摘要: 利用XANES技术研究了酸处理对义马煤的比表面积、体相及表面硫形态分布和热解过程中硫变迁行为的影响。结果表明，由于酸处理过程中部分镶嵌于有机质中的矿物质被脱除导致部分闭合孔打开，煤的比表面积有所增大。HCl-HF和HCl-HF-HNO3 处理脱除了煤中大部分矿物质和无机硫，由于HNO3 的强氧化性，YMN中亚砜和砜硫化物的相对含量均高于YMR和YMD。相比煤样体相，酸处理过程对表面形态硫的分布产生了更为明显的影响。酸处理煤样热解含硫气体释放量减少，但由于大部分碱性矿物质的脱除和煤中易分解形态硫相对含量的增加，含硫气体释放率增加。不同形态硫之间的内部转化使得酸处理煤焦中主要形态硫的分布更为均匀。通过HCl-HF-HNO3 处理可以有效地脱除煤中矿物质及无机硫，并改变煤中形态硫分布，从而为高灰分、富含黄铁矿的高硫煤的利用提供指导。
摘要: 选取山西晋城煤研究煤粉中硫存在形态、分布规律及其对煤灰熔融性的影响。采用浮沉法将煤粉分选成 < 1.6、1.6-1.7、1.7-2.0和>2.0 g/cm3 四个密度级别子样，分析各子样的硫含量、赋存形态及分布规律；测定了不同密度子样煤灰熔融性，并将>2.0 g/cm3 密度级别子样加热到450、815、1000和1300℃，研究煤粉中硫受热挥发及其对灰熔融温度的影响规律，并通过XRD和XRF分析进行机理研究。结果表明，晋城煤粉中硫在各密度子样中分布不均匀，在>2.0 g/cm3 密度级中含量最高；随密度提高，各子样中有机硫含量快速下降，而硫酸盐硫、硫铁矿硫含量均显著上升。随灰化温度提高，原煤及各密度级别子样硫含量均下降，其中，450℃挥发87%，1300℃基本挥发完全。不同密度子样熔融温度不同，>2.0 g/cm3 样品灰熔融温度最低；随灰化温度提高煤灰熔融温度升高。机理研究表明，不同密度子样灰熔融温度发生分化主要是其化学组成不同造成的，而>2.0 g/cm3 子样熔融温度随灰化温度变化规律主要是灰中残留SO3 造成的。
摘要: 基于煤炭地下气化过程中石灰岩可能影响煤焦的组成和结构，借助煤炭地下气化模拟实验系统对不同石灰岩掺量（质量分数为0-30%）的褐煤进行水蒸气气化，并采用低温N2 吸附-脱附、XRD和FT-IR等分析手段研究石灰岩对褐煤模拟地下气化残焦的组成、比表面积及孔结构特征、微晶结构和表面官能团等物理化学性质的影响。结果表明，石灰岩对煤焦的元素组成有较大影响。石灰岩可促使煤焦中的微孔向中孔发育，增大煤焦的比表面积和孔容积；当石灰岩掺量从0增加到30%时，煤焦的比表面积增大21.91%，介孔率增加21.49个百分点。XRD分析表明，钙的存在破坏煤焦的芳香结构，使煤焦无序化程度增加，晶面间距（d 002 ）增大，抑制煤焦的石墨化发展倾向。FT-IR分析表明，石灰岩存在下，煤焦的羟基官能团减少。
摘要: 基于密度泛函理论研究了钠对焦炭非均相还原NO的微观作用机理。计算结果表明，Na原子可以在焦炭边缘游离，最倾向于吸附在焦炭边缘穴位，释放出174.2 kJ/mol的能量。波函数分析显示，Na原子以强静电吸引的方式与边缘碳原子结合，电子由Na转移到焦炭上。NO以O临近Na原子的方式吸附在焦炭边缘最稳定。Na促进第一个NO分子的吸附，但对第二个NO分子的吸附影响不大。内禀反应坐标计算与Mayer键级分析表明非均相还原通道中Na与O之间经历"结合-分离"，通过"氧化-还原"的方式影响反应的进行。N2 分子的化学解吸附步是非均相还原的速控步。采用正则变分过渡态理论进行动力学分析，发现Na对速控步的活化能影响不大，但会增加焦炭上活性位点的数量，加快反应的进行。
摘要: 采用核磁（NMR）、小角散射分析（SAXS）、X射线光电子能谱（XPS）、改进的B-L法等手段，研究了煤基C7-沥青质（CT-asp）和石油基C7-沥青质（M-asp）两类沥青质的化学组成、官能团和分子结构等组成结构特征以及差异性，进而通过极性溶剂中沥青质稳定参数研究两类沥青质的缔合行为和聚集体尺寸以及两者之间的氢键和酸碱作用。结果表明，CT-asp分子芳香环数较少且有较多短烷基侧链，且芳香度较高，较高含量氧杂原子以芳香醚和酚羟基赋存形态为主；而M-asp的芳香核尺寸和平均相对分子质量明显高于CT-asp，芳香环数虽较多且有较多长烷基支链，且芳香度较小；两类沥青质缔合聚集程度关联物质的量比（n CT-asp /n M-asp ）及其分子结构特征，源于杂原子官能团的氢键和酸碱作用是两类沥青质缔合的主要作用力。
摘要: 为深入了解高硫石油焦在工业应用高温工况下的热解过程以及硫的析出特性，本研究采用高温固定床对青岛高硫石油焦进行了高温（900-1500℃）热解实验，考察了高温热解下热解气体释放规律，热解过程中焦的物理孔隙结构以及化学特性的演变，并对热解过程中硫的析出与演变特性进行了研究。结果表明，随着热解温度的升高，石油焦热解气中的H2 含量逐渐增加，CO含量变化不大，CH4 与CO2 含量则逐渐下降；热解焦的比表面积与平均孔隙均随热解温度的升高有所增加，颗粒的表面形态则受温度影响较小；热解温度的升高会降低石油焦中含有的非定型碳比例，提高其微晶结构的有序性以及石墨化程度；热解焦的气化活性随热解温度的升高先降低后升高，在1100℃附近有最小值；1500℃高硫石油焦硫元素析出率达81.34%，仅少量硫醇类有机硫和噻吩环内的硫元素得以残存。
摘要: 基于密度泛函理论和过渡态理论，在分子水平上对焦炭异相还原NO以及碱金属钠的作用机理进行探究。结合单点能的零点能校正以及过渡态的虚频验证，发现钠能够有效促进焦炭对于第一个NO分子的吸附。尽管钠不能改变反应步骤，但可将焦炭异相还原NO决速步的活化能由121.04 kJ/mol降至100.62 kJ/mol；钠的存在使焦炭异相还原NO的指前因子增大且反应速率加快，增加了焦炭边缘的活性位点，强化了焦炭对于NO的异相还原性能。
摘要: 通过水热溶剂法合成有机骨架结构材料ZIF-8，以其为前驱体调变焙烧温度制备ZnO纳米粒子。采用XRD、TEM、XPS、Raman等表征研究ZnO的组成结构及晶粒粒径形态变化；将ZnO与HZSM-5耦合形成双功能催化剂，考察其在合成气转化中的催化活性。结果表明，焙烧温度对ZnO的颗粒粒径结构影响较大，温度影响晶粒的形成速率，提高温度会促进ZnO的聚集；ZIF-8衍生ZnO通过调变温度影响ZnO晶粒粒径，起到改变产物分布的作用。当焙烧温度≤ 450℃时，以碳包覆ZnO纳米粒子结构存在，ZnO晶粒粒径小于20 nm，含碳ZnO耦合HZSM-5催化剂的产物以二甲醚为主；当温度≥ 500℃，以纯相ZnO存在，ZnO晶粒粒径皆大于20 nm，ZnO耦合HZSM-5催化剂的产物以烃类为主。ZnO与HZSM-5的耦合方式对双功能催化剂的产物选择性有显著影响。
摘要: The catalytic performance of zeolites in industry can often be enhanced by modification with transition metals and Ni is one of the most widely used transition metals for the hydrogenation and dehydrogenation catalysts. In this work, the structure and acid properties of Ni-modified HAl-ZSM-12 zeolites were investigated by the dispersion corrected periodic density functional theory. The results indicate that single Ni atoms can reduce the H atoms in the zeolites into H2 molecule, whereas the Ni clusters like Ni2 cannot. The quantity of Brønsted acid sites may decrease after the modification with single Ni atoms; the Ni atoms in the zeolites are oxidized and work as strong Lewis acid sites, which may weaken the Lewis acidity of Al3+ . After modification with Ni, the Ni-modified ZSM-12 displays greater ability to adsorb hydrogen molecules. The adsorbed hydrogen molecules are dissociated to negatively charged H atoms, which do not function as Brønsted acid sites. Due to the transfer of electron from the Ni atoms to the pre-adsorbed H atoms, as revealed by the adsorption energy of NH3 , the pre-adsorption of hydrogen on the Ni-modified ZSM-12 zeolites can enhance the Lewis acidity.
摘要: 分子筛催化甲醇制烯烃反应（MTO）是典型的扩散主导反应过程，运用频率响应技术系统研究了几种典型产物分子（乙烯/乙烷、丙烯/丙烷、苯）在HZSM-5分子筛上的扩散行为。结果表明，频率响应法成功辨析了不同产物分子的传质规律，证实C2和C3烃分子在HZSM-5微孔孔道内具有相近的扩散速率，但由于受晶体表面阻碍效应影响不同，乙烷分子可自由进出HZSM-5分子筛孔道，而丙烷分子则受到较显著的微孔孔道扩散限制。另外，苯分子的扩散速率显著小于C2和C3分子，且苯分子受晶体表面阻抗效应的影响较小。本研究结果可用于解释HZSM-5分子筛在MTO反应中产物选择性的特点及表面结焦原因，进而从传质角度为高活性、选择性以及稳定性的高效甲醇转化制烃催化剂的定向开发提供理论指导。
摘要: 采用湿浸渍法制备了碳化硅负载的氧化铜（CuO/SiC）催化剂，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等对其进行了表征，在模拟烟气条件下研究了该催化剂对低温NH3 选择性催化还原NOx 2 对其催化活性略有抑制；研究发现，NO还原反应发生在被吸附的氨与气相的NO或弱吸附的NO之间。所制备的CuO/SiC催化剂为实际的工业应用提供了新的选择。
摘要: 采用浸渍法制备了系列铜锰复合氧化物分子筛催化剂（Cu-Mn/SAPO-34），在固定床反应器上考察不同Cu/Mn质量比对分子筛催化剂选择催化还原NO的影响，利用XRD、NH3 -TPD、H2 -TPR、XPS等手段对催化剂进行了表征分析。结果表明，双金属改性的Cu-Mn/SAPO-34催化剂在NH3 -SCR反应中表现出较为优异的催化活性，具有较宽的活性温度窗口。当Cu/Mn质量比为1：4时，催化剂具有最宽的活性温度窗口，NOx 2+ 向Cu+ 的转变，增加了高价态Mn4+ 和Mn3+ 的比例，有利于提高低温活性，促进催化反应的进行。Cu-Mn/SAPO-34/1：4具备丰富的酸性位、良好的氧化还原性能和抗SO2 /H2 O性能，该配比有助于催化剂的催化活性和稳定性的提高。
摘要: 为了研究La0.7 Sr0.3 CoO3-δ 钙钛矿催化剂对碳黑的催化氧化过程，本研究通过研究催化剂和碳黑的两种不同接触方式，即紧密接触与松散接触，讨论了其对碳黑催化氧化过程的影响。结果表明，与松散接触和无催化剂接触条件相比，紧密接触条件下碳黑的t ig （起燃温度）分别下降了89.5和157.4℃，同时随着催化剂/碳黑的比例增加，碳黑氧化的t ig 、t m （最大转化温度）、t f （燃净温度）均向低温区域移动，表明该催化剂对碳黑有着良好的催化氧化性能。
摘要: 采用共沉淀法制备了TiO2 、TiZr和TiSn载体，浸渍锰制备了10% MnO2 的MnTi、MnTiZr和MnTiSn催化剂。采用BET、XRD、H2 -TPR、FT-IR和XPS等对样品进行表征，并对三种催化剂进行固定床脱汞性能实验。结果表明，在100-300℃，MnTiZr和MnTiSn催化剂脱汞性能均优于MnTi催化剂，这归因于Sn和Zr的引入提升了催化剂比表面积和低温氧化还原性能，增加了催化剂表面的酸性位点数量、高价态锰离子和O* 含量；在反应温度为150-300℃，MnTiSn催化剂脱汞效率均高于MnTiZr催化剂，这是由于前者具有更好的氧化还原性能，表面具有更多含量的高价态锰离子、O* 含量和酸性位点数量；在Hg0 脱除过程中，催化剂表面活性组分如高价态锰离子和O* 均消耗，参与了Hg0 氧化为Hg2+ 的反应，且MnTiSn催化剂表面活性组分的消耗量更多。
摘要: 采用色谱法与热重（TG）法，测量了正己烷、甲苯和乙酸乙酯在活性炭、5A、NaY、13X、ZSM-5（SiO2 /Al2 O3 =27、300）、Hβ以及MCM-41等吸附剂上不同温度下的吸脱附行为，并基于反相气相色谱法测得的数据，计算了其吸附热力学参数ΔH 、ΔS 和ΔG ，分析了上述VOCs分子与吸附剂之间的作用机制，并借助FT-IR验证了吸附质在分子筛表面的吸附机制。结果表明，上述吸附过程存在物理吸附和化学吸附两种方式，其中，物理吸附的作用力大小与吸附剂的孔径分布和分子直径相关，而化学吸附的作用力大小依赖于分子筛硅铝比和Ca2+ 、Na+ 、H+ 等阳离子及吸附质分子的偶极矩，且强的化学吸附使得部分吸附质分子的脱附温度高于200℃。
摘要: 通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、N2 吸附分析仪及Boehm滴定法获得ZnCl2 、KOH和HNO3 化学处理对高纯多壁碳纳米管的结构和表面含氧官能团的影响，通过批处理实验考察吸附条件（吸附时间、初始浓度、温度）对处理前后的碳纳米管吸附苯酚行为的影响，并采用准一级、准二级、Evolich动力学模型和热力学方程拟合其吸附数据，分析其动力学行为、热力学行为和吸附机理。结果表明，虽然ZnCl2 、KOH和HNO3 化学处理法均未对碳纳米管BET比表面积产生显著影响，但会影响其表面化学性质（即，对于ZnCl2 和KOH化学处理降低表面羧基、内酯基含量和增大碱性官能团量，而对于HNO3 化学处理可以增大表面羧基、内酯基含量，而碱性官能团略有增加）；改性处理影响碳纳米管去除苯酚效率：由于ZnCl2 和KOH改性处理降低碳纳米管表面羧基量，故其提高了苯酚去除率，而HNO3 处理则略减小碳纳米管的苯酚去除率，可能是由于碳纳米管结构和表面化学性质共同影响所致；碳纳米管的苯酚去除率均随苯酚溶液初始浓度的增大而减小；高温不利于吸附；热力学研究发现碳纳米管吸附苯酚过程是自发的和放热的，属于物理吸附；动力学研究表明，吸附过程符合准二级动力学方程。通过ZnCl2 和KOH化学处理，可以显著提高碳纳米管对苯酚的吸附性能。
