摘要: 深入了解生物质的热解、燃烧特性以及碱金属的生成特性是生物质清洁高效利用的理论基础。传统的测量手段由于测量精度低以及时间滞后等问题，对于生物质热反应过程认识存在不足。激光诱导荧光（LIF）技术具有非接触、实时在线、高空间分辨率、连续性等优点，其用于生物质热反应过程的研究报道越来越多。本研究主要综述了近年来LIF技术在生物质热解过程、燃烧过程及燃烧过程中碱金属释放特性的应用进展，分析了不同反应条件下生物质热解过程中挥发分的生成演化行为及其形成机理，阐述了生物质燃烧过程中火焰结构信息及碱金属的释放迁移转化特性，提出了当前研究存在的一定不足及未来研究方向。
摘要: CO2 作为主要的温室气体，对全球生态系统造成了巨大影响。生物炭因其原料来源广泛、制备成本低廉等原因，被认为是一种具有成本效益的CO2 吸附剂，但原始生物炭的结构特性和表面化学性质较差，所以需要对其理化性质进行调整。本综述从生物炭的理化性质出发，对生物炭的制备及改性方法进行了系统的分析，并在前人研究的基础上，对生物炭吸附CO2 的机理进行了总结。着重分析了改性过程中生物炭孔隙结构和表面化学性质等的变化对其CO2 吸附性能的影响。此外，还探讨了生物炭作为CO2 吸附剂在大规模CO2 捕集中可能存在的问题，以及未来研究的主要方向，旨在为改性生物炭CO2 吸附剂的制备及应用提供理论依据。
摘要: 将CO2 还原为能源燃料是缓解能源危机和温室效应的一种有效途径。近年来，世界各国学者针对CO2 的光/电催化还原技术开展了广泛的研究，但光/电催化还原CO2 仍然存在可见光响应能力低、光生电子和空穴的复合率高、CO2 的吸附量小、产物的选择性差等问题，制约了该领域的快速发展。离子液体（ILs）作为一种新型绿色溶剂，热稳定性高，对CO2 吸附性强，在光/电催化还原CO2 反应中既可用作反应介质，又可起到助催化作用，因此，研究广泛。本研究对近年来离子液体（ILs）在光/电催化还原CO2 中的研究现状和作用进行分析和综述，并对离子液体（ILs）在该领域的发展前景进行展望。
摘要: 储氢密度高(19.6%)的氨硼烷(AB)是一种很有前途的化学储氢材料，室温下通过催化水解可释放3 mol当量的氢气。氨硼烷在水中放氢速率缓慢，需要开发高活性金属纳米催化剂来加速其水解制氢过程。本研究从氨硼烷结构中特殊的双氢键入手, 总结了氨硼烷的合成、表征方法以及水解催化制氢的机理。综述了调节催化剂的物质的量比、改变纳米粒子结构以及增大催化剂比表面积对氨硼烷释氢性能的影响，并对氨硼烷的研究前景进行了展望。
摘要: 焦油污染物的洁净转化是影响生物质气化技术大规模应用的关键问题之一，粗合成气非催化重整可以将焦油组分转化为CO和H2 ，消除焦油的同时增加合成气的产量。本实验以热力学计算为基础，主要研究生物质气化粗合成气高温热重整的热力学、动力学行为以及反应机理。研究表明，重整反应温度、O2 /粗合成气比（O/G）是影响重整过程的关键因素。C2 H2 作为CH4 、C2 H4 、C6 H6 转化的中间产物，在反应初期逐渐累积。到反应后期，在·O、·OH、·HCO的作用下，C2 H2 逐步转化为CO和·CH2 、·CH3 、·C2 H3 。升高重整反应温度可大幅缩短焦油组分完全转化所需要的时间。重整温度1300 ℃、O/G比为0.16，停留时间1.5 s时，合成气的干基含量为81.07%，焦油组分转化率可达99.60%。
摘要: 在管式炉反应器中，对纤维素（CE）与高密度聚乙烯（HDPE）进行了慢速共热解和快速共热解的研究，考察了升温速率和混合比例对CE与HDPE共热解的影响。结果表明，CE与HDPE慢速共热解可以提高液态产率，并降低气态产率和焦炭产率。在CE与HDPE比为1∶3时，慢速共热解相互作用最强烈，此时液态产率为95.4%，与计算值相比，增加了9.8%；而快速共热解降低液态产率，同时提高气态产率。在CE与HDPE比为3∶1时，快速共热解相互作用最强烈，此时液态产率与气态产率分别为49.3%和42.8%，与计算值相比，液态产率降低了14.5%，而气态产率提高了14.1%。热解油分析结果表明，CE与HDPE共热解存在协同效应，CE与HDPE共热解有利于降低液态产物的含氧量，提高焦油的质量。
摘要: 生活干垃圾的主要有机组分为聚氯乙烯 (PVC)等多聚类废弃物和木质纤维素，为了阐明其热解特性和Cl的迁移规律，本实验研究了PVC与木质纤维三组分(纤维素、半纤维素和木质素)共热解过程的相互作用及氯化物释放特性。结果表明，在脱氯化氢阶段，PVC与三组分之间存在正协同作用，PVC能够加速三组分的热解；共热解过程中Cl主要以HCl和CH3 Cl的形态释放，其次是氯苯。纤维素与PVC共热解过程中，HCl作为酸性催化剂促进生成了更多的芳香烃。纤维素与PVC共热解过程中，HCl作为酸性催化剂促进生成了更多的芳香烃；PVC与半纤维素共热解时，半纤维素生成的乙酸降低了HCl释放的起始温度，25–30 ℃；与纤维素和半纤维素相比，木质素对HCl释放的抑制作用最大。木质素增强了PVC化学键C−Cl断裂, 减少HCl但促进了CH3 Cl释放。三组分促进了PVC的热裂解反应，降低了脱氯化氢阶段的反应活化能，混合物热解平均活化能比纯PVC分别降低了25.88%–48.73%，36.46%–43.73%，44.88%–72.83%。
摘要: 在固定床上进行了不同温度下（300–700 ℃）青霉素菌渣的热解实验，研究了不同热解温度下三相产物的产率及氮的形态和分布。采用反应分子动力学模拟的方法研究了菌渣中含有的氨基酸（天冬氨酸、组氨酸和谷氨酸）和2, 5-哌嗪二酮（DKP）的热解反应机理。结果表明，随着温度的升高，热解气产率增加，热解焦产率减少，热解油的产率先增加后减少，在500 ℃达到最大为42.3%。产物中氮含量随温度的变化与产率变化趋势一致。相较于H2 和烃类气体，CO2 和CO更容易在低温下生成。酰胺是热解油中的主要含氮化合物，随着热解温度的升高，其占比逐渐下降。氨基酸的脱氨反应是NH3 的主要来源，氨基酸分子间发生脱水环化生成DKP类化合物。DKP热解生成NH3 、HCN、HNCO等气体和R-NH、R-NH-R自由基，含氮自由基通过与其他自由基结合或发生环化生成酰胺、酮等化合物存在于热解油和热解焦中。
摘要: 通过尿素均匀沉淀法合成了一系列具有不同Cu/Co物质的量比的Cux 3–x Al类水滑石催化剂，并将其用于糠醛(FAL)直接加氢-氢解制备1,5-戊二醇(1,5-PeD)。研究结果表明，Cu/Co物质的量比对催化剂的织构性质及其催化性能具有显著的影响。当Cu/Co物质的量比为1∶29(Cu0.1 Co2.9 Al)时，催化剂表现出优异的催化性能，在140 ℃，4 MPa H2 条件下反应6 h，糠醛的转化率为100%，戊二醇的收率为51.1%，其中，1,5-戊二醇的收率为41.1%。采用程序升温还原(H2 -TPR)、程序升温脱附(H2 -TPD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等表征技术证实，Cu0.1 Co2.9 Al催化剂具有高活性的原因在于其表面具有最高含量的Cu0 和CoOx 0 用于吸附和活化H2 ，CoOx
摘要: 通过原位红外和H2 -TPD表征，比较研究了由共沉淀法(CMLZ-CP)、溶胶凝胶法(CMLZ-S)、水热法(CMLZ-H)制备的Cu-Mn-La-Zr催化剂上二氧化碳加氢制甲醇的反应历程。结果表明，催化剂表面羟基对二氧化碳加氢制甲醇反应有一定的促进作用，并且催化剂上的二氧化碳加氢反应均遵循甲酸盐(HCOO* )和羧酸盐(COOH* )路径。CMLZ-CP和CMLZ-H催化剂更倾向于羧酸盐路径，而CMLZ-S催化剂更倾向于甲酸盐路径。CMLZ-CP催化剂有最强的H2 活化能力，从而表现出最高的CO2 转化率和甲醇产率，而CMLZ-H催化剂有更高的中强碱性位点和氧缺陷占比，使得中间物种更倾向于加氢合成甲醇，从而表现出最高的甲醇选择性。
摘要: 本研究通过对羟基磷灰石(HAP)的形貌调控，得到表面Ca、O、P分布不同的纳米棒状、片状和线状的HAP载体，负载1.25%的活性组分镍后，得到Ni/HAP-R、Ni/HAP-S和Ni/HAP-W催化剂进行甲烷干重整性能研究。其中，Ni/HAP-R催化剂表现出最优的活性和抗积炭性能。利用XRD、氮吸附-脱附、FT-IR、XPS及CO2 -TPD，对催化剂晶相结构、电子性质及表面酸碱性进行表征，证实棒状HAP具有最高的比表面积，有利于Ni的分散锚定，因此，活性最佳。且棒状HAP表面富Ca–O–P碱性位点，能够有效活化CO2 ，促进积炭消除。TPSR实验进一步证实Ni/HAP-R催化剂上甲烷的深度裂解生成积炭的过程受到抑制，且在CO2 存在时能够迅速转化为CO和H2 ，因此，具有良好的抗积炭性能。该研究为高稳定负载型催化剂的设计合成提供了新的思路。
摘要: 甲烷催化燃烧相比较传统燃烧有燃烧温度低，清洁以及高效的优点，在天然气汽车、固体氧化物燃料电池等多个领域具有较好的应用前景。为了揭示甲烷在不同掺杂比的Pd-Cu团簇上的脱氢机理，本研究采用密度泛函理论（DFT）对CH4 *在不同团簇上的直接脱氢和O辅助脱氢进行计算。计算结果表明，Pd原子的掺杂提高了Cu(111)表面的吸附能力，在直接脱氢过程中，Pd的掺杂不仅使能垒由2.56 eV降低到2.43 eV，而且使速率控制步骤由CH*+*→C* + H*变为CH4 *+*→CH3 * + H*。预吸附O能够显著降低甲烷脱氢的能垒，速率控制步骤均为CH4 * + O*→CH3 * + OH*，甲烷在团簇上O辅助脱氢的最高能垒的大小为Cu(111)（1.56 eV）>Pd6 Cu(111)（1.44 eV）>Pd2 Cu(111)（1.38 eV），Pd的添加对于直接脱氢和O辅助脱氢的性能都有所提升。
摘要:
The Prx 1−x O2–δ catalyst with different atom ratio of Pr/Zr was prepared by the sol-gel to catalytic oxidation denitration. Results showed that the efficiency of catalytic oxidation denitration increased initially and decreased afterward with the ratio of Pr atom increased. And the optimum denitration activity could achieve 94.62% at 250 °C when the atom ratio of Pr/Zr was 5∶5. The catalysts were characterized by SEM, N2 adsorption-desorption, XRD, XPS, H2 -TPR, and FT-IR. The results illustrated that the catalyst (Pr0.5 Zr0.5 O2−δ ) with the best activity has a “layered” morphology, many pores on the surface, and it has a large specific surface area and pore volume of 77.74 m2 /g and 0.66 cm3 /g, respectively. Furthermore, the crystalline phase transforms from c -ZrO2 to Pr2 Zr2 O7 with the increasing of Pr atom. XPS and H2 -TPR results showed that the surface chemosorption oxygen and surface Pr4 + oxides increased, and the rising of Pr atom ratio was beneficial to produce oxygen vacancy (Vӧ) site which advantageous to improve the efficiency of catalytic oxidation denitration. FT-IR characterization results indicated that Pr0.5 Zr0.5 O2−δ solid solution had better NO selectivity, which was conducive to the catalytic oxidation of NO. The anti-SO2 and H2 O toxicity experiments showed that Pr/Zr atomic ratio at 5∶5 had better anti-toxicity than other ratios. In addition, using IC to analysis absorption products, the result showed that ${\rm{NO}}^-_2 $ ${\rm{NO}}^-_3 $
摘要: 本研究通过Ti掺杂以及改变Ti的掺杂量可控制备了表面氧空位浓度不同的CeO2 纳米片，将其作为载体负载Pd物种后研究其醇类氧化性能。X射线光电子能谱、拉曼光谱以及X射线吸收谱的表征结果显示，CeO2 表面氧空位浓度和Pd2 + 的比例正向相关。醇类氧化评价结果和构效关系研究显示，Pd2 + 比例和表面的Ce3 + 浓度分别与苯甲醇氧化反应的TOF值之间存在较好的线性关系，Pd与CeO2 形成的界面位点（Pd–O–Ce）是这类醇氧化催化剂的主要催化位点。本研究有助于认识金属和氧化物载体界面位点的催化作用，从而开发更好的醇氧化催化剂。
摘要: 本研究将CeOx 2 气氛下高温焙烧制得CeOx x 3 N4 载体上合成Rh/CeOx 3 N4 催化剂，并探究其对催化水合肼制氢的性能的影响。研究结果表明，Rh/CeOx 3 N4 催化剂中，活性组分Rh与CeOx x x 3 N4 催化剂催化水合肼展现出最好的催化活性，初始转化率TOF值高达1959.24 h−1 。循环五次后，催化活性依然保持良好，表明其拥有良好的稳定性。
摘要: 居室环境内臭氧严重危害人体健康，催化分解法是最有效的臭氧净化技术之一。高活性和稳定性臭氧分解催化剂的开发是关键，特别是在高湿度大空速下，臭氧的低温催化分解具有较高的技术壁垒。层状双金属氢氧化物（LDH）具有独特的二维层状结构，具有灵活的结构可调控性。本实验通过共沉淀法用过渡金属制得Ni3 Fe、Ni3 Co、Ni3 Mn与Co3 Fe水滑石结构催化剂，在30 ℃、600000 mL/(g·h)、低湿度RH < 5%和高湿度RH > 90%条件下，测试了其臭氧催化分解性能。结果表明，Ni3 Co-LDH在低湿度和高湿度下，都表现出优良的臭氧分解性能，臭氧转化率分别为88%和77%。结合XRD、BET、SEM、XPS、Raman、FT-IR、TG等表征手段，揭示了LDH催化剂优良臭氧分解性能的内在原因机理。本实验的研究为过渡金属臭氧分解催化剂开发提供了新的思路。
