摘要:
在热天平上分别考察了甲苯、苯及乙醇萃取液化残渣热解焦在水蒸气和CO2气氛下的气化动力学,并对比了液化残渣热解焦在相同条件下的气化反应性。结果表明,温度是影响残渣焦气化反应速率的重要因素;超临界溶剂对残渣的萃取使得残渣焦中碳基质的有序度有所降低,并在一定程度上增加了残渣焦的孔结构,因此,提高了残渣焦的气化反应性;残渣焦孔结构不发达,可以使用化学反应控制未反应收缩核模型预测残渣焦的气化反应过程。
摘要:
以低活性福建无烟粉煤为原料,采用腐植酸型煤黏结剂,制得腐植酸型煤。比较研究型煤和无烟煤在常压条件下的气化动力学和气化特性。运用等温热重法,在900~1 150℃进行水蒸气气化实验,测定了型煤和无烟煤的反应速率、转化率与时间的关系,考察了常压下温度和煤样对气化反应的影响。采用积分缩核模型对实验数据进行拟合关联,得到煤样水蒸气气化反应的动力学参数。结果表明,型煤的气化反应活化能(102.0 kJ/mol)低于福建无烟煤(122.5 kJ/mol)。950℃下型煤的化学反应性(80.0%)优于福建无烟煤(33.0%)。型煤较福建无烟煤表现出更好的化学反应性,可代替优质块煤用于工业固定床煤气化。
摘要:
用共振搅拌反应器研究了煤液化过程中溶剂的作用,结果表明,用大分子直链脂肪烃、单环苯系列化合物作溶剂,煤转化率较低。比较不同环数化合物作溶剂对应的煤转化率可得,单环苯系列< 两环萘系列<三环蒽、菲。使用芘溶剂和萘溶剂转化率相近;酚类化合物不适合作煤液化的溶剂;同系列物相比,煤转化率次序为,部分氢化芳香化合物作溶剂>带侧链的芳香化合物作溶剂>芳香化合物作溶剂>完全氢化芳香化合物(环烷烃)作溶剂。气氛对煤转化率的影响与所用溶剂的种类有关,用十氢萘和甲基萘做溶剂时,气氛的影响很小,使用四氢萘时,气氛的影响很大。
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对柳林3#镜煤吡啶抽提残煤(LLR)进行了13C CP/MAS NMR和XPS分析,结合元素分析和工业分析,构建了其大分子模型。LLR结构中芳香部分以蒽为主,脂肪结构主要以脂肪侧链的形式存在,氧原子分别以醚键、羟基和羰基形式存在,氮原子以吡咯和吡啶的形式存在。运用13C NMR预测软件ACD/CNMR predictor计算了大分子结构模型的13C化学位移。与实验13C NMR谱图相比较,对LLR的大分子结构模型进行了修正,获得了13C NMR计算谱能和实验谱图吻合较好的大分子结构模型。采用分子模拟对LLR化学结构模型进行能量优化,结果表明,大分子结构的能量按其大小排序主要为范德华能、键扭转能、键角能与键伸缩能。芳环之间的平行排列在该结构模型中占有很小的比例。最后通过添加周期性边界条件得到该煤的密度为1.22 g/cm3。量子化学半经验方法(PM 3)模拟结构表明,脂肪侧链中的C-C键较长,因而活性较高;边缘碳原子带有较多的负电荷,易于发生氧化反应;芳香碳原子所带电荷较少,稳定性很高。
摘要:
在自行设计的沉降炉内研究了燕麦秸秆燃烧灰中矿物质分布及沉积行为。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜能谱(SEM/EDS)及电子探针X射线显微(EPMA)对850℃下不同燃烧时间的沉积物进行分析,并结合化学热力学平衡计算,结果表明,燕麦秸秆燃烧的沉积物形成是碱金属挥发黏结作用使大小不同的燃料球团形成,内部伴随着氧化反应从而形成表面孔洞。钾长石是沉积物形成中起黏结和支撑作用的"骨架"的主要组成部分,在燕麦秸秆燃烧初始沉积中有重要作用。K、Al的分布密集而广泛,Na在一定程度上会促进K的活性,表面的部分碱金属逐渐挥发至气相,Fe、Ca、Mg等的相关化合物不断填充沉积物孔隙使其致密、硬化,最终各元素较均匀地分配。
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在热反应装置上考察了委内瑞拉合成原油减压渣油的供氢热转化与常规减黏裂化两种过程,利用显微镜观察了这两种反应体系的相态变化规律,研究了两种生成油的安定性并对两种残渣油的四组分组成进行了分析。结果表明,在反应温度为425℃时,随着反应时间的延长,采用显微镜能够清晰观察到无定型小体形成、长大及聚集的相态变化历程,两种过程残渣油的胶质与沥青质含量均呈下降趋势;相比常规减黏裂化,供氢热转化过程中供氢剂能够抑制无定型小体的长大、延缓相分离、抑制焦的形成、改善生成油安定性。
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以Bi-Pt/H-mordenite为催化剂,对甘油(GLY, Glycerol)选择性氧化制备二羟基丙酮(DHA, Dihydroxyacetone)进行了研究。采用BET对催化剂进行表征,结果表明,催化剂的比表面积对催化剂的反应性能影响较小。甘油的裂解是主要的副反应,而H-mordenite可以抑制甘油的裂解,提高DHA的选择性。最佳反应条件为温度353 K,反应时间2~4 h,空气流量20 mL/min,甘油(水-乙醇1:1混合溶液的质量分数为10%),催化剂为1%Bi-5%Pt/H-mordenite时,甘油的转化率为70.6%,DHA的选择性为61.0%。
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以淀粉为改性剂制备了淀粉改性的SiO2载体(SSi),经不同温度(T)焙烧处理后再负载活性铜组分(10%,质量分数),获得一系列铜基催化剂(Cu/SSi-T);采用TG、FT-IR、XRD、H2-TPR、SEM和氮气吸附等技术对载体和催化剂进行了表征,并考察了其对甲醇低温转化反应催化性能。结果显示,淀粉的存在可以减缓载体表面硅羟基的脱除速度;载体表面硅羟基有利于铜物种的分散,从而提高催化剂的活性。不同预处理温度能调变载体表面硅羟基浓度、比表面积和孔结构,并对催化剂上铜物种的晶粒大小及其催化性能有显著的影响。
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考察了ZrO2、Ru或Pt助剂对Co/Al2O3催化剂结构及浆态床费托合成反应性能的影响。实验结果表明,添加ZrO2助剂可阻止或降低难还原铝酸钴的形成、促进催化剂的还原、提高Co/Al2O3催化剂对费托合成反应的催化活性、降低甲烷选择性并提高C5+烃选择性。H2-TPR表征结果表明,少量Ru或Pt助剂均能降低Co-ZrO2/Al2O3催化剂中钴物种还原温度(Co3O4→CoO和CoO→Co0),提高催化剂的还原度,催化剂呈现出良好的CO加氢反应活性。此外,催化剂组分间浸渍次序对费托合成反应性能有重要影响,载体γ-Al2O3先浸渍Zr组分,可有效抑制难还原化合物形成;Co、Ru组分共浸渍加强了Co和Ru组分密切接触程度,更利于钴物种的还原;Co、Pt组分依次浸渍更利于活性组分的均匀分布,催化剂具有最佳的费托合成反应性能。
摘要:
采用低温氮气吸脱附、X射线衍射(XRD)、电镜(TEM)以及热重差热(TG-DSC)等手段,对不同反应时间下Cu/ZrO2催化剂的物理结构、微观形貌以及积炭情况进行了表征,分析了催化剂的失活原因。结果表明,造成催化剂失活的主要因素是活性组分烧结;其次,表面积炭覆盖其活性中心也造成催化剂活性在一定程度上的降低;而催化剂比表面积对其活性的影响较小。
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制备了Pd-SO42-/ZrO2-WO3型固体超强酸催化剂,并采用XRD、FT-IR、TPR、XPS、BET和TG-DTA等表征手段对催化剂进行了表征。以正戊烷异构化为探针反应,考察了Pd含量对催化剂异构化活性的影响。结果表明,Pd可以明显地降低催化剂的还原温度,提高催化剂中SO42-的分解温度,从而提高了催化剂热稳定性。当Pd质量分数为0.05%时,Pd-SO42-/ZrO2-WO3固体超强酸催化剂的催化活性最好。该催化剂在反应温度260℃、反应压力2.0 MPa、质量空速为1.0 h-1、氢油比为4.0时,异戊烷收率和液收率为40.1%和93.9%。
摘要:
分别以1,6-己二胺和1-乙基溴化吡啶为模板剂,采用静态晶化法合成了不同硅铝比的ZSM-22分子筛;采用XRD、XRF、N2物理吸附、SEM、NH3-TPD和Py-IR等手段对分子筛的结构和酸性进行了表征;采用浸渍法制备了0.5%Pd/ZSM-22双功能催化剂,对金属Pd的分散度用H2化学吸附进行表征,并在微型固定床反应器上考察了该催化剂对正癸烷加氢异构化反应的催化性能。结果表明,模板剂种类显著影响ZSM-22分子筛的结构和酸性,以DAH为模板剂合成的ZSM-22分子筛晶粒粒径小,异构化产物从分子筛孔道内扩散的程距更短,而且具有更高的B/L值和相对温和的酸性,在正癸烷加氢异构化反应中,金属位与分子筛的酸性位实现协同催化作用,具有更高的催化活性和异构化选择性。
摘要:
分别以某电厂失活和新鲜的烟气选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,模拟测试催化剂的脱硝效率,并采用扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱(SEM-EDX)、X荧光光谱(XRF)、X光电子能谱(XPS)、氮气吸脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)等手段对催化剂的微观结构和表面形态进行表征,探讨了SCR催化剂的失活机制。结果表明,380℃下失活催化剂的脱硝效率(35.0%)和比表面积(1.05 m2/g)明显低于新鲜催化剂(88.2%,72.50 m2/g)。与新鲜催化剂相比,失活催化剂中V5+的比例由17.4%升高到32.2%,并且表面出现了大量的Al2(SO4)3。另外,SEM和XRD结果表明,失活催化剂出现了烧结。催化剂表面V价态的改变、高温烧结和表面Al2(SO4)3相的大量生成是催化剂失活的主要原因。
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研究了烟气脱硫活性炭的微波再生特性。通过扫描电镜、N2吸附、元素分析、Boehm滴定表征微波再生对活性炭孔隙结构和表面化学性质的影响,分析微波再生对活性炭吸附烟气中SO2的影响规律。结果表明,微波再生功率越高,SO2再生曲线越窄,峰值浓度越高,有利于载硫活性炭的解吸和高浓度再生气的获取。微波再生对活性炭起到了活化作用,使活性炭的孔结构变狭长。随着微波再生功率的提高,活性炭的微孔比表面积、微孔孔容增加,酸性官能团含量上升,碱性官能团含量下降。100 W再生后,活性炭再生不完全,残留的H2SO4影响了活性炭的吸附,活性炭的SO2吸附性能下降。200、300、400 W工况下,活性炭的SO2吸附容量均得到提高,且随着再生功率的提高,活性炭的碱性官能团含量上升,微孔比表面积、微孔孔容增加,SO2吸附性能逐渐增强。
摘要:
采用共浸渍法制备了Mn/Ti-PILC和La掺杂的Mn-La/Ti-PILC(k为La和Mn物质的量比,k=0/1、1/4、1/12和1/20)四种催化剂。研究了La的掺杂对催化剂的低温脱硝效率的影响,同时通过BET、H2-TPR、NH3-TPD和XRD等方法对催化剂进行表征。结果表明,La的掺杂使催化剂的还原温度向低温方向迁移,氧化还原能力得到了提高,催化剂的表面酸量得到提高;La的掺杂有利于催化剂活性的提高,其中,Mn-La/Ti-PILC(k=1/12)催化剂的低温SCR的脱硝活性最高。
摘要:
采用浸渍法制备了一系列CoOx-CeOx/ZrO2催化剂,探讨了催化剂载体、Co含量、Co/Ce配比等对Co基催化剂催化氧化NO活性的影响及其机理。ZrO2负载的Co氧化物具有优良的低温NO催化氧化活性,铈的添加进一步提高了催化剂的低温活性。其促进机制主要是提高了催化剂吸附氧的能力及改善了Co在催化剂表面的分散。同时,掺杂铈使得催化剂抗SO2能力有一定增强,呈现出选择性毒化机制。
摘要:
采用水热法合成了MoS2加氢脱硫催化剂,用物理吸附、XRD、SEM、TEM等手段对催化剂进行表征,并以噻吩为模型化合物研究不同类型表面活性剂对合成MoS2催化剂活性的影响。结果表明,加入表面活性剂制备的催化剂颗粒疏松均匀,比表面积、孔容、孔径都较大,并且MoS2层状堆叠数目增加;所制催化剂在噻吩加氢脱硫反应中均显示出较好的催化活性,在573 K、4.0 MPa条件下,噻吩加氢脱硫的转化率均大于97.0%,加入阳离子表面活性剂的Mo-S-C催化活性最高,噻吩转化率可达到99.9%。MoS2催化剂的活性顺序为Mo-S-C>Mo-S-S>Mo-S-P>Mo-S-N。
摘要:
采用共沉淀法、浸渍法和沉积沉淀法制备了CeO2-Al2O3复合载体,比较了不同复合载体浸渍钴钼后的耐硫甲烷化催化性能,并优化了复合载体中CeO2的含量。结合N2物理吸附、XRD、H2-TPR等表征手段对复合载体及其负载的钴钼催化剂进行物相和结构分析发现,在Al2O3中添加CeO2可以明显提高合成气的耐硫甲烷化活性,其中,沉积沉淀法制备的25% CeO2-Al2O3复合载体负载钴钼后具有最佳催化活性。
摘要:
采用三种不同孔结构的二氧化硅材料为载体,应用沉积沉淀法制备担载型纳米金催化剂。以CO催化氧化为模型反应,并结合低温N2吸附脱附、X射线物相分析、X射线光电子能谱和透射电镜等技术考察三种二氧化硅载体对纳米金催化剂结构和性能的影响。结果表明,催化剂中金纳米颗粒与载体孔结构呈现出良好的对应关系,比表面积大、孔径小且分布均匀的二氧化硅制备的金催化剂颗粒粒径最小,CO氧化活性最高。在18 000 mL/(h·gcat)、v(CO)/v(O2)/v(Ar)=1/21/78的反应条件下,其CO完全转化温度为560 K。
摘要:
采用一步合成法制备了Al2O3负载Pt催化剂Pt/Al2O3,以甲醇催化燃烧作为目标反应研究了其催化性能,考察了还原剂浓度、表面活性剂用量、表面活性剂浓度和煅烧温度对Pt/Al2O3甲醇低温催化燃烧性能的影响。结果表明,当还原剂浓度为0.1 mol/L、表面活性剂(CTAB)用量为8.53 g/gcat.、表面活性剂浓度为0.1 mol/L、煅烧温度为600℃时,所得催化剂的活性最高,25℃下甲醇催化燃烧的转化率达到52%。而改进一步合成法制备的负载型催化剂Pt/Al2O3具有更高的甲醇催化燃烧活性,25℃下甲醇催化燃烧的转化率为84%。
