘要:
为了减少油中氮氧化合物,提高微藻生物油品质,本研究在固定床上开展了微拟球藻和聚乙烯塑料(LDPE)的混合热解/催化特性,探讨了O和N在热解气、液、固相的分布情况,并以此探讨了微藻与LDPE之间的交互作用以及催化剂的加入对混合热解的影响。研究发现,混合热解能有效抑制O和N向油中转移,促进微藻中O转变为H2O,N向气体产物转移。此外塑料添加明显减少了油中羧酸,酰胺和含氮杂环等含氧/氮化合物,提高了脂肪烃含量,同时有效促进碳氢气体的形成,并对CO和H2也有一定的协同作用,特别是在25%LDPE时协同效应最强。同时ZSM-5能促进碳氢气体形成,提高气体产物的热值(35.6 MJ/Nm3),并进一步减少油中含氮化合物,促进N向气体转移,O向气体和H2O中转移,从而使油中O、N含量明显降低;此外混合催化热解能在一定程度上抑制芳烃的形成,提高脂肪烃选择性。
论文
模型碳催化加氢气化反应特性研究
曲旋, 王沁汾, 严帅, 冯俊, 张建树, 张荣, 毕继诚
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60136-6
摘要(20) HTML(4) PDF 1234KB(2)
摘要:
在加压热天平中研究了活性炭/烟煤半焦/无烟煤半焦等模型碳催化加氢气化(CCHG)的特性,并结合GC、BET等表征对碳的物理结构和化学反应过程的分析,初步获悉了Co对碳-氢反应的催化作用过程。结果表明,碳CCHG过程中过渡金属(Fe、Co、Ni)的催化活性明显高于碱金属和碱土金属(K、CaO、MgO),过渡金属CCHG过程存在低温 (600−750 ℃)和高温 (> 800 ℃) 两个特征催化区域,低温催化区域的出现主要归因于过渡金属催化剂氧化物与碳发生相互作用,部分碳结构得到活化的同时过渡金属嵌入到碳层结构中更为有效的发挥供氢和断键作用。Co催化剂在850 ℃和1 MPa氢压以上的条件下,催化剂的供氢作用可达到饱和,碳的催化加氢气化过程主要为温度促使的催化断键反应。具有高比表面和低致密程度碳结构的模型碳在较低的催化剂负载量下即可具有高的CCHG活性。
论文
竹材纤维定向醇解转化制备乙酰丙酸甲酯的研究
徐杨杨, 祝慧敏, 李辰, 潘晖, 冯君锋
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021069
摘要(33) HTML(10) PDF 799KB(5)
摘要:
以固体酸为催化剂、二烷氧基甲烷/低碳醇为复合溶剂,考察竹材中纤维素和半纤维素定向醇解的过程。通过调控反应条件(复合溶剂的组成和配比、固体酸催化剂的种类和用量、反应温度和时间),获得最佳反应条件(复合溶剂为二甲氧基甲烷/甲醇质量比为5 g/15 g,硅钨酸的用量为0.002 mol,120 min,200 ℃)下,竹材的转化率为81.53 wt%,乙酰丙酸甲酯的得率为28.39 wt%。同时,研究多种生物质模型化合物(葡萄糖、木糖、5-羟甲基糠醛、糠醛、戊聚糖和微晶纤维素)的转化过程,结合反应过程中间产物的检测结果,推断竹材中半纤维素、纤维素“一步法”定向醇解制备乙酰丙酸酯的过程。
论文
钴催化α-己烯氢甲酰化反应区域选择性研究
何晓飞, 郭靖, 夏洪强, 赵天生
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60131-7
摘要(17) HTML(3) PDF 1365KB(2)
摘要:
采用密度泛函理论方法,研究了膦配体(L)配位催化活性中间体HCo(CO)2L的电子效应和位阻效应,对α-己烯氢甲酰化反应区域选择的影响。膦配体具有强吸电子能力,可提高HCo(CO)2L的稳定性;同时PPh3配体具有大的空间位阻,抑制了α-己烯吸附配位至HCo(CO)2L、以及C=C双键与Co–H键以支链反应路径加成。形成支链烷基Co中间体过渡态反应能垒(B-TS1)与形成直链烷基Co中间体过渡态(L-TS1)的反应能垒差(ΔΔE)为2.73 kcal/mol,表明前者发生相对困难,有利于按直链路经反应。膦配体的电子效应和位阻效应共同决定α-己烯C=C双键与Co–H键加成反应方式,且有利于直链反应路径加成,产物以直链醛为主。
论文
回收利用煤矸石低成本制备Ni/C/CG复合型吸波材料
梁丽萍, 高飞, 王亚珂, 朱保顺, 力国民
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021066
摘要(20) HTML(10) PDF 1530KB(3)
摘要:
采用煤矸石(CG)作含碳载体、淀粉作补充C源、硝酸镍作Ni源,借助液相浸渍结合碳热还原工艺制备Ni/C/CG复合型微波吸收材料;研究碳热还原温度对材料组成、微观结构与性能的影响。结果表明,碳热还原温度会影响碳与Ni的结晶状态及Ni微粒大小,进而对材料的电磁性能特别是介电性能产生显著影响。得益于良好的阻抗匹配特性与强的微波衰减能力,在600−800 ℃较宽的温度范围内制备得到的Ni/C/CG复合材料可以均显示出优良的微波吸收性能。其中,800 ℃热处理样品的最低反射损耗可达−20.9 dB,相应的有效带宽为3.8 GHz(测试涂层厚度为2 mm)。介电损耗是主要的微波吸收机制,主要源于材料中石墨化的碳与Ni微粒所引起的漏导损耗及各组元间界面带来的界面极化损耗。
论文
煤矸石与半焦富氧混烧特性及污染物排放特性研究
戴若薇, 赵瑞东, 王志奇, 秦建光, 陈天举, 吴晋沪
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60132-9
摘要(13) HTML(3) PDF 1041KB(2)
摘要:
利用热重分析仪和管式炉实验,研究了煤矸石与半焦的富氧混烧特性,考察了半焦混烧比例、O2浓度和反应温度对燃烧特性和污染物排放特性的影响。结果表明,混烧半焦和提高O2浓度均可显著改善混合燃料的燃烧性能,当半焦混烧比例为75%时,着火和燃尽指数最高。随半焦混烧比例增大,CO和SO2转化率均逐渐降低。提高反应温度,CO转化率降低,SO2转化率增大,NO转化率呈现先升高然后降低或缓慢增加趋势。反应温度为900 ℃时,混烧半焦可降低燃烧过程的NO排放量。但其余反应温度下,混烧半焦会增大NO转化率。随O2浓度升高,混合燃料富氧燃烧过程的CO转化率降低,NO转化率升高,SO2峰值释放浓度和转化率呈先降低后升高的趋势。当O2浓度为20%时,SO2转化率最低。
论文
卤素原子对卤氧化铋(BiOX,X = Cl,Br,I)光催化性能的影响
赵立业, 李恒, 王亮, 李春虎
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021067
摘要(18) HTML(11) PDF 1114KB(5)
摘要:
利用水热法和溶剂热法制备了BiOCI、BiOBr和BiOI三种光催化剂,通过XRD、SEM、光电流密度与UV-vis DRS表征了光催化剂的晶体结构、表面形貌与光电性能,DFT计算结果表明:随着卤素原子序数升高,光催化剂导带附近的费米能级的分散度降低,禁带宽度变小。在可见光照射下,通过水溶液中罗丹明B的降解效果来评价光催化剂的光催化活性,BiOI具有最好的光催化活性,60 min内,罗丹明B的降解效率达到100%,同时通过自由基捕获实验探究了卤氧化铋光催化降解过程的主要活性基团。
论文
硫酸催化柠檬皮水热转化制取平台化合物研究
熊珊珊, 凌祎璐, 谭郡瑶, 韩一帆, 罗超, 朱玲君, 王树荣
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021065
摘要(20) HTML(7) PDF 3185KB(1)
摘要:
果皮作为水果加工业的典型含碳固废,其高效回收和资源化利用对开发可再生液体燃料和提升水果加工业经济效益均具有重要意义。柠檬皮含有的柠檬酸被证明是一种可有效促进生物质及其衍生物水热转化制取高附加值呋喃产物的弱酸,因此本研究利用柠檬皮经硫酸催化水解制取乙酰丙酸(LA)和糠醛(FF)等重要液体燃料前驱物,并探究常见金属盐对硫酸催化柠檬皮水解过程的促进作用。研究发现柠檬皮本身含有的柠檬酸对水解过程有一定促进作用,联合硫酸催化,可在170 ℃/90 min的温和水解工况下获得产率为22.6wt.%的LA,KCl的加入能够有效抑制柠檬皮水解过程的副反应,并提升硫酸与柠檬皮的相互作用,相比于AlCl3和FeCl3其促进作用更为明显,KCl可将LA产率提升至27.9wt.%。葡萄糖和FF的制取工况相对LA更为温和,温度升高、反应时间延长以及酸性提升都会导致葡萄糖和FF的产率明显下降。
论文
Pt掺杂Ni/NiAlOx催化菲加氢饱和反应性能研究
刘道诚, 荆洁颖, 王九占, 冯杰, 李文英
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60128-7
摘要(26) HTML(8) PDF 2095KB(3)
摘要:
受空间位阻的影响,末环的吸附活化是稠环芳烃加氢饱和反应的难点之一。本文选取菲为模型化合物,以强化芳烃吸附为目标,采用等体积浸渍法制备了系列Pt-Ni/NiAlOx催化剂,系统考察了Pt掺杂量对催化剂结构和菲加氢饱和性能的影响。结果表明:当反应温度300 ℃、氢气压力5 MPa、重时空速52 h−1时,相比Ni/NiAlOx催化剂,掺杂0.5 wt%Pt的0.5Pt-Ni/NiAlOx催化剂上全氢菲选择性在反应8 h后由40%提升至67%,且表观反应速率和转化频率分别由1.53 × 10−3 mol/kg/s和14.64 × 10−3 s−1提升至1.81 × 10−3 mol/kg/s/和22.16 × 10−3 s−1。这主要归因于金属Pt适宜的掺杂量提高了金属Ni缺电子结构的稳定性,促进芳烃吸附,提升了菲加氢饱和性能。
论文
甘油缩合制丙酮缩甘油中催化剂及反应机理研究进展
曾祥棵, 王玮璐, 黎良菊, 欧阳平, 张贤明
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021063
摘要(80) HTML(30) PDF 971KB(7)
摘要:
随着生物柴油产业的蓬勃发展,其主要副产物甘油的资源化利用已亟不可待。其中,将甘油与丙酮缩合生成丙酮缩甘油(2, 2-二甲基-1, 3-二氧戊环-4-甲醇,Solketal)是极具前景的研究方向,因为Solketal作为燃料添加剂不仅能显著增强燃油的粘度和低温性能,还能极大地减少一氧化碳,固体小颗粒及其他环境不友好物质的排放。该反应需依赖于催化剂中酸性位点的催化作用,所以酸催化剂的结构形态、酸量及相关理化性质的设计及完善是制约甘油缩酮化反应工业化进程的关键。因此本文结合近年来相关文献,系统综述了在该反应中均相、非均相酸催化剂在该领域中的研究进展及相关反应机理讨论。笔者首先从结构形态角度进行分类,介绍了不同类型酸催化剂的优势及特色,并在其结构性质对催化活性的影响上进行了重点阐述。最后,对该领域中催化剂未来研究方向进行了展望。
论文
Co@NC选择性催化木糖氢解制备1,2–二元醇
梁缘, 李志坚, 刘琪英, 马隆龙
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60125-1
摘要(32) HTML(8) PDF 1833KB(2)
摘要:
木糖是半纤维素的主要组成成分,研究木糖制备平台化学品对生物质的开发利用具有重要意义。本文采用bottom-up法,制备了具有加氢和异构活性的碳包裹金属催化剂Co@NC,用于催化木糖氢解制备1,2–二元醇。结合XRD、TEM、XPS等表征手段对比了不同焙烧温度制备的Co@NC催化剂的物理和化学性质。研究发现,600 ℃焙烧的Co@NC催化剂具有最高的二元醇的总收率 (70.1%),其中乙二醇、1,2–丙二醇和1,2–戊二醇的收率分别达到17.6%,25.1%和27.4%。机理研究表明:N的掺杂为Co@NC提供了碱性位点,在碱的催化作用下促进木糖向木酮糖的异构,再通过Retro-aldol反应得到乙醇醛和丙酮醇中间产物,最后经加氢得到乙二醇和1,2–丙二醇。1,2–戊二醇来源于木糖的加氢脱氧,其产率高于文献报道的最佳结果。本研究工作发展的水热稳定性优异的Co@NC催化剂为生物质高效制备1,2–二元醇提供了新的研究思路。
论文
预硫化温度对煤直接液化催化剂组分转变及其催化性能的影响
陈晨, 李海杰, 白杨, 冯富祥, 田磊, 杨勇, 刘源, 郭强
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60118-4
摘要(32) HTML(11) PDF 1256KB(5)
摘要:
在5% H2S/N2气氛,不同预硫化温度下制备了系列硫铁催化剂,并在5 MPa 的1% H2S/H2气氛、360 ℃下研究了其催化萘的加氢活性。借助MES、XRD和XPS等表征手段,探究了催化剂在不同预硫化温度及反应条件下组分转变规律。数据表明,预硫化过程是硫由表面向内部、依照FeS2→FeS、Fe1−xS→Fe3S4→Fe2O3顺序渗硫的过程,而升高温度有利于硫向体相内的传递;接触1% H2S/H2气氛后晶粒由外向内各组分均快速转化为Fe1–xS的过程;调控预硫化条件可以实现活性组分Fe1–xS的含量高、晶粒小,于是可获得最高活性。
论文
生物质飞灰未燃尽炭制备活性炭及其超级电容性能研究
宋传林, 任科, 滕召才, 王梅梅, 张继刚, 韩奎华, 龙慎伟, 朱应泉
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60129-9
摘要(42) HTML(11) PDF 982KB(9)
摘要:
生物质燃料在锅炉中经过热解和燃烧后,飞灰中含有孔隙丰富的未燃尽炭。但其孔隙率和比表面积无法满足商用超级电容炭的要求,改善材料孔隙结构的活化方法成为未燃尽炭提质改性的关键。本研究通过对筛分粒径 > 0.2 mm的未燃尽炭进行KOH一步活化处理后发现,在浸渍比3.5:1时活性炭拥有较大的比表面积(1982 m2/g),且在电流密度1 A/g时比电容可达207 F/g。以上结果表明,未燃尽炭基活性炭制备的电极双电层超级电容性能优良,而为生物质飞灰的高附加值利用提供了参考。
论文
不同气流床气化工艺炭黑的氧化反应特性
高明, 陶迅, 丁路, 陈哲坤, 代正华, 于广锁, 王辅臣
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60116-0
摘要(39) HTML(23) PDF 5208KB(2)
摘要:
利用高分辨透射显微镜分别对煤和生物质快速热解炭黑、天然气非催化部分氧化小试装置炭黑和工业装置炭黑、商业天然气炉法炭黑和煤焦油炉法炭黑等6种样品的形貌结构进行了表征;基于常压热重分析仪非等温法(50 ℃−800 ℃)对炭黑的着火点、氧化反应速率进行了研究,获得了炭黑的氧化反应动力学参数。研究表明不同的炭黑理化性质差异较大,煤和生物质快速热解炭黑的球形度更高,粒径较大;天然气非催化部分氧化小试装置炭黑在较低温度下形成,呈现被碳囊包裹的形态;天然气非催化部分氧化工业装置炭黑呈现中空结构,粒径较小。非催化部分氧化小试装置和工业装置炭黑的氧化反应性接近,是天然气炉法炭黑的3.1倍,是煤焦油炉法炭黑的是3.2倍;非催化部分氧化炭黑的反应性是煤快速热解炭黑的9.0倍,是生物质快速热解炭黑的26.6倍。2种非催化部分氧化炭黑和2种商业炉法炭黑的活化能随温度变化呈现分段形式;2种快速热解炭黑的活化能随温度升高基本不变。
论文
焙烧温度对钼锡催化剂结构和二甲醚氧化性能的影响
熊盼, 高秀娟, 王文秀, 张俊峰, 宋法恩, 张清德, 韩怡卓, 谭猗生
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60120-2
摘要(36) HTML(16) PDF 1338KB(4)
摘要:
采用水热法制备了Mo/Sn摩尔比为1∶2的Mo1Sn2催化剂,通过改变焙烧温度(400−700 ℃),调控了钼锡催化剂的结构,并研究了催化剂结构变化对二甲醚(DME)选择氧化制甲酸甲酯(MF)性能的影响。发现400 ℃焙烧的Mo1Sn2催化剂具有良好的催化氧化二甲醚生成甲酸甲酯的性能,在110 ℃、常压条件下,DME转化率为9.2%,MF选择性可达86.9%,并且无COx生成。采用XRD、Raman、XPS、TPD、H2-TPR和in-situ IR等表征手段对催化剂的结构和表面性质进行了系统研究。结果表明,低温焙烧更利于钼锡催化剂表面形成更多的MoOx结构和Mo5+物种,由此引起的催化剂的酸性、氧化还原性的增强和中强碱性位的增多可明显促进催化剂活性的增强和甲酸甲酯的生成。
论文
基于密度泛函理论的CO2氧化含氮焦炭的机理研究
周赛, 刘虎, 于鹏飞, 袁茂博, 薛景文, 车得福
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021061
摘要(44) HTML(17) PDF 5752KB(3)
摘要:
为深入理解煤燃烧过程中NO的生成机理,本文基于密度泛函理论,选取简化的含吡咯氮(N−5)或吡啶氮(N−6)焦炭模型,在分子水平上对CO2氧化含氮焦炭的异相反应机理进行研究。结构优化采用B3LYP–D3/6–31G(d)方法,单点能计算采用B3LYP–D3/def2–TZVP方法。计算结果表明,CO2氧化含氮焦炭过程分为CO2吸附、CO脱附和NO脱附三个阶段。CO2异相氧化含吡咯氮焦炭的反应中,CO2分子倾向于以C−O−down模式(N−O结合、C−C结合)吸附形成含氮和氧的五元杂环结构。然后五元环中原CO2分子的C−O键断裂形成表面羰基和表面氮氧结构,分别解吸附出CO和NO。该反应吸热401.2 kJ/mol,决速步能垒为197.6 kJ/mol。CO2异相氧化含吡啶氮焦炭的反应中,CO2分子以C−O−down和C−C结合、C−O结合模式吸附后倾向于先形成含氮和氧的六元杂环,再发生CO和NO分子的脱附。该反应吸收598.6 kJ/mol的热量,决速步能垒为292.0 kJ/mol。
论文
煤灰化过程中砷/硒/铅的释放及矿物的变化规律
李扬, 鲁子龙, 杨赫, 靳立军, 胡浩权
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60115-9
摘要(21) HTML(12) PDF 1343KB(5)
摘要:
本文选用两种煤(白音华褐煤和鄂州煤),研究了煤中重金属砷、硒、铅的赋存形态及其在灰化过程的释放规律,并结合煤中矿物质的变化,研究了灰化条件对矿物质转化的影响。通过外推法从热失重曲线确定了煤样的燃尽温度,以此为基准并结合国标法分别对煤样进行低温和高温灰化,对所制备的灰样采用XRD、XRF、TG-DTG等方法进行表征,分析煤中矿物质在不同灰化温度下的变化特征;采用逐级化学提取法分析煤样中As、Se、Pb的形态及含量,同时利用HNO3+ HF一步法提取煤样中的重金属,提取液中重金属含量均采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 检测。研究结果表明,白音华煤中重金属主要以硫化物结合态形式存在的As为主,且As的挥发性随温度升高而增大;鄂州煤中重金属主要为硫化物结合态的Pb,其挥发性同样极易随温度变化而改变;煤中Se主要以有机结合态和硫化物结合态形式存在。煤在灰化过程中矿物质发生了一系列的变化:如高岭土逐渐脱羟基变成偏高岭土,最终转变成莫来石;黄铁矿氧化形成赤铁矿;石膏脱水形成硬石膏。灰化过程各重金属的释放率受燃烧温度的影响较大,其硫化物结合态含量越高,释放率随温度升高增加的程度越大。
论文
载体对Au/BN催化剂苯甲醇选择性氧化性能的影响
畅通, 马瑞婧, 宋昌
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021060
摘要(25) HTML(18) PDF 8524KB(5)
摘要:
伯醇的选择性氧化是重要的有机合成反应,所得醛是药物、香料等精细化工品的重要中间体。利用空气中的氧分子,气相催化氧化制取醛具有连续、高效、无溶剂、绿色易分离的特点,是近年来学术界和工业界共同关心的话题。类石墨结构的氮化硼是近年发展起来的新型催化剂,具有稳定性高、导热性能好的特点。本文以三种不同结构特点的氮化硼(BN)充当载体,负载Au纳米颗粒进行苯甲醇选择性氧化反应,发现载体的结晶性、比表面积对活性相Au的尺寸具有显著影响。Au/BN500的比表面积是晶化程度高的Au/BN600、Au/BN700催化剂的四倍以上。相较于Au/BN700而言,Au/BN500催化剂Au纳米颗粒具有更好的分散性以及更小的粒径(13 vs. 3.2 nm),且Au/BN500的活性是其他催化剂的两倍,但其催化活性在5小时以内有30%左右的流失。本文的实验结果对理性设计和发展新型高性能氮化硼基氧化脱氢催化剂提供一定的实验参考和理论借鉴。
论文
基于Ru/HZSM-5的生物油在线催化提质耐久性研究
熊永莲, 卢东升, 樊永胜, 侯光喜, 陈玉炜
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60114-7
摘要(37) HTML(11) PDF 1754KB(7)
摘要:
采用Ru/HZSM-5在线催化提质生物油,通过综合品质指数(TQI),分析生物油产率和理化特性变化,并对生物油化学组成及催化剂结焦情况进行分析。结果表明,使用新鲜催化剂所得生物油产率和理化特性均较高,TQI从0.15升至6.45;随着使用次数的增加,TQI先小幅升高至6.68,而后快速下降至1.25,第4次使用后TQI仅为0.27。初期少量结焦反应使强酸位点部分钝化,提升了芳构化性能,当催化剂使用2次时,生物油中烃类相对含量达53.79%,其中,轻质脂肪烃相对含量为16.87%,单环芳香烃相对含量为32.65%;当使用4次时,烃类相对含量仅为9.32%,催化层丧失提质作用,并对热解气产生二次裂解或聚合等不利影响。前两次使用,催化剂焦炭主要是附着在表面的低温热解焦炭;当使用3次时,低温热解焦炭和高温催化焦炭均显著增多,催化剂活性急剧下降;继续使用使焦炭小幅增加,且以热解焦炭增加为主。