留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2021年  第49卷  第11期

显示方式:
2021-11期目录
2021, 49(11): 1-10.
摘要:
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。
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。
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。
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 C5+ selectivity for FTS.
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.
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的认识,并对CO2加氢转化利用的未来发展进行了展望。
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。
摘要:
前期研究表明Fe-Ag/Al2O3/CM催化剂具有较好的选择催化还原脱硝与抗水抗硫性能。为此,本文考察了制备工艺对其丙烯选择性催化还原脱硝性能的影响。先后选取了3种活性组分负载方式,即物理研磨法、直接浸渍法和溶胶-凝胶-浸渍法。结果发现,三组催化剂都具有很好的抗H2O和SO2的能力,但就最大脱硝效率而言,溶胶-凝胶-浸渍法(100%)优于物理研磨法(62%)和直接浸渍法(58%)。多种表征测试结果表明,影响催化剂性能的主要影响因素为比表面积和铁银之间的相互作用。对于溶胶-凝胶-浸渍法制得的催化剂样品,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和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Fe和Ag以氧化物形态(Ag2O和Fe3O4)和少许的单质Ag形式存在,两种金属相互作用弱、还原性差。对于直接浸渍法,由于缺少第二载体Al2O3的分散作用,Fe和Ag以各自氧化物呈方块晶体在催化剂表面团聚,比表面积最小,催化活性最低。
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。
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、炭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、炭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,该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。
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,说明大柳塔煤焦的炭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。
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。
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。
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。
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。
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%。
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%。
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)。
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%。