摘要: 采用量子化学理论计算与实验表征相结合的方法, 研究了高岭土对准东高碱煤煤灰熔融特性及其熔融过程中矿物质演变规律的影响, 并从矿物质微观结构特性角度阐述了高岭土对改变准东煤煤灰熔融特性的影响机制。结果表明, 准东高碱煤煤灰熔融温度随高岭土的添加呈现先快速升高后逐渐变缓的趋势, 当高岭土添加比例大于10%时, 其提高煤灰熔融温度的趋势变缓; 准东高碱煤添加高岭土后, 其在1 000-1200 ℃下的低熔融矿物钙长石、硬石膏等量明显减少, 1 200-1 300 ℃下有一定量的莫来石生成, 是其煤灰熔点升高的主要原因; 高岭石分子结构中的O (26)、O (22)、Si (6)、Si (8) 的反应活性较高, 能够与灰中的Fe2+ 等金属离子成键, 促使高岭石的铝氧键断裂。煤中的碱金属或碱土金属(Na或Ca) 氧化物中的的O2- , 作为亲核试剂, 与高岭石的Si (6) 和Si (8) 发生亲核反应, 使桥氧键S-O-Si断裂。
摘要: 根据煤灰中硅铝含量及硅铝比对煤灰进行分类研究, 构建了灰熔融点和黏度与组分关系的优化模型, 并对宽组分范围的煤灰熔点、黏度关系进行探讨。获得了更加精确的灰熔点预测模型, 全液相温度模型预测误差为±40 ℃, 实验值和预测值的标准误差为25 ℃。采用修正的Urbain模型和Roscoe模型相结合, 模型预测值和实验值吻合较好, 低黏度下对数黏度的预测值和实验值误差为±0.1;高黏度下黏度的预测值和实验值误差为±0.2。结果表明, 基于煤灰组分分类的拟合结果优于涵盖宽组分的模型。
摘要: 基于低阶煤温和液化-炭化耦合工艺, 主要研究了390-450 ℃液化温度条件下的产物分布特征, 分析了所得液相产物和半焦的性质。结果表明, 有机液相产率达23.44%-33.26%(干燥无灰基煤为基准), 半焦产率达49.56%-68.72%(干燥无灰基煤为基准); 所得液相产物水含量为1.30%-2.49%, 不含固体颗粒, 有机液相产物的正己烷可溶物含量达98.95%以上; 所得半焦碳含量高达87.87%-93.45%(干燥无灰基), 部分半焦产物具有强黏结性的特点, 并且黏结性与其沥青质含量相关。
摘要: 利用热裂解仪-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS) 对黄豆秆进行了两级热解。结果表明, 随着第一级热解温度(t 1 ) 的升高, 第一级热解产物总峰面积逐渐增大, 第二级热解产物总峰面积逐渐减小; 在第一级热解产物中, 酸类、酮类和呋喃类等源于纤维素和半纤维素的产物含量在t 1 为400和450 ℃时较高; 在t 1 为450和500 ℃的条件下, 第二级热解产物中烃类产物的含量高达20%以上。两级热解可以在第一级和第二级热解中分别获取不同的高含量产物, 如乙酸、糠醛、愈创木酚、甲苯和苯等, 实现生物质的选择性热解。
摘要: 通过离子交换法制备含2%Fe (质量分数) 的HZSM-5催化剂, 采用X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪以及比表面积及孔径分析仪对催化剂进行表征, 并在550 ℃下进行木屑的催化热解实验。对无催化剂和不同比例催化剂条件下得到的生物油进行GC-MS分析, 结果表明, 在Fe负载的HZSM-5作用下, 生物油产率明显升高(最大增幅7%), 轻质组分产率明显升高, 重质组分产率略微升高。同时, 轻质组分中的酮类、呋喃等含氧化合物含量降低, 酚类、酸含量升高; 重质组分中的酮类、呋喃类等含氧化合物含量明显降低, 酚类、萘类含量明显增多。Fe负载的HZSM-5催化剂对木屑的热解反应有较好的催化效果, 加强了对热解初始蒸汽的择形修饰, 从而抑制了生物质三组分木质素初始热解产物中的醌类等容易一次或二次结焦物质的生成, 孔道结构对蒸汽的二次反应被抑制, 产物向较小分子的轻质产物上富集。
摘要: 采用改进的Stöber方法, 可控制备出具有不同形貌的NiO@SiO2 核壳结构催化剂, 并在浆态床反应器(320 ℃) 上, 对其合成气低温甲烷化性能进行评价; 同时借助XRD、TEM、XPS和N2 物理吸附等方法对反应前后催化剂的物化性质进行了表征。研究表明, 实验制备的催化剂形貌规整、粒径均匀, 且具有较好的热稳定性。在相同的制备条件下, 核颗粒粒径增大, 其SiO2 壳层的厚度随之增加。在反应过程中, 部分催化剂的核壳结构遭到破坏并出现SiO2 空壳, 是CO与壳层内的Ni作用生成易迁移的Ni羰基化物种(Ni (CO)x
摘要: 以三苯基膦(PPh3 ) 为磷源, 以三正辛胺(TOA) 为液相反应体系, 采用溶剂热法制备了负载型Ni-P (x )/MCM-41催化剂(x 为初始P/Ni物质的量比), 并用X射线衍射(XRD)、N2 吸附比表面积测定(BET)、CO吸附、X射线光电子能谱(XPS) 和TEM对催化剂进行了结构表征。以含质量分数1%二苯并噻吩(DBT) 的十氢萘溶液为原料, 在连续固定床反应装置上, 研究了初始P/Ni物质的量比对加氢脱硫(HDS) 性能的影响。结果表明, 在初始P/Ni物质的量比为0.5时, 生成的磷化镍物相为以Ni12 P5 为主, 含有少量Ni2 P的混合相; 初始P/Ni物质的量比大于0.5时, 可得到纯Ni2 P相, 且随着P/Ni物质的量比的提高, Ni2 P晶粒粒径减小, 分散度提高。在反应温度613 K, 压力3.0 MPa, H2 /oil体积比500, 质量空速2.0 h-1 时, Ni-P (6)/MCM-41和Ni-P (10)/MCM-41催化剂的DBT转化率接近100%。
摘要: 以γ -Al2 O3 为载体, 制备了一系列不同NiO负载量的NiMo/γ -Al2 O3 催化剂, 利用XRD、27 Al-MAS NMR、Py-FTIR和HRTEM等技术对其进行了表征; 在高压微反装置对该系列催化剂的加氢脱硫性能进行了评价, 研究了助剂Ni与载体γ -Al2 O3 中不饱和铝间的相互作用及其对催化剂活性相结构形貌和催化活性的影响。结果表明, 助剂Ni优先作用于γ -Al2 O3 表面的四配位不饱和铝原子位置; 随着NiO负载量的增加, 硫化态NiMo/γ -Al2 O3 催化剂中MoS2 活性相的长度变短、堆垛层数增加。Ni的引入能明显提高NiMo/γ -Al2 O3 催化剂的加氢脱硫活性, 但其加氢选择性则有所降低。
摘要: 以γ -Al2 O3 为载体, 采用等体积浸渍法制备了五种金属原子比相同而金属负载量不同的Ni-W基催化剂。通过X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、程序升温脱附(NH3 -TPD)、氮气吸附、高分辨透射电镜(HRTEM) 等技术对催化剂进行了表征。在固定床反应器中, 以中低温煤焦油为原料, 考察了催化剂的加氢脱氮(HDN) 和加氢脱硫(HDS) 性能。结果表明, 当Ni/W原子比为0.786时, 负载金属后, 催化剂的总酸量减少, 且以中强酸为主。随着金属负载量的增加, 催化剂的硫化程度逐渐增加, HDN活性先增加后降低, 当WO3 负载量为24%时达到最优值, 而HDS活性逐渐增强。
摘要: 采用分步浸渍法制备了一系列NiMoP/γ -Al2 O3 催化剂, 并用电感耦合等离子体光谱、N2 吸附脱附、透射电镜、H2 程序升温还原等技术对NiMoP/γ -Al2 O3 催化剂进行了表征。在固定床反应器中, 进行了模型化合物的加氢实验, 确定了催化剂活性组分Ni的最佳含量(4%, 质量分数), 将最佳Ni含量的催化剂用于实际的煤焦油加氢研究, 并对比分析了酚油的切除对加氢效果的影响, 结果表明, 酚油的切除可以促进S、N原子的脱除以及芳烃的饱和。
摘要: 用浸渍法制备了不同钐含量的Ni-Smx 2 -TPR、TG-DTA、XPS和TEM等技术对反应前后催化剂进行表征。结果表明, 加入钐后, 重整反应中甲烷和二氧化碳转化率明显提高。当钐含量为5%时, Ni-Sm5 /SiC表现出最好的活性和稳定性, 而且反应后催化剂表面积炭量最少。其原因是钐的加入提高了活性组分与载体的相互作用, 有效减少了表面积炭、提高了催化剂的稳定性。
陈领鹏 ,
田志鹏 ,
吕微 ,
司展 ,
刘琪英 ,
定明月 ,
陈伦刚 ,
马隆龙 ,
张琦 ,
王铁军 ,
王晨光
2016, 44(5): 597-606.
摘要: 以水滑石为载体, 采用离子交换法制备了Pt-SnE /Mg (Al) O催化剂, 并对其进行了X射线衍射、N2 物理吸附、透射电镜等技术表征; 考察了该离子交换法制备的Pt-SnE /Mg (Al) O催化剂对乙烷和丙烷脱氢的催化性能, 并与浸渍法制备的Pt-SnI /Mg (Al) O催化剂进行了比较。结果表明, 利用离子交换法制备的Pt-SnE /Mg (Al) O催化剂其反应活性和稳定性明显优于浸渍法制备Pt-SnI /Mg (Al) O催化剂的。在相同条件下反应2 h后, Pt-SnE /Mg (Al) O催化剂和Pt-SnI /Mg (Al) O催化剂的乙烷催化脱氢转化率分别为12.2%和3.1%, 丙烷催化脱氢转化率分别为38.7%和26.4%。
摘要: A flower like Pd layer was synthesized through galvanic displacement reaction on Ni-YSZ (yttria stabilized zirconia) anode at room temperature. The morphology of as prepared Pd catalyst was characterized by various techniques. It was shown that three dimensional Pd nanoflowers were formed via nanorods on the Ni-YSZ anode. With Pd nanoflowers as a functional layer of the Ni-YSZ anode, the cell exhibited much higher peak power density and better operation stability in ethanol than that made with conventional Ni-YSZ anode. This study demonstrated that galvanic displacement reaction is a promising way to prepare nanostructured metal catalyst as a result of depressing the carbon deposition in Ni-based anode and improving its output in alcohol fuels.
摘要: 采用乙二醇还原法, 利用不同金属前驱体(CuSO4 / CuCl2 、K2 PtCl4 / H2 PtCl6 ) 制备了铂铜总质量分数为20%的四种PtCu/C催化剂, 并通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV) 和线性扫描伏安法(LSV) 对催化剂进行物相结构表征及电化学性能测试。结果表明, 以CuSO4 和K2 PtCl4 为前驱体组合制备出的PtCu/C催化剂性能最优。所制备的PtCu/C催化剂金属颗粒平均粒径为2.3 nm, 粒径范围窄, 在碳载体上负载均匀; 电化学活性面积(ECSA) 达到73.0 m2 /gPt , 质量比活性(MA) 为126.65 mA/mgPt , 均优于商业Pt/C催化剂。
摘要: 利用Fe3+ /Fe2+ 电对的相互转化原理, 在水热反应釜中用Fe3+ 氧化煤浆得到Fe2+ , 将Fe2+ 在电解槽中电解氧化, 在阴极产生氢气, 从而通过两步反应形成一个新的煤浆电氧化制氢工艺。进行了九次水热-电解循环实验, 在恒电压(1 V) 条件下, 测试了电解反应的电流密度和累积电量的数据, 并对循环实验前期、中期、后期的三个阶段煤样品进行了扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、热重(TG)、红外光谱(FT-IR) 等表征分析。研究表明, 相对于通常煤浆电氧化制氢工艺, 这种"两步法"煤浆制氢新工艺具有更高的反应速率, 初始电流密度约为60 mA/cm2 , 而传统的"一步法"煤浆制氢工艺初始电流密度均不超过10 mA/cm2 。表征分析结果很好地反映了煤颗粒在这种制氢工艺过程中的形态、结构、成分的变化, 从而解释了在新的煤浆氧化制氢工艺中的Fe3+ /Fe2+ 转化的反应机理。
摘要: 采用不同质量分数的NH4 NO3 和(NH4 )2 S2 O8 溶液作为电解液, 对双室微生物燃料电池的阳极炭布进行改性。以餐厨废水作为阳极底物, 以K3 [Fe (CN)6 ]和NaCl混合溶液为阴极液, 考察不同电解液改性阳极条件下微生物燃料电池的产电性能及污水处理效果。结果表明, 采用NH4 NO3 或(NH4 )2 S2 O8 改性炭布作为阳极的微生物燃料电池的发电性能和水处理效果均有改善。其中, 采用质量分数为4%的(NH4 )2 S2 O8 溶液作为阳极改性电解液时, 微生物燃料电池系统的产电性能达到最佳, 其稳态电流密度约为60 mA/m2 , COD去除率约为42.5%。
摘要: 利用H4 EDTA-NaOH共处理的方法制备了具有不同孔径分布的多级微-介孔NaY分子筛。运用XRD、N2 吸附、SEM、TEM对其结构进行了表征。采用频率响应(FR) 和智能重量分析仪(IGA) 技术研究了苯在改性后的多级孔NaY分子筛及微孔NaY分子筛上的吸附和传质性能。结果表明, 适当的酸碱处理不会改变分子筛的晶体结构, 但可调变NaY分子筛的精细结构; 介孔的引入降低了分子在孔道中的扩散阻力, 较大的孔径和较好的孔道贯通性有利于扩散和吸附中心的可接近性; 对于微孔NaY分子筛, 苯在分子筛上的吸附过程为其传质过程的速控步骤, 对于酸碱处理的多级孔NaY分子筛, 分子筛颗粒中微/介孔内的扩散过程及分子筛微-介孔孔道间的分子交换过程是传质过程的速控步骤。
