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论文
钴催化α-己烯氢甲酰化反应区域选择性研究
何晓飞, 郭靖, 夏洪强, 赵天生
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60131-7
摘要(3) HTML(2) PDF 1365KB(0)
摘要:
采用密度泛函理论方法,研究了膦配体(L)配位催化活性中间体HCo(CO)2L的电子效应和位阻效应,对α-己烯氢甲酰化反应区域选择的影响。膦配体具有强吸电子能力,可提高HCo(CO)2L的稳定性;同时PPh3配体具有大的空间位阻,抑制了α-己烯吸附配位至HCo(CO)2L、以及C=C双键与Co–H键以支链反应路径加成。形成支链烷基Co中间体过渡态反应能垒(B-TS1)与形成直链烷基Co中间体过渡态(L-TS1)的反应能垒差(ΔΔE)为2.73 kcal/mol,表明前者发生相对困难,有利于按直链路经反应。膦配体的电子效应和位阻效应共同决定α-己烯C=C双键与Co–H键加成反应方式,且有利于直链反应路径加成,产物以直链醛为主。
论文
回收利用煤矸石低成本制备Ni/C/CG复合型吸波材料
梁丽萍, 高飞, 王亚珂, 朱保顺, 力国民
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021066
摘要(4) HTML(2) PDF 1530KB(0)
摘要:
采用煤矸石(CG)作含碳载体、淀粉作补充C源、硝酸镍作Ni源,借助液相浸渍结合碳热还原工艺制备Ni/C/CG复合型微波吸收材料;研究碳热还原温度对材料组成、微观结构与性能的影响。结果表明,碳热还原温度会影响碳与Ni的结晶状态及Ni微粒大小,进而对材料的电磁性能特别是介电性能产生显著影响。得益于良好的阻抗匹配特性与强的微波衰减能力,在600−800 ℃较宽的温度范围内制备得到的Ni/C/CG复合材料可以均显示出优良的微波吸收性能。其中,800 ℃热处理样品的最低反射损耗可达−20.9 dB,相应的有效带宽为3.8 GHz(测试涂层厚度为2 mm)。介电损耗是主要的微波吸收机制,主要源于材料中石墨化的碳与Ni微粒所引起的漏导损耗及各组元间界面带来的界面极化损耗。
论文
Effects of Ca content on the activity of HZSM-5 nanoparticles in the conversion of methanol to olefins and coke formation
GHAEDI Mohammad, IZADBAKHSH Ali
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60130-5
摘要(5) HTML(3) PDF 983KB(0)
摘要:
Effects of calcium content on the performance of HZSM-5 nanoparticles of 150 nm with Si/Al ratio = 230 in the methanol to olefin conversion were investigated. The parent and modified catalysts showed their largest yields of ethylene and propylene at 490 ͦ C and lower WHSV (= 3.3 h−1). The selectivity for propylene over HZSM-5 was 0.45 at 490 °C whereas it was promoted to 0.51 over Ca27-HZSM-5 (Ca/Al = 27). With decreasing temperature from 490 to 440, and 390 °C, the yield of propylene and ethylene remained nearly constant at 0.13−0.14 and 0.10−0.11 over Ca27-HZSM-5, respectively; more narrow than the corresponding range of yields for HZSM-5 (0.10−0.14 and 0.08−0.12). FT-IR results confirmed the formation of oxygenated and poly alkyl aromatic species in the carbon deposits. TG results indicated that oxygenate coke was formed and converted to heavier poly aromatic coke species with time. Increasing Ca in the porous structure of HZSM-5 may lead to heavier aromatic carbonaceous deposits. In general, Ca content positively affected activity through modification of the density, strength, and accessibility of Brønsted and Lewis acid sites. Long-term MTO activity test of HZSM-5 with Ca/Al = 27 showed stable performance over 100 h, although with an oscillatory feature.
论文
煤矸石与半焦富氧混烧特性及污染物排放特性研究
戴若薇, 赵瑞东, 王志奇, 秦建光, 陈天举, 吴晋沪
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60132-9
摘要(2) HTML(1) PDF 1041KB(1)
摘要:
利用热重分析仪和管式炉实验,研究了煤矸石与半焦的富氧混烧特性,考察了半焦混烧比例、O2浓度和反应温度对燃烧特性和污染物排放特性的影响。结果表明,混烧半焦和提高O2浓度均可显著改善混合燃料的燃烧性能,当半焦混烧比例为75%时,着火和燃尽指数最高。随半焦混烧比例增大,CO和SO2转化率均逐渐降低。提高反应温度,CO转化率降低,SO2转化率增大,NO转化率呈现先升高然后降低或缓慢增加趋势。反应温度为900 ℃时,混烧半焦可降低燃烧过程的NO排放量。但其余反应温度下,混烧半焦会增大NO转化率。随O2浓度升高,混合燃料富氧燃烧过程的CO转化率降低,NO转化率升高,SO2峰值释放浓度和转化率呈先降低后升高的趋势。当O2浓度为20%时,SO2转化率最低。
论文
卤素原子对卤氧化铋(BiOX,X = Cl,Br,I)光催化性能的影响
赵立业, 李恒, 王亮, 李春虎
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021067
摘要(2) HTML(1) PDF 1114KB(0)
摘要:
利用水热法和溶剂热法制备了BiOCI、BiOBr和BiOI三种光催化剂,通过XRD、SEM、光电流密度与UV-vis DRS表征了光催化剂的晶体结构、表面形貌与光电性能,DFT计算结果表明:随着卤素原子序数升高,光催化剂导带附近的费米能级的分散度降低,禁带宽度变小。在可见光照射下,通过水溶液中罗丹明B的降解效果来评价光催化剂的光催化活性,BiOI具有最好的光催化活性,60 min内,罗丹明B的降解效率达到100%,同时通过自由基捕获实验探究了卤氧化铋光催化降解过程的主要活性基团。
论文
硫酸催化柠檬皮水热转化制取平台化合物研究
熊珊珊, 凌祎璐, 谭郡瑶, 韩一帆, 罗超, 朱玲君, 王树荣
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021065
摘要(4) HTML(3) PDF 3185KB(0)
摘要:
果皮作为水果加工业的典型含碳固废,其高效回收和资源化利用对开发可再生液体燃料和提升水果加工业经济效益均具有重要意义。柠檬皮含有的柠檬酸被证明是一种可有效促进生物质及其衍生物水热转化制取高附加值呋喃产物的弱酸,因此本研究利用柠檬皮经硫酸催化水解制取乙酰丙酸(LA)和糠醛(FF)等重要液体燃料前驱物,并探究常见金属盐对硫酸催化柠檬皮水解过程的促进作用。研究发现柠檬皮本身含有的柠檬酸对水解过程有一定促进作用,联合硫酸催化,可在170 ℃/90 min的温和水解工况下获得产率为22.6wt.%的LA,KCl的加入能够有效抑制柠檬皮水解过程的副反应,并提升硫酸与柠檬皮的相互作用,相比于AlCl3和FeCl3其促进作用更为明显,KCl可将LA产率提升至27.9wt.%。葡萄糖和FF的制取工况相对LA更为温和,温度升高、反应时间延长以及酸性提升都会导致葡萄糖和FF的产率明显下降。
论文
Pt掺杂Ni/NiAlOx催化菲加氢饱和反应性能研究
刘道诚, 荆洁颖, 王九占, 冯杰, 李文英
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60128-7
摘要(4) HTML(2) PDF 2095KB(0)
摘要:
受空间位阻的影响,末环的吸附活化是稠环芳烃加氢饱和反应的难点之一。本文选取菲为模型化合物,以强化芳烃吸附为目标,采用等体积浸渍法制备了系列Pt-Ni/NiAlOx催化剂,系统考察了Pt掺杂量对催化剂结构和菲加氢饱和性能的影响。结果表明:当反应温度300 ℃、氢气压力5 MPa、重时空速52 h−1时,相比Ni/NiAlOx催化剂,掺杂0.5 wt%Pt的0.5Pt-Ni/NiAlOx催化剂上全氢菲选择性在反应8 h后由40%提升至67%,且表观反应速率和转化频率分别由1.53 × 10−3 mol/kg/s和14.64 × 10−3 s−1提升至1.81 × 10−3 mol/kg/s/和22.16 × 10−3 s−1。这主要归因于金属Pt适宜的掺杂量提高了金属Ni缺电子结构的稳定性,促进芳烃吸附,提升了菲加氢饱和性能。
论文
Catalytic pyrolysis of sugarcane bagasse by zeolite catalyst for the production of multi-walled carbon nanotubes
ABOUL-ENEIN Ateyya A., AWADALLAH Ahmed E., EL-DESOUKI Doaa S., ABOUL-GHEIT Noha A.K.
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60127-5
摘要(5) HTML(3) PDF 2848KB(0)
摘要:
Recently, the disposal of waste by beneficial and environmentally friendly methods has attracted great attention. In this work, we have studied the production of high-value carbon nanotubes (CNTs) which have remarkable applications by catalytic pyrolysis of sugarcane bagasse (SCB) as an agricultural waste using a two-stage process. Various reaction factors including the effects of zeolite catalysts (HZSM-5, HMOR, and HY), pyrolysis temperatures (450−700 °C), and SCB/ZSM-5 ratios (3−12) on SCB pyrolysis were investigated to generate CNTs from pyrolysis products. A Co-Mo/MgO catalyst was used for growing CNTs via the decomposition of pyrolysis products. The morphological structure and quality of CNTs were characterized using TEM and Raman spectroscopy, while the fresh Co-Mo/MgO catalyst was characterized by XRD and TPR analyses. The results showed that zeolite type, pyrolysis temperature, and SCB/ZSM-5 ratio had significant effects on the CNTs yield. The optimum carbon yield (24.9 wt%) was achieved using the HZSM-5 catalyst at the pyrolysis temperature of 500 °C and with the SCB/ZSM-5 ratio of 6. TEM observations confirmed the growth of bamboo-like carbon nanotubes (BCNTs) and carbon nano-onions (CNOs) in different proportions according to the reaction parameters. Also, CNTs with the largest diameter distribution range (7−76 nm) were produced using the SCB/ZSM-5 ratio of 6. Raman spectra demonstrated the production of high-quality CNTs under all studied conditions
论文
Interface effect of C3N4-Ti4O7-MoS2 composite toward enhanced electrocatalytic hydrogen evolution reaction
DU Jia-feng, ZHAO Jiang-hong, REN Jun
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60109-3
摘要(39) HTML(20) PDF 12424KB(15)
摘要:
Electrocatalytic water splitting is one of the most prospective technology for hydrogen production. Molybdenum disulfide (MoS2), as one of the most promising non-noble metal electrocatalysts, suffers from the disadvantages of limited catalytic sites and weak conductivity which urgently needs to be further optimized. Herein, the C3N4-Ti4O7-MoS2 heterostructure is constructed through a simple hydrothermal strategy. The interfacial interaction between the active components leads to more exposed active sites, the redistribution of the surface charge, the optimization of the hydrogen adsorption kinetics and stability, which makes up the typical shortcomings of MoS2. The results indicate that the interface effect endows C3N4-Ti4O7-MoS2 catalyst with excellent electrocatalytic activity for hydrogen evolution reaction (HER). The current density of 50 mA/cm2 for HER is obtained at the overpotential of 300 mV, with the lower Tafel slope (54 mV/dec) and stable catalytic activity over 33 h, which is much better than that of the pure MoS2. This work indicates that the interface effect, as an effective strategy for rational design of MoS2-based electrocatalysts, is crucial to the future development of catalytic hydrogen production.
论文
Isomerization and hydroformylation of butenes under the catalysis of Rh-BIPHEPHOS
JIANG Wei-li, HE Li-mei, HUANG Bin, CHEN Ya-qi, ZHOU Guang-lin, ZHOU Hong-jun
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60126-3
摘要(15) HTML(11) PDF 1267KB(0)
摘要:
The isomerization and hydroformylation of butene under the catalysis of Rh-BIPHEPHOS were investigated by varying the butene feed and reaction temperature. The results indicate that in the presence of syngas, with 1-butene as feed, more isomerization product (i.e. 2-butene) is detected in comparison with the hydroformylation products, whereas with 2-butene as the feed, the hydroformylation was superior to isomerization. Due to the equilibrium limit between 1-butene and 2-butene, the increase of temperature shows a great positive effect on the isomerization reaction. Furthermore, under the catalysis of Rh-BIPHEPHOS, more n-pentanal is always formed than i-pentanal, as the larger bite angle of BIPHEPHOS restricts the intermediate rearrangement in the formation of i-pentanal.
论文
煤直接液化残渣改性沥青胶浆性能研究
季节, 徐新强, 许鹰, 王哲, 王佳妮
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60081-6
摘要(42) HTML(12) PDF 1349KB(6)
摘要:
为了研究煤直接液化残渣(Direct Coal Liquefaction Residue,DCLR)改性沥青胶浆的性能,制备不同DCLR掺量和粉胶比(Filler-Asphalt ratio, FA)的DCLR改性沥青胶浆。采用动态剪切流变仪与弯曲梁流变仪对胶浆的性能进行测试,并利用方差分析法分析了单一因素(DCLR掺量、温度、FA)及因素间耦合作用对胶浆性能的影响。结果表明,DCLR和矿粉的加入均能显著提高胶浆的高温性能,但对其低温及疲劳性能会造成较大的损伤。平衡DCLR掺量和FA对胶浆性能的综合影响,得出最佳DCLR掺量为10%,最佳FA为1.0。除此之外,单一因素(DCLR掺量、温度、FA)及因素间耦合作用对胶浆的性能均有着显著的影响,相对来说,因素间耦合作用对胶浆性能的影响明显小于单一因素对胶浆性能造成的影响。
论文
萃取剂组成和结构对煤直接液化油渣萃取行为的影响
黄剑波, 刘洋, 闫伦靖, 廖俊杰, 常丽萍, 王建成
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021048
摘要(39) HTML(15) PDF 906KB(6)
摘要:
煤直接液化过程中会产生约占投煤量30%的煤液化油渣,利用萃取手段可将其中的多环芳烃类物质提取出来,从而制备高价值的炭材料。本文系统总结了萃取剂的组成结构对煤液化油渣萃取率及萃取产物性质的影响。含有芳环结构或氮氧杂环的萃取剂萃取率可达50%以上。烷烃类有机萃取剂的萃取物主要包含2–4环缩合芳香结构,拥有较低的分子量和杂原子含量。含杂原子有机萃取剂的萃取物主要包含4–7环缩合芳香结构,其分子量大且富含氮、氧、硫等杂原子,C/H原子比较高。吡啶基离子液体萃取物的C/H原子比和芳香度较高;有机酸根基离子液体萃取物的灰分含量较低。使用煤液化油或煤焦油馏分油为萃取剂时,萃取率可达60%,具有工业化应用的前景。
论文
铵盐对TS-1分子筛合成过程中钛物种分布的影响
佘豪豪, 丁国强, 李显清, 王洪星, 曹东波, 朱玉雷, 李永旺
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60071-3
摘要(28) HTML(10) PDF 2785KB(3)
摘要:
以(NH)4SO4作为晶化调节剂,通过调节铵盐添加量,合成出了不同钛物种分布的TS-1-X系列分子筛(X为铵盐与SiO2的物质的量比)。通过ICP-AES、FT-IR、UV-vis、UV-Raman等表征对TS-1-X系列分子筛中钛物种分布进行了系统的研究。以1-己烯环氧化为探针反应,考查了TS-1-X分子筛的催化性能。研究结果表明,适量铵盐不仅有利于钛从液相向固相富集,促进Ti元素进入MFI骨架结构,还有利于抑制晶粒过快生长,得到晶粒粒径小且分布均匀的TS-1分子筛;而过量的(NH)4SO4反而利于锐钛矿TiO2、无定型钛等非骨架钛物种的形成,同时促进晶粒过快生长得到大晶粒TS-1分子筛。最后,当n((NH4)2SO4/nSiO2) = 0.2时合成出反应性能最佳的骨架富钛TS-1,其对1-己烯转化率高达42%,同时H2O2的有效利用率为81.8%。此外,通过实验和表征考察了铵盐中各组分对TS-1性质的影响,发现铵盐通过自身的阴离子以及对pH值的改变,对TS-1晶化体系进行调节。
论文
亚临界水中葡萄糖转化生成5-HMF的理论研究
阎智锋, 连洁, 赵舟, 何春启, 岳秀萍, 王玉萍, 吴杏, 卢建军
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60124-X
摘要(3) HTML(6) PDF 10242KB(0)
摘要:
采用色散修正的密度泛函理论,分别通过隐性溶剂模型和显性溶剂模型,对比研究了亚临界水中葡萄糖异构化为果糖和果糖脱水制备5-HMF的反应机理。结果表明,显性溶剂模型更接近真实反应情况,溶剂H2O分子能够参与反应并在质子迁移过程起催化作用。葡萄糖异构化反应控速步骤为开环葡萄糖的醛-烯醇异构化,所需活化能取决于开环葡萄糖中α−H提取的难易程度及生成的碳负离子的稳定性。果糖脱水反应控速步骤为呋喃果糖的第一次分子内脱水,所需活化能取决于呋喃果糖C(2)位OH质子化脱水后形成的碳正离子的稳定性。本工作揭示了Bronsted碱对葡萄糖异构化反应及Bronsted酸对果糖脱水反应促进作用的根本原因,为葡萄糖降解转化体系中催化剂的调控及溶剂的筛选提供理论依据。
论文
三维贯通大孔Al2O3载体及其渣油加氢脱金属催化性能
隋宝宽, 王刚, 袁胜华, 杨卫亚, 凌凤香, 王少军, 何海龙
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60096-8
摘要(24) HTML(10) PDF 969KB(7)
摘要:
采用相分离技术制备了具有三维贯通大孔结构的Al2O3载体,载体的大孔尺寸为250 nm,比表面积174 m2/g,具有21 nm及250 nm集中的双重孔分布,抗压强度达到16.5 N/mm。采用该载体制备的渣油加氢脱金属催化剂仍然保持与载体接近的双峰孔分布、三维贯通大孔结构及较大的抗压强度等特性,Ni、Mo金属组分在载体表面分散均匀。催化剂的片层状活性相的长度为3−10 nm,堆垛层数1−7层,其中,大于4层的活性相分布约占40%,形成非均匀形态的活性相结构。与现有工业催化剂相比,三维贯通大孔渣油加氢脱金属催化剂的脱金属率、脱硫率及脱残炭率分别提高6.2%、6.0%及6.8%,孔结构、表面性质、活性相结构及其协同作用是三维贯通大孔催化剂具有优异催化性能的主要原因。
论文
An analysis of waste gasification and its contribution to China’s transition towards carbon neutrality and zero waste cities
LEE Roh Pin, SEIDL Ludwig Georg, HUANG Qiu-liang, MEYER Bernd
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60093-2
摘要(57) HTML(8) PDF 1064KB(11)
摘要:
Waste gasification has the potential to contribute to China’s transition towards carbon neutrality and zero waste cities via the recirculation of waste as secondary carbon feedstock for the production of chemicals with lower/and or zero carbon footprint, green hydrogen with zero carbon footprint and CO2-neutral synthetic liquid fuels. With China’s significant coal gasification capacity and associated experiences and expertise, Coal-to-X could act as a bridge to Waste-to-X for carbon intensive sectors such as the waste management, chemical production and mobility sectors. To illustrate the opportunities in these areas, this article presented highlights from dynamic global developments in waste gasification, focusing on pioneering industrial developments in Germany between 1980’s−2000’s as well as current international developments. Lessons learnt from previous and current waste gasification project deployment are shared and enabled the identification of problems which will have to be addressed in the transition from coal gasification towards mono-waste gasification technologies. Additionally, a qualitative evaluation of gasification technologies pointed to the strengths and weaknesses of fixed-bed, fluidized-bed and entrained-flow gasification principles in their application for waste gasification.
论文
高导热SiO2@Al载体的制备及其在费托合成中的应用
张天鹏, 王俊刚, 章日光, 陈从标, 贾丽涛, 李德宝, 侯博
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021050
摘要(28) HTML(7) PDF 1055KB(5)
摘要:
通过在弱碱性条件下水解正硅酸乙酯(TEOS),以六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂成功制备了SiO2@Al核壳结构高导热载体,并采用过量浸渍法负载15%(质量分数)钴物种,进行了费托合成反应性能考察。结果表明,制备得到的核壳结构载体既保留了高金属铝含量,又具有高比表面积壳层,孔径较为均一,为2.6−2.8 nm。通过改变正硅酸乙酯的添加量可以调节载体中二氧化硅的含量,进而控制壳层厚度。随着二氧化硅壳层厚度的增加,载体的比表面积逐渐增大,催化剂还原度降低。二氧化硅壳层增强了金属钴的分散,避免金属钴在铝颗粒上的团聚失活。在相近转化率条件下,壳层厚度较薄的15Co/5-SiO2@Al催化剂显示出最好的费托反应性能,这主要归因于较薄的二氧化硅壳层和金属钴颗粒之间具有适中的金属-载体相互作用,在起到锚定分散钴物种的同时提高了钴物种的还原度。
论文
In2O3/SSZ-13催化CO2加氢高选择性合成液化石油气
卢思宇, 杨海艳, 杨承广, 高鹏, 孙予罕
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60057-9
摘要(49) HTML(30) PDF 1237KB(8)
摘要:
通过In2O3/SSZ-13双功能催化剂实现了二氧化碳(CO2)加氢高选择性合成液化石油气(LPG)。利用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等表征手段对双功能催化剂的物化性质进行了表征。在固定床反应器上研究了氧化铟的颗粒尺寸、反应条件对In2O3/SSZ-13催化二氧化碳加氢制液化石油气性能的影响。结果表明,SSZ-13分子筛的八元环结构和强酸性位点有利于丙烷的选择性生成,初始晶粒尺寸为5 nm的氧化铟具有最高的CO2转化率(11.7%)和CO选择性(61.0%),而烃类产物分布受In2O3尺寸影响较小,其中,烃类产物中LPG(C30和C40)的选择性基本维持在90%左右,其中,丙烷选择性约为75%。增加反应压力、降低反应空速更有利于LPG收率的提高,在350 °C,3 MPa,9000 mL/(gcat·h)的反应条件下,In2O3/SSZ-13双功能催化剂连续运行100 h以上,依然具有较高的活性稳定性。本研究为CO2加氢高选择合成液化石油气提供了新的探索途径。
论文
煤系针状焦生产过程中同一生焦周期内焦炭微观结构差异性分析
程俊霞, 赵雪飞, 刘巍, 朱亚明, 高丽娟, 赖仕全
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021051
摘要(23) HTML(6) PDF 1830KB(2)
摘要:
以煤系针状焦生产过程同一生焦周期内八种不同进料时间的混合油为研究对象。采用偏光显微镜定量分析混合油制备针状焦的光学组织结构;扫描电镜(SEM)观察针状焦的形貌;XRD、Raman光谱分析针状焦的微晶结构等手段。研究不同进料时间的混合油转化为针状焦后的质量差异。结果表明,混合油热转化后生焦的收率高于理论计算的收率,说明重油参与了热转化反应。并且形成了以流线型为主的光学组织结构的生焦。生焦煅烧后形成针状焦光学组织结构中含有纤维结构最多的是样品MO-8”;其次是MO-16”,总纤维含量最少的是样品MO-32”。SEM进一步证明了MO-8”的片层数量更多且取向更规整。针状焦的XRD谱图分析表明,针状焦中的微晶结构参数(层间距d002, 片层含量N以及每一层中碳原子数n)非常接近。但是趋于规整的石墨微晶含量(Ig)却存在明显的差异,其中MO-8”含量最高;其次是MO-4”,含量最少的是样品MO-32”。Raman光谱分析结果进一步证实了针状焦的基础微观结构相近。其根本原因在于针状焦的基础微观结构由混合油中的精制沥青决定的,但是由于重油在系统内不断循环改变了成焦的环境,造成了针状焦微观结构的差异。因此,煤系针状焦生产中,生焦周期不易超过32h,否则将严重影响针状焦的微观结构。
论文
Characteristics of MSWI fly ash with acid leaching treatment
CAO Yi-nan, LUO Jin-jing, SUN Shi-qiang
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60119-6
摘要(10) HTML(6) PDF 856KB(0)
摘要:
The chemical and mineralogical characteristics of fly ash from a municipal solid waste incineration (MSWI) in China and the influence of processing parameters on heavy metals removal during leaching were investigated in this work. The fly ash particles had complex surface structure with limited specific surface area. The alkali chloride and metal salts in MSWI fly ash showed evidently impact on leaching efficiency. Metal leachability was related to their properties and speciation in fly ash. Water-soluble salts such as KCl, NaCl and CaCl2 in fly ash were easily washed out. In this study, removal efficiency by water washing was achieved to 93.1% for Cl, 41.4% for Na, 48.5% for K and 24.8% for Ca, respectively. Mineralogical analysis also revealed change of fly ash mineral phases and specification distribution after water washing. Under liquid to solid ratio of 40∶1 L/kg and treatment time of 120 min, the leaching process achieved high dropping yields of toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) concentrations for Cu, Zn Cd and Pb (80%−100%), moderate dropping yields for As (30%−80%) and relatively low dropping yields of Ni (< 30%). In addition, heavy metals such as Pb and Zn in fly ash with twice water washing treatment at a low liquid-solid ratio could reach lower TCLP concentrations. The result indicated that the combination process of twice water washing and one acid washing could significantly reduce the environmental risk of MSWI fly ash.
论文
等离子体催化甲烷干重整实验研究
李嘉卿, 徐彬, 王文博, 谢建军, 阴秀丽, 吴创之, 肖进彬
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60070-1
摘要(65) HTML(24) PDF 1837KB(10)
摘要:
本文利用等离子体耦合催化剂的方式进行CH4干重整(Dry Reforming of Methane,DRM),重点考察了反应温度、CO2/CH4物质的量比、合成气主要气体组分浓度(N2、H2、CO、H2O)对CH4转化率及等离子体催化能量效率的影响。结果表明,以La-Ni/γ-Al2O3为催化剂,当反应温度450 ℃,CO2/CH4物质的量比为1.0时,CH4转化率为41.57%;提高CO2/CH4物质的量比可提高CH4转化率,当CO2/CH4物质的量比为5.0时,等离子体催化CH4干重整过程的CH4转化率可达92.82%。温度和CO2/CH4物质的量比对CH4转化率有着显著影响,气体组分的变化改变了体系中的激发态粒子,不仅直接影响到CH4转化率,还影响着催化剂表面积炭情况。向反应体系中添加N2、H2O可提高CH4转化率,并抑制积炭;而添加H2、CO后CH4转化率显著降低。研究结果可望为生物质气化合成化工品的工艺开发提供基础数据和参考依据。
论文
不同结晶度的WO3负载Pt低温催化萘加氢合成十氢萘
赵彤, 赵斌彬, 牛玉峰, 梁瑜, 刘雷, 董晋湘, 唐明兴, 李学宽
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60069-5
摘要(58) HTML(7) PDF 1158KB(4)
摘要:
不同温度下直接煅烧偏钨酸铵制备了晶化程度不同的两种氧化钨(WO3-500和WO3-900),通过XRD、SEM、TEM、XPS、H2-TPR和NH3-TPD手段对WO3载体负载Pt前后的物化性质进行了系统的表征,低温反应条件下研究了不同氧化钨负载Pt对萘加氢的催化性能。和WO3-900载体相比,低温煅烧得到 具有较低的结晶程度,载体中大量的W5+物种和负载的Pt具有强的相互作用,并显示出较强的酸性。在低的反应温度下(70 ℃),Pt/WO3-500催化剂对萘加氢合成十氢萘具有优异的催化性能,萘的转化率和十氢萘的选择性均达到100%;在Pt/WO3-900催化下萘的转化率和十氢萘的选择性仅为26.7%和1.7%。结合催化剂的表征和催化反应结果,揭示了氧化钨中的氧缺陷位是提升Pt/WO3催化性能的关键因素,对设计高效的WO3负载 Pt催化剂催化萘合成十氢萘提供了一定的理论指导。
论文
预脱氯处理PVC残渣和平朔煤共热解的协同效应研究
张康莹, 武云飞, 王德超, 靳立军, 胡浩权
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60074-9
摘要(73) HTML(11) PDF 1921KB(6)
摘要:
热解是煤炭清洁高效利用的有效途径,也是处理废旧塑料高效转化的重要方式。本文针对无害化处理困难的含氯塑料,以聚氯乙烯(PVC)和平朔煤为研究对象,提出将PVC先经预热处理脱除大部分氯,然后将预处理后的PVC残渣与煤进行共热解,并利用气相色谱(GC)、模拟蒸馏、GC-MS、元素分析、红外光谱及拉曼光谱等对热解产生的气体、焦油以及半焦的组成和性质进行分析表征。结果表明,预脱氯处理后的PVC和平朔煤的共热解过程存在协同效应,共热解对半焦和焦油的形成具有明显的正协同作用,焦油产率实验值比理论计算值最大高3.35%;而对热解水和气体的形成产生负协同作用,其中,CH4产率下降最多,即出现最强的负协同效应;共热解使焦油中轻质焦油含量提高,其中,萘类物质含量显著增加,沥青减少,当预脱氯处理PVC添加量为10%时,轻质焦油含量比理论计算值提高5个百分点。此外,共热解半焦表面更为光滑,结构变得更加有序,石墨化度提高。
论文
Sr掺杂羟基磷灰石负载Co3O4催化N2O分解
刘晓丽, 王永钊, 赵永祥
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021047
摘要(25) HTML(20) PDF 2173KB(6)
摘要:
通过共沉淀法合成了羟基磷灰石(HAP)和一系列Sr掺杂羟基磷灰石载体(Ca9Sr1、Ca8Sr2和Ca7Sr3),以浸渍法制备负载型Co3O4催化剂。采用XRD、N2-physisorption、Raman、FT-IR、H2-TPR、XPS、O2-TPD和CO2-TPD对所制备的样品进行表征,使用连续流动微反应装置研究了其N2O分解性能。实验结果表明,催化活性顺序为Co/Ca8Sr2 > Co/Ca9Sr1 > Co/HAP > Co/Ca7Sr3。当Sr/Ca比为1∶9和2∶8时较好地保持了HAP载体的结构,适量Sr的掺杂不仅促进了Co3O4分散,增加了催化剂中Co2+和表面氧空位的数量,同时提高了催化剂的表面碱量和碱性位密度,从而更加有利于N2O活化和O2脱附。
论文
ZSM-5分子筛水蒸气选择性脱铝及其对乙醇转化制丙烯的影响
薛彦峰, 牛宇岚, 郑洪岩, 崔晓静, 马庆国, 唐建可, 丁莉峰
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60064-6
摘要(34) HTML(35) PDF 1435KB(12)
摘要:
采用水蒸气对ZSM-5分子筛进行后处理,系统考察了水蒸气处理时间和处理温度对分子筛孔结构、骨架铝分布、酸性及乙醇转化制丙烯的影响。研究结果表明,随水蒸气处理时间的延长及处理温度的升高,分子筛结晶度和比表面积明显下降。27Al NMR及Co(II)交换-ICP结果显示,在水蒸气作用下,分子筛骨架上孤立铝(Alsingle)物种被优先脱除,但临近铝(Alpairs)物种较为稳定。同时,吡啶吸附-红外光谱结果显示,在水蒸气作用下,分子筛酸量和酸强度均显著降低。乙醇催化转化结果显示,随水蒸气处理时间的延长和处理温度的升高,乙烯转化率和烷烃选择性迅速下降,但丙烯和丁烯等高碳烯烃的选择性明显提高。同时发现,乙烯转化率和孤立铝含量之间存在较好的正相关线性关系,而丙烯的生成则与孤立铝和邻近铝的共同作用有关。
论文
Co-Ni-B/SBA-15催化1-辛烯氢甲酰化活性研究
郭靖, 范素兵, 高新华, 马清祥, 张建利, 赵天生
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60048-8
摘要(96) HTML(47) PDF 1190KB(10)
摘要:
超声辅助浸渍法制备了SBA-15分子筛负载三组分非晶态Co-Ni-B,研究了其对1-辛烯氢甲酰化制壬醛反应的催化性能。SBA-15负载纳米非晶态Co-Ni-B,增加了Co-Ni-B的分散;且非晶态Co-Ni-B转化为晶体的温度升高约280 ℃,耐热稳定性增强。Co-Ni-B/SBA-15催化剂,其中,Co = 17.22%,n(Ni)/n(Co) = 0.157,n(B)/n(Co + Ni) = 0.434,用于120 ℃、5 MPa条件下氢甲酰化反应,间歇反应4 h,1-辛烯完全转化,壬醛选择性91.24%;相比Co-Ni-B,副产物减少一倍。催化剂重复使用五次,活性稳定。
论文
甘油缩合制丙酮缩甘油中催化剂及反应机理研究进展
曾祥棵, 王玮璐, 黎良菊, 欧阳平, 张贤明
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021063
摘要(37) HTML(19) PDF 971KB(5)
摘要:
随着生物柴油产业的蓬勃发展,其主要副产物甘油的资源化利用已亟不可待。其中,将甘油与丙酮缩合生成丙酮缩甘油(2, 2-二甲基-1, 3-二氧戊环-4-甲醇,Solketal)是极具前景的研究方向,因为Solketal作为燃料添加剂不仅能显著增强燃油的粘度和低温性能,还能极大地减少一氧化碳,固体小颗粒及其他环境不友好物质的排放。该反应需依赖于催化剂中酸性位点的催化作用,所以酸催化剂的结构形态、酸量及相关理化性质的设计及完善是制约甘油缩酮化反应工业化进程的关键。因此本文结合近年来相关文献,系统综述了在该反应中均相、非均相酸催化剂在该领域中的研究进展及相关反应机理讨论。笔者首先从结构形态角度进行分类,介绍了不同类型酸催化剂的优势及特色,并在其结构性质对催化活性的影响上进行了重点阐述。最后,对该领域中催化剂未来研究方向进行了展望。
论文
Co@NC选择性催化木糖氢解制备1,2–二元醇
梁缘, 李志坚, 刘琪英, 马隆龙
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60125-1
摘要(3) HTML(2) PDF 1833KB(0)
摘要:
木糖是半纤维素的主要组成成分,研究木糖制备平台化学品对生物质的开发利用具有重要意义。本文采用bottom-up法,制备了具有加氢和异构活性的碳包裹金属催化剂Co@NC,用于催化木糖氢解制备1,2–二元醇。结合XRD、TEM、XPS等表征手段对比了不同焙烧温度制备的Co@NC催化剂的物理和化学性质。研究发现,600 ℃焙烧的Co@NC催化剂具有最高的二元醇的总收率 (70.1%),其中乙二醇、1,2–丙二醇和1,2–戊二醇的收率分别达到17.6%,25.1%和27.4%。机理研究表明:N的掺杂为Co@NC提供了碱性位点,在碱的催化作用下促进木糖向木酮糖的异构,再通过Retro-aldol反应得到乙醇醛和丙酮醇中间产物,最后经加氢得到乙二醇和1,2–丙二醇。1,2–戊二醇来源于木糖的加氢脱氧,其产率高于文献报道的最佳结果。本研究工作发展的水热稳定性优异的Co@NC催化剂为生物质高效制备1,2–二元醇提供了新的研究思路。
论文
预硫化温度对煤直接液化催化剂组分转变及其催化性能的影响
陈晨, 李海杰, 白杨, 冯富祥, 田磊, 杨勇, 刘源, 郭强
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60118-4
摘要(6) HTML(6) PDF 1256KB(0)
摘要:
在5% H2S/N2气氛,不同预硫化温度下制备了系列硫铁催化剂,并在5 MPa 的1% H2S/H2气氛、360 ℃下研究了其催化萘的加氢活性。借助MES、XRD和XPS等表征手段,探究了催化剂在不同预硫化温度及反应条件下组分转变规律。数据表明,预硫化过程是硫由表面向内部、依照FeS2→FeS、Fe1−xS→Fe3S4→Fe2O3顺序渗硫的过程,而升高温度有利于硫向体相内的传递;接触1% H2S/H2气氛后晶粒由外向内各组分均快速转化为Fe1–xS的过程;调控预硫化条件可以实现活性组分Fe1–xS的含量高、晶粒小,于是可获得最高活性。
论文
生物质飞灰未燃尽炭制备活性炭及其超级电容性能研究
宋传林, 任科, 滕召才, 王梅梅, 张继刚, 韩奎华, 龙慎伟, 朱应泉
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60129-9
摘要(20) HTML(6) PDF 982KB(5)
摘要:
生物质燃料在锅炉中经过热解和燃烧后,飞灰中含有孔隙丰富的未燃尽炭。但其孔隙率和比表面积无法满足商用超级电容炭的要求,改善材料孔隙结构的活化方法成为未燃尽炭提质改性的关键。本研究通过对筛分粒径 > 0.2 mm的未燃尽炭进行KOH一步活化处理后发现,在浸渍比3.5:1时活性炭拥有较大的比表面积(1982 m2/g),且在电流密度1 A/g时比电容可达207 F/g。以上结果表明,未燃尽炭基活性炭制备的电极双电层超级电容性能优良,而为生物质飞灰的高附加值利用提供了参考。
论文
二氧化碳加氢制一些烃类化合物的研究进展
王晗, 樊升, 王森, 董梅, 秦张峰, 樊卫斌, 王建国
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60122-6
摘要(20) HTML(5) PDF 7130KB(8)
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认识,并对CO2加氢转化利用的未来发展进行了展望。
论文
有氧烘焙提质改性对稻秆理化特性的影响研究
开兴平, 余祎腾, 杨天华, 朱景博
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021064
摘要(8) HTML(6) PDF 1846KB(4)
摘要:
烘焙气氛是烘焙技术能否实现工业化应用的关键问题之一。本文通过模拟富氧燃烧烟气气氛探究了有氧烘焙过程中氧气浓度和烘焙温度对稻秆理化特性的影响。结果表明,与氧气浓度相比,温度对有氧烘焙的影响更加显著。在低温段(< 250 ℃),氧气浓度对烘焙稻秆的质量和能量收率影响较小,但在高温段(> 250 ℃)作用明显。随着温度的上升(> 250 ℃),烘焙稻秆的质量和能量收率大幅下降。烘焙温度为250 ℃,氧气浓度为6%是比较合适的有氧烘焙工况,此时烘焙稻秆的质量和能量收率能分别保持在70%和80%以上。提高温度主要增强了烘焙反应,氧化反应在氧气浓度超过6%时作用明显。氯、钾的留存率随着温度和氧气浓度的升高均表现出下降的趋势,但温度的影响更加显著。
论文
ZnAlOx/ZSM-5复合催化剂用于苯与合成气一步制备烷基苯
韩腾飞, 刘建超, 杜明仙, 徐红, 董晋湘, 李学宽, 葛晖
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60123-8
摘要(11) HTML(12) PDF 3189KB(0)
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,减轻我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摩尔比为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。
论文
不同气流床气化工艺炭黑的氧化反应特性
高明, 陶迅, 丁路, 陈哲坤, 代正华, 于广锁, 王辅臣
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60116-0
摘要(19) HTML(10) PDF 5208KB(1)
摘要:
利用高分辨透射显微镜分别对煤和生物质快速热解炭黑、天然气非催化部分氧化小试装置炭黑和工业装置炭黑、商业天然气炉法炭黑和煤焦油炉法炭黑等6种样品的形貌结构进行了表征;基于常压热重分析仪非等温法(50 ℃−800 ℃)对炭黑的着火点、氧化反应速率进行了研究,获得了炭黑的氧化反应动力学参数。研究表明不同的炭黑理化性质差异较大,煤和生物质快速热解炭黑的球形度更高,粒径较大;天然气非催化部分氧化小试装置炭黑在较低温度下形成,呈现被碳囊包裹的形态;天然气非催化部分氧化工业装置炭黑呈现中空结构,粒径较小。非催化部分氧化小试装置和工业装置炭黑的氧化反应性接近,是天然气炉法炭黑的3.1倍,是煤焦油炉法炭黑的是3.2倍;非催化部分氧化炭黑的反应性是煤快速热解炭黑的9.0倍,是生物质快速热解炭黑的26.6倍。2种非催化部分氧化炭黑和2种商业炉法炭黑的活化能随温度变化呈现分段形式;2种快速热解炭黑的活化能随温度升高基本不变。
论文
制备工艺对Fe-Ag/Al2O3的C3H6-SCR性能的影响
田凤国, 杨溪, 温妮妮, 苏亚欣
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60121-4
摘要(11) HTML(4) PDF 1378KB(1)
摘要:
前期研究表明Fe-Ag/Al2O3/CM催化剂具有较好的脱硝与抗水抗硫性能。为此,进一步对比考察不同制备工艺所得样品催化C3H6选择性还原NO活性的变化特点,为工程应用提供数据参考。先后选取了3种具有代表性的负载方式,即物理研磨法、直接浸渍法和溶胶-凝胶-浸渍法。试验结果表明,三组催化剂都具有很好的抗H2O和SO2的能力。就最大脱硝效率而言,溶胶-凝胶-浸渍法(100%) > 物理研磨法(62%) > 直接浸渍法(58%)。综合多种表征测试,分析认为主要影响因素包括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、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,但是没有成型载体的多孔表面为Fe3+、Ag+离子提供交互作用空间。两种金属以氧化物形态(Ag2O和Fe3O4)和少许的单质Ag形式存在,其还原能力较弱。对于直接浸渍法,由于缺少第二载体Al2O3的分散作用,Fe、Ag以各自氧化物成方块晶体在催化剂表面团聚,XRD没有检测AgFeO2,比表面积最小,催化活性最低。
论文
淖毛湖煤热解产物中不同大小芳核的数量分布及变化规律
杨赫, 谢周伟, 尚妍, 熊言坤, 靳立军, 李扬, 胡浩权
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021062
摘要(22) HTML(5) PDF 1690KB(3)
摘要:
煤中芳核大小分布影响热解过程中焦油与半焦的组成。本文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1-2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。
论文
焙烧温度对钼锡催化剂结构和二甲醚氧化性能的影响
熊盼, 高秀娟, 王文秀, 张俊峰, 宋法恩, 张清德, 韩怡卓, 谭猗生
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60120-2
摘要(17) HTML(10) PDF 1338KB(1)
摘要:
采用水热法制备了Mo/Sn摩尔比为1∶2的Mo1Sn2催化剂,通过改变焙烧温度(400−700 ℃),调控了钼锡催化剂的结构,并研究了催化剂结构变化对二甲醚(DME)选择氧化制甲酸甲酯(MF)性能的影响。发现400 ℃焙烧的Mo1Sn2催化剂具有良好的催化氧化二甲醚生成甲酸甲酯的性能,在110 ℃、常压条件下,DME转化率为9.2%,MF选择性可达86.9%,并且无COx生成。采用XRD、Raman、XPS、TPD、H2-TPR和in-situ IR等表征手段对催化剂的结构和表面性质进行了系统研究。结果表明,低温焙烧更利于钼锡催化剂表面形成更多的MoOx结构和Mo5+物种,由此引起的催化剂的酸性、氧化还原性的增强和中强碱性位的增多可明显促进催化剂活性的增强和甲酸甲酯的生成。
论文
基于密度泛函理论的CO2氧化含氮焦炭的机理研究
周赛, 刘虎, 于鹏飞, 袁茂博, 薛景文, 车得福
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021061
摘要(9) HTML(6) PDF 5752KB(2)
摘要:
为深入理解煤燃烧过程中NO的生成机理,本文基于密度泛函理论,选取简化的含吡咯氮(N−5)或吡啶氮(N−6)焦炭模型,在分子水平上对CO2氧化含氮焦炭的异相反应机理进行研究。结构优化采用B3LYP–D3/6–31G(d)方法,单点能计算采用B3LYP–D3/def2–TZVP方法。计算结果表明,CO2氧化含氮焦炭过程分为CO2吸附、CO脱附和NO脱附三个阶段。CO2异相氧化含吡咯氮焦炭的反应中,CO2分子倾向于以C−O−down模式(N−O结合、C−C结合)吸附形成含氮和氧的五元杂环结构。然后五元环中原CO2分子的C−O键断裂形成表面羰基和表面氮氧结构,分别解吸附出CO和NO。该反应吸热401.2 kJ/mol,决速步能垒为197.6 kJ/mol。CO2异相氧化含吡啶氮焦炭的反应中,CO2分子以C−O−down和C−C结合、C−O结合模式吸附后倾向于先形成含氮和氧的六元杂环,再发生CO和NO分子的脱附。该反应吸收598.6 kJ/mol的热量,决速步能垒为292.0 kJ/mol。
论文
钾掺杂对Fe/GO催化合成气制α-烯烃的影响
李玉峰, 杨鹏举, 姜枫, 刘冰, 胥月兵, 刘小浩
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60063-4
摘要(39) HTML(28) PDF 1671KB(7)
摘要:
铁基催化剂在费托合成反应中对高附加值α-烯烃具有高选择性,然而,催化剂容易由于碳沉积而失活,并且高CO2选择性明显降低了合成气的碳利用效率。为此,作者开发了一种简单有效的铁基催化剂制备方法来解决这一问题。具体地说,采用水热法制备了平均粒径约580 nm Fe3O4微球,并将其与GO在溶液中超声混合,离心、干燥后即得到Fe/GO催化剂。GO引入能使大的Fe3O4微球在反应过程中逐渐演变成小尺寸碳化铁纳米粒子(约9.1 nm),有效地抑制了催化剂的烧结和积炭。催化剂显示了优异的活性、稳定性和高α-烯烃选择性。表征结果表明,K加入到Fe3O4微球中,催化剂在演变过程中形成了更高的ε′-Fe2.2C含量(约为58.9%),有利于显著降低CO2选择性。
论文
高耐久活性二元合金PtTi薄膜电催化剂
刘广权, 彭丽萍, 樊龙, 符亚军, 王进, 曹林洪, 吴卫东
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021037
摘要(26) HTML(11) PDF 2421KB(4)
摘要:
以超纯靶材为原料,采用超高真空双靶共溅射系统制备出粒径分布为8.3−12.5 nm,Pt负载量为0.1 mg/cm2的PtTi作为催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、耐用性压力测试(DST)和计时电流(I-t)方法对所制备的PtTi催化剂结构、催化活性及耐久性进行研究,并探究Ti添加量对Pt基合金催化剂电催化性能的影响。结果表明,其最高的电化学活性面积(ECSA)为185.4 m2/g,且经600 ℃原位退火后,直接乙醇催化氧化峰电流密度为1448 A/g,1100 s的稳定电流密度值为147.47 A/g,3000次耐久性压力测试的衰减率为8.6%。本工作研究的催化电极具有优异的催化活性和高稳定性的特性,它可应用于直接乙醇燃料电池(Direct ethanol fuel cell, DEFCs)电极的使用,具有极高的应用潜力。
论文
棒状γ-氧化铝/火山岩基多孔材料的制备及刚果红吸附性能初探
季洪海, 凌凤香, 王鹏, 隋宝宽, 王少军, 袁胜华
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60107-X
摘要(22) HTML(10) PDF 6614KB(7)
摘要:
以火山岩为基体材料,硝酸铝、碳酸氢铵为原料,采用原位生长技术,成功制备火山岩孔道中交织生长棒状γ-氧化铝的火山岩基多孔材料,应用XRD、SEM、N2吸附-脱附、TG-DSC等技术表征该材料的结构与性质,并研究其对刚果红的吸附性能。研究表明,硝酸铝溶液通过扩散吸附填充到火山岩基体材料孔道中,焙烧后形成无定型相氧化铝。水热处理及焙烧时,形成的氧化铝依次转变为碱式碳酸铝铵和γ-氧化铝。制备棒状γ-氧化铝/火山岩基多孔材料的最佳反应条件为碳酸氢铵溶液浓度0.8 mol/L,反应温度140 ℃,反应时间4 h。火山岩孔道中堆积的棒状γ-氧化铝晶粒直径为50−150 nm,长度3−10 μm,该多孔材料孔容为0.1 mL/g,比表面积为47 m2/g。当刚果红溶液浓度为500 mg/L,多孔材料投加量为2 g/L时,刚果红脱除率达96%,吸附量为243 mg/g。
论文
等离子体耦合催化焦油脱除同时生物质燃气甲烷化性能研究
徐彬, 李嘉卿, 谢建军, 黄艳琴, 阴秀丽, 吴创之
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60045-2
摘要(27) HTML(13) PDF 1191KB(8)
摘要:
以含甲苯的模拟气化燃气(SGG)为对象,在介质阻挡放电耦合Ni/γ-Al2O3反应器上开展同时甲苯脱除及SGG甲烷化实验研究。考察了反应温度、H2/CO比、H2O添加的影响。结果表明,等离子体耦合催化可在400 ℃实现高效的同时甲苯脱除与SGG甲烷化。H2/CO比为3.2时,甲苯脱除率与焦油脱除率可达100%和97%,CO转化率与CH4选择性可达88%和97%,甲苯脱除与SGG甲烷化过程能量效率可达9.7和17.3 mol/kWh。高H2/CO比与H2O添加可促进甲苯脱除和SGG甲烷化,降低催化剂积炭量并提升积炭石墨化程度,其中,高H2/CO比还可提升SGG热值,获得高甲苯脱除及SGG甲烷化过程能量效率;而H2O添加会降低热值且难获得高CH4选择性,同时不利于SGG甲烷化过程能量效率的提升。此外,SGG甲烷化会抑制甲苯的脱除,而甲苯因浓度较低对甲烷化过程的影响较小。
论文
CaO基吸附剂捕集CO2及其抗烧结改性研究进展
郭彦霞, 耿一琪, 樊飙, 程芳琴, 成怀刚
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60040-3
摘要(23) HTML(15) PDF 1166KB(16)
摘要:
利用CaO基吸附剂直接从高温烟气中捕集CO2因成本低、吸附性能好等优点成为CCUS(碳捕集、利用与封存)的重要技术之一。但CaO基吸附剂在碳酸化/煅烧吸脱附循环过程中存在易烧结的问题,导致其吸附性能急剧下降。本研究针对CaO基吸附剂全面总结了其吸附CO2的动力学、热力学及烧结机理,并重点综述了世界各国研究者在CaO基吸附剂抗烧结改性方面所做的研究,指出了各种方法的优点及其局限性。结果表明,水合作用改性可使吸附剂崩塌而获得更大的比表面积;酸溶液改性会在制备过程产生更多的气体和小分子物质提高吸附剂孔隙率;掺杂改性可以促进CaO对CO2的吸附和扩散,还可作为骨架分离CaO颗粒。经比较,掺杂改性工艺简单、性能好,是比较有前景的改性方法,以含钙固废制备抗烧结改性吸附剂是发展方向。
论文
负载型过渡金属氧化物催化剂催化分解臭氧性能研究
鹿靖麟, 王胜, 赵琨, 王婷, 倪长军, 汪明哲, 王树东
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60044-0
摘要(89) HTML(16) PDF 1499KB(10)
摘要:
通过浸渍法制备了γ-Al2O3负载镍、锰、钴等不同金属氧化物催化剂,在25 ℃、200000 mL/(gcat·h)的空速条件下,研究了其臭氧催化分解性能。结果表明,10%NiO/γ-Al2O3催化剂催化活性最佳,20 h内臭氧转化率高于96%。借助XRD、XPS、TEM、SEM-EDS、H2-TPR等表征手段,揭示出在NiO/γ-Al2O3催化剂表面形成的镍铝尖晶石结构可能是其优良臭氧分解性能的内在原因。此外,揭示出在不同过渡金属氧化物负载型催化剂上臭氧分解机理不同,相关研究为镍、锰等过渡金属氧化物催化剂催化分解臭氧的反应机理提供了新思路,并为开发高效的臭氧分解催化剂提供了指导。
论文
石墨炔对乙烷、乙烯和乙炔分离性能的分子模拟
吴勇, 年佩, 刘喆, 张金鹏, 王睿涵, 王乃良, 白红存, 郭庆杰
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021039
摘要(24) HTML(16) PDF 807KB(7)
摘要:
乙烯作为重要的化工原料,在传统蒸汽裂解生产乙烯的过程中,会产生乙炔、乙烷等副产物,如何有效地将这三种烃类气体分离至关重要。本文基于密度泛函理论系统探究了石墨炔膜对三种气体的吸附、选择和渗透性能,并结合吸附作用分析和约化密度梯度分析,探索了三种气体分子穿透过石墨炔膜的相互作用类型、强度以及作用区域,并给出了分离性能的量子力学解释。结果表明,石墨炔膜常温下对乙炔/乙烯、乙炔/乙烷、乙烯/乙烷的选择性分别可以达到2 × 105、4 × 107、165;乙炔在常温下的渗透率约为6.54 × 10−5 mol/(m2·s·Pa),高出工业标准约五个数量级,乙烯渗透率在400 K左右时达到工业标准。通过量子力学角度分析,气体分子与石墨炔膜相互作用区域在气体分子与石墨炔骨架上的中心位置之间,作用类型主要表现为范德华作用,随着气体分子逐渐穿透靠近石墨炔膜的过程中,相互作用逐渐增强,作用强度乙炔 < 乙烯 < 乙烷,与能垒计算结果保持一致。
论文
砷/氢/氧体系中均相反应机理的研究
熊中朴, 于洋, 陈文洋, 陈娟
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021046
摘要(25) HTML(5) PDF 2264KB(7)
摘要:
采用量子化学的方法,利用量子化学软件Gaussian09和GaussView,在B3LYP/6-311G(3df, 3pd)理论水平下,对砷/氢/氧体系燃烧反应的微观机理进行研究。优化了13个基元反应的反应物、中间体、过渡态以及产物的构型,并通过振动频率和内禀反应坐标验证反应真实性。采用KiSThelP软件包基于传统过渡态理论拟合计算出动力学参数。本研究对砷燃烧体系中部分重要基元反应进行研究,便于后续建立砷的燃烧动力学模型。
论文
Ni/N-rGO催化剂的表征及加氢性能研究
徐海升, 黄国强, 薛媚月, 郜鹏程
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60038-5
摘要(9) HTML(4) PDF 1211KB(0)
摘要:
以325目鳞片石墨为原料,采用改进Hummers法合成氧化石墨(GO),再以尿素为氮源,通过水热法制备了氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)载体,然后通过浸渍法制备出负载型Ni/N-rGO催化剂。通过N2吸附-脱附、XRD、SEM、H2-TPR等测试方法对所制备的催化剂进行表征分析。以苯酚选择性加氢制备环己酮为反应体系,在反应温度150 ℃、压力0.4 MPa、时间2.0 h的条件下,对比了N-rGO、还原氧化石墨烯(rGO)、活性炭(AC)等载体负载Ni催化剂的加氢性能。结果表明,N-rGO载体不但具有较大的比表面积和适宜的孔结构,而且N-rGO和金属镍之间有较好的协同作用,Ni/N-rGO催化剂展现出优异的催化活性和选择性。
论文
哈密煤与塔河重油共加氢反应性能的研究
贾梦婷, 高山松, 张彦军, 张德祥
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60037-3
摘要(20) HTML(6) PDF 1105KB(0)
摘要:
采用高压釜考察了哈密煤与塔河重油单独加氢反应性能和共加氢反应性能,探索了哈密煤与塔河渣油共加氢的可行性技术路线。实验结果表明,哈密煤具有良好的液化反应性能,合适的反应温度为445 ℃,在445 ℃、9MPa时转化率达98.74%,油收率达68.54%;塔河渣油单独加氢在较低反应温度时表现出明显的结焦倾向,很难实现加氢轻质化,430 ℃时,转化率仅有66.38%,轻质油收率也仅有50.01%,结焦率却高达9.45%,随着反应温度升高,结焦速率加剧;哈密煤与塔河渣油共加氢时转化率较低,结焦明显,煤/油比为40∶60时转化率为97.79%,油收率为73.36%。在共加氢体系中引入具有供氢性能溶剂能够有效抑制生焦,提高转化率,实现共加氢轻质化,在煤粉添加量为45%时,塔河渣油合适的添加量为20%,原料的转化率达到98.38%,油收率为74.82%。
论文
Effect of Zr-TiO2 catalyst on NO emission from coal-burning and its catalytic mechanism
WANG Shu-qin, FU Hao, CHENG Wei-liang, FU Yi
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60106-8
摘要(20) HTML(7) PDF 2173KB(2)
摘要:
The effect of desulfurizer, modified TiO2 prepared by different methods on the NO emission from inferior coal burning and the adaptability of coal type were studied by using a tube furnace. The prepared Zr-TiO2 and the char were characterized by XRD, BET, SEM, XPS, TGA and XRF, and the mechanism of denitrification was explored. The results show that the addition of desulfurizer can promote NO emission. When the combustion temperature is 850℃, oxygen flow rate is 40 mL/min and the desulfurizer is MgO, the NO emission is the lowest as the catalyst of 5%Zr-TiO2 prepared by impregnation method is added, which is 51.0% lower than that with addition of pure TiO2 and 84.6% lower than that with pure coal under the same conditions. The catalyst 5% Zr-TiO2 can be applied to the coal with sulfur < 3% and ash < 30%, having a wide application range . The doping of Zr can inhibit the growth of grain, enhance the active component, increase the content of adsorbed oxygen, promote the transformation of the valence states of the elements, accelerate the devolatilization of volatiles, promote the combustion, increase the specific surface area of chars, and enhance the ability of heterogeneous reduction of chars.
论文
Ni/SSZ-13催化剂的CO2甲烷化反应性能研究
张锦川, 杨应举, 刘晶, 华芷萱
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021041
摘要(175) HTML(12) PDF 1081KB(2)
摘要:
采用浸渍法制备了Ni/SSZ-13催化剂,并研究了催化剂的CO2甲烷化反应性能。通过N2物理吸附-脱附、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等表征分析方法对催化剂的质构特性及物理化学性质进行了研究。结果表明,Ni/SSZ-13催化剂在250 ℃开始表现出CO2甲烷化催化活性;在450 ℃,Ni/SSZ-13表现出最佳的催化反应活性,CO2转化率和CH4选择性分别为70%和95%。SSZ-13载体表现出长方体结构,孔结构主要为微孔,并含有部分介孔,为镍物质的分散提供较大的比表面积。煅烧后的催化剂在500 ℃的还原过程中,NiO被H2还原成金属Ni,金属Ni是CO2甲烷化的主要活性组分。
论文
长焰煤分选组分对高硫炼焦煤热解硫变迁及焦反应性的调控
李文广, 申岩峰, 郭江, 孔娇, 王美君, 常丽萍
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60034-8
摘要(20) HTML(10) PDF 1320KB(3)
摘要:
采用重介质分选法得到长焰煤不同密度级分选组分,利用红外、拉曼、热重、基式流动度、静态氮吸附仪、X射线衍射仪等手段分析研究了不同分选组分对高硫炼焦煤热解过程中硫变迁及焦反应性的影响。结果表明,低密度组分含有较多的脂肪侧链,结构有序度低,而矿物质和惰质组则富集于高密度组分中。低密度级组分由于碱性矿物质含量少,脂肪侧链多,与高硫炼焦煤共热解的脱硫率明显高于高密度组分。低密度组分中的中等分子量组分对胶质体的性质影响较小,高密度组分的矿物质和惰性组分对胶质体的劣化作用更加明显,同时使焦样的微晶结构有序度降低,缺陷位增多,粒焦的反应性升高。
论文
油页岩热解挥发分产物二次反应对油气收率与组成的影响
张玉明, 管俊涛, 乔沛, 李家州, 张炜
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60046-4
摘要(40) HTML(27) PDF 864KB(7)
摘要:
采用两段反应器对油页岩热解释放的一次挥发分产物进行不同热态条件下的二次反应特性研究,考察第二段温度、气氛与停留时间对油气收率及品质的影响。研究结果表明,转化温度对油气产率的影响最明显,在优化第一段热解反应条件的基础上,当反应器第二段温度由600 ℃提高到650 ℃时,油页岩热解油产率下降15%(质量分数,下同),气体产率增加约20%。与氮气气氛相比,水蒸气作为第二段反应气氛能够提高液体油品收率约5%,并且热解油主要集中在馏程 < 350 ℃的汽柴油馏分。结合GC-MS分析表明,停留时间0−3 s二次反应主要为裂解过程,水蒸气能够提高油品中芳烃含量,同时抑制芳烃缩聚;3−5 s二次反应主要为缩聚过程,焦炭生成量增加,汽柴油馏分收率保持稳定,VGO馏分油收率下降约30%。
论文
淖毛湖褐煤分级萃取可溶有机质的组成结构特征及萃余残渣的热转化性能
毛凯敏, 莫文龙, 马凤云, 马亚亚, 王越, 魏贤勇, 樊星
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60117-2
摘要(12) HTML(11) PDF 1441KB(2)
摘要:
采用二硫化碳、甲醇、丙酮和二硫化碳/丙酮(等体积混合溶剂)对淖毛湖褐煤(NL)进行逐级超声萃取,得到各级萃取物(E1-E4)和最终萃余物(ER)。采用GC-MS对各级萃取物E1-E4中的化合物组成和结构进行分析,发现E1中主要为烷烃、芳烃、醇类化合物和酯类化合物;E2中以烷烃、醇类化合物和酯类化合物为主。醇类化合物、酚类化合物以及酯类化合物是E3中的主要物质,且酯类化合物主要为邻苯二甲酸二酯类化合物。受到CS2和丙酮这两种溶剂协同作用的影响,E4中的烯烃类化合物的相对含量也比较高。采用FT-IR对NL、E1-E4和ER中所含官能团进行表征分析,结果发现,超声萃取过程只是将淖毛湖褐煤大分子骨架中游离的小分子化合物以及与大分子骨架以弱共价键相连的小分子萃取了出来,并未破坏煤样的大分子骨架结构。此外,NL和ER红外数据的分峰拟合结果显示,经过超声萃取后,ER中红外吸收峰的种类并未增加,只是峰的强度发生了改变。通过NL和ER的TG-DTG曲线可知,超声萃取后,NL的失重量由47.09%增加至51.04%,最大失重速率峰由450 ℃提前至430 ℃。NL和ER基于Coast-Redfern模型的热解动力学分析结果表明经过超声萃取后,ER在快速热解阶段的活化能比NL更低,热解过程更容易进行。
论文
煤灰化过程中砷/硒/铅的释放及矿物的变化规律
李扬, 鲁子龙, 杨赫, 靳立军, 胡浩权
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60115-9
摘要(7) HTML(10) PDF 1343KB(1)
摘要:
本文选用两种煤(白音华褐煤和鄂州煤),研究了煤中重金属砷、硒、铅的赋存形态及其在灰化过程的释放规律,并结合煤中矿物质的变化,研究了灰化条件对矿物质转化的影响。通过外推法从热失重曲线确定了煤样的燃尽温度,以此为基准并结合国标法分别对煤样进行低温和高温灰化,对所制备的灰样采用XRD、XRF、TG-DTG等方法进行表征,分析煤中矿物质在不同灰化温度下的变化特征;采用逐级化学提取法分析煤样中As、Se、Pb的形态及含量,同时利用HNO3+ HF一步法提取煤样中的重金属,提取液中重金属含量均采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 检测。研究结果表明,白音华煤中重金属主要以硫化物结合态形式存在的As为主,且As的挥发性随温度升高而增大;鄂州煤中重金属主要为硫化物结合态的Pb,其挥发性同样极易随温度变化而改变;煤中Se主要以有机结合态和硫化物结合态形式存在。煤在灰化过程中矿物质发生了一系列的变化:如高岭土逐渐脱羟基变成偏高岭土,最终转变成莫来石;黄铁矿氧化形成赤铁矿;石膏脱水形成硬石膏。灰化过程各重金属的释放率受燃烧温度的影响较大,其硫化物结合态含量越高,释放率随温度升高增加的程度越大。
论文
载体对Au/BN催化剂苯甲醇选择性氧化性能的影响
畅通, 马瑞婧, 宋昌
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021060
摘要(9) HTML(10) PDF 8524KB(4)
摘要:
伯醇的选择性氧化是重要的有机合成反应,所得醛是药物、香料等精细化工品的重要中间体。利用空气中的氧分子,气相催化氧化制取醛具有连续、高效、无溶剂、绿色易分离的特点,是近年来学术界和工业界共同关心的话题。类石墨结构的氮化硼是近年发展起来的新型催化剂,具有稳定性高、导热性能好的特点。本文以三种不同结构特点的氮化硼(BN)充当载体,负载Au纳米颗粒进行苯甲醇选择性氧化反应,发现载体的结晶性、比表面积对活性相Au的尺寸具有显著影响。Au/BN500的比表面积是晶化程度高的Au/BN600、Au/BN700催化剂的四倍以上。相较于Au/BN700而言,Au/BN500催化剂Au纳米颗粒具有更好的分散性以及更小的粒径(13 vs. 3.2 nm),且Au/BN500的活性是其他催化剂的两倍,但其催化活性在5小时以内有30%左右的流失。本文的实验结果对理性设计和发展新型高性能氮化硼基氧化脱氢催化剂提供一定的实验参考和理论借鉴。
论文
利用拉曼光谱研究大柳塔煤热解焦结构及其燃烧性能
徐艳梅, 潘志彦, 胡浩权
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021059
摘要(6) HTML(5) PDF 1435KB(0)
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远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,说明大柳塔煤焦的碳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。
论文
铀在煤炭热利用过程中的热力学研究
王江, 赵永椿, 张军营
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021058
摘要(3) HTML(2) PDF 1175KB(0)
摘要:
铀元素是一种放射性核素,也是一种重要的战略资源。我国部分地区煤炭中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。本文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。
论文
Effect of phosphorus precursor on the catalytic performance of metal phosphides in the methanation of syngas
WANG Bao-wei, WANG Ting-ting, ZHAO Jun, LI Zhen-hua, XU Yan, MA Xin-bin
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60110-X
摘要(21) HTML(12) PDF 891KB(1)
摘要:
A series of metal phosphides including MoP, WP, CoP and NiP was prepared by temperature-programmed reduction with hydrogen from different phosphorus precursors. The effect of phosphorus precursor and feed H2/CO ratio on the catalytic performance of metal phosphides in the methanation was investigated. In comparison with diammonium hydrogen phosphate (DAP), phytic acid (PA) as a chelating agent can effectively disperse the metal precursor, reduce the reduction temperature, promote to form pure phosphide phase, and give the phosphide catalyst a higher surface area and a smaller particle size; as a result, the metal phosphides prepared with PA as a phosphorus precursor exhibit higher catalytic activity in methanation. In addition, the catalytic activity of various metal phosphides in methanation follows the sequence of MoP > WP > CoP > NiP. A high H2/CO ratio in the feed is favorable for the methanation over the phosphide catalysts; the selectivity to methane increases with an increase in the H2/CO ratio.
论文
和丰次烟煤逐级萃取物和萃余物官能团组成FT-IR分析
王越, 马亚亚, 莫文龙, 龚文涛, 马凤云, 樊星, 魏贤勇, 张书培
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60055-5
摘要(50) HTML(18) PDF 1688KB(8)
摘要:
以酸洗和丰次烟煤为研究对象,依次采用石油醚、二硫化碳、甲醇、丙酮和丙酮/二硫化碳对煤样进行超声五级萃取,每级萃取物和萃余物分别记为Ei和Rii=1、2、3、4、5)。通过对Ei及Ri进行FT-IR表征,借助分段分峰拟合手段分析了萃取产物的分子结构。结果表明,五级萃取物的羟基氢键结构均以自缔合羟基氢键为主;在脂肪类物质中,除第三级萃取物E3以脂肪族-CH3和不对称的-CH2伸缩振动为主之外,其余几级萃取物均以对称和不对称的-CH2伸缩振动为主;E1主要以脂肪链末端-CH3的对称弯曲振动和-CH3、-CH2的不对称变形振动为主,说明石油醚主要将煤样中易于解离的化学键断裂;五级萃取中CS2溶解了更大比例的含脂肪侧链的芳香结构。各级萃余物所含官能团种类相同,说明煤样主体结构并未因逐级萃取而发生改变。萃取对残渣中芳香结构和羟基氢键结构影响较大。其中,酸洗煤样以苯环二取代为主,而萃取后以苯环四取代为主。萃取前,酸洗煤样中羟基氢键结构以羟基醚氢键为主,而萃取后转变成以自缔合羟基氢键为主。另外,分级萃取对含氧官能团和脂肪类官能团影响较小。对比红外结构参数发现,E1、E3及R5有较高的芳环缩合度,E4的脂肪直链较长、支链较少。
论文
基于Ru/HZSM-5的生物油在线催化提质耐久性研究
熊永莲, 卢东升, 樊永胜, 侯光喜, 陈玉炜
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60114-7
摘要(16) HTML(4) PDF 1754KB(4)
摘要:
采用Ru/HZSM-5在线催化提质生物油,通过综合品质指数(TQI),分析生物油产率和理化特性变化,并对生物油化学组成及催化剂结焦情况进行分析。结果表明,使用新鲜催化剂所得生物油产率和理化特性均较高,TQI从0.15升至6.45;随着使用次数的增加,TQI先小幅升高至6.68,而后快速下降至1.25,第4次使用后TQI仅为0.27。初期少量结焦反应使强酸位点部分钝化,提升了芳构化性能,当催化剂使用2次时,生物油中烃类相对含量达53.79%,其中,轻质脂肪烃相对含量为16.87%,单环芳香烃相对含量为32.65%;当使用4次时,烃类相对含量仅为9.32%,催化层丧失提质作用,并对热解气产生二次裂解或聚合等不利影响。前两次使用,催化剂焦炭主要是附着在表面的低温热解焦炭;当使用3次时,低温热解焦炭和高温催化焦炭均显著增多,催化剂活性急剧下降;继续使用使焦炭小幅增加,且以热解焦炭增加为主。
论文
热处理温度对Pt/TiO2纳米带复合物催化HCHO氧化性能的影响
崔维怡, 王希越, 谭乃迪
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60113-5
摘要(12) HTML(5) PDF 1074KB(0)
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,600ºC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 ºC,相对湿度为55%时,甲醛的转化率为91.6%。
论文
镶嵌结构沥青焦的制备与表征:重相沥青中QI含量的影响
张春阳, 朱亚明, 徐允良, 胡朝帅, 赖仕全, 高丽娟, 赵雪飞
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021057
摘要(18) HTML(6) PDF 9807KB(2)
摘要:
镶嵌结构沥青焦作为一种特种人造炭材料,是制备高品质各向同性石墨和核石墨的重要原料。镶嵌结构沥青焦的性质在很大程度上决定了其石墨制品的质量。为进一步明确重相沥青中QI含量对其镶嵌结构沥青焦的结构及性质的影响,本文以9种QI含量迥异的重相沥青为原料,制备了系列镶嵌结构沥青焦。利用偏光显微镜、扫描电镜、XRD、Raman光谱及分峰拟合的方法对镶嵌结构焦的微观结构进行了判定,并对9种镶嵌结构沥青焦的显微强度进行了研究。结果表明:重相沥青中QI含量越高,在液相炭化过程中越有利于镶嵌结构的生成。并且,随着重相沥青QI含量的增加,镶嵌结构沥青焦中趋于规整碳微晶含量逐渐降低,无定型碳含量逐渐增加,强度越大。当重相沥青中QI含量超过7%时,制备的镶嵌结构沥青焦中镶嵌结构总含量(细粒镶嵌、中粒镶嵌和粗粒镶嵌)超过82%,显微强度超过85%。换言之,QI含量超过7%的重相沥青是生产优质镶嵌结构沥青焦的优选原料。
论文
Ru/固体碱协同催化生物质糠醇水热氢解的研究
翁育靖, 孟士航, 朱万胜, 张明威, 孙琦, 张玉龙
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60111-1
摘要(20) HTML(17) PDF 1412KB(4)
摘要:
糠醇是一种生物质呋喃类平台化合物,其无法从化石原料中提取,通过它可以开辟众多精细化学品和燃料添加剂。其中,四氢糠醇(THFA)是常用的溶剂和重要的化工有机原料,而1,2-戊二醇(1,2-PeD)由于其结构特点被广泛应用于合成杀菌剂丙环唑。本文针对生物质糠醇的结构特点,以水相加氢性能优异的Ru催化剂为切入口,通过在催化剂制备工艺和活化条件、反应条件等方面的调控,探索生物质糠醇的直接氢解联产四氢糠醇和1,2-戊二醇的高效催化体系。研究发现以碱性金属氧化物为载体制备Ru基催化剂可以提高产物中1,2-戊二醇的收率和选择性,其中Ru/MnO2在最佳反应条件下最高可以得到四氢糠醇(53%)和1,2-戊二醇(32%)总收率85%。随后,实验结合了N2 吸附脱附、XRD、XPS等表征手段对反应前后催化剂进行分析并发现反应中催化剂表面会产生碱性基团与活性金属产生协同催化促进反应进行。
论文
动态法晶化合成钛硅分子筛及其脱硫性能研究
唐明宇, 王海彦, 任铁强, 魏民, 孙娜, 先宏飞
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021054
摘要(15) HTML(7) PDF 1156KB(5)
摘要:
钛硅分子筛自合成以来,因其优异的催化氧化性能,一直备受关注。本文以四丙基氢氧化铵(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。
论文
Ni对MoS2基催化剂活性相及加氢脱氮脱硫性能的影响
刘娟, 李文英, 冯杰, 高翔
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60105-6
摘要(17) HTML(12) PDF 1046KB(4)
摘要:
为了获得较多高活性II型MoS2活性相,采用四硫代钼酸铵原位热分解法制备了MoS2基催化剂,对比分析了Ni源引入方式和热分解气氛对MoS2活性相微观结构、表面元素化学状态和加氢脱氮脱硫性能等的影响。结果表明,同时引入Mo源和Ni源原位沉淀生成无定形NiMoS4后,再热分解有利于Ni取代MoS2片晶边缘的Mo原子,被修饰后的MoS2片晶保持较高的分散度、适宜的长度(3−5 nm)和堆叠层数(2−4层),从而在边缘暴露较多具有加氢和氢解活性的rim和corner活性位点。热分解气氛H2比N2更有利于Ni在热分解过程中取代MoS2边缘的Mo原子,形成更多II型Ni−Mo−S活性结构,有利于喹啉和二苯并噻吩的吸附活化和加氢反应。当加氢反应温度340 ℃、氢压3 MPa、重时空速23.4 h−1、氢油比为600和使用0.1 g NMS-H2催化剂时,喹啉加氢脱氮转化率达23.8%,二苯并噻吩加氢脱硫转化率达93.3%。
论文
MnOx/ZrO2-Cr2O3催化剂的结构及催化苯甲酸甲酯加氢性能
赵雨, 王淇锋, 宋冰洁, 孙培永, 张胜红, 姚志龙
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60104-4
摘要(13) HTML(6) PDF 1375KB(0)
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气物理吸附(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 w% Mn和2.5 w% 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%。
论文
燃煤电厂脱硫浆液中汞迁移转化及添加剂对石膏中汞稳定性影响
苏银皎, 滕阳, 张锴, 李丽锋, 王鹏程, 李圳
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021055
摘要(13) HTML(7) PDF 1745KB(0)
摘要:
以某300 MW超低排放燃煤机组现场脱硫浆液为研究对象,考察了浆液中汞迁移转化及添加剂对其影响行为,探讨了固相石膏中汞的热释放特性和环境风险。结果表明温度升高仅导致气相Hg0增加,而浆液pH升高会导致气相和固相中汞含量均有增加,Cl-$ {\rm{SO}}^{2-}_{4} $浓度升高既可以抑制浆液中汞还原为Hg0也可以促进固相石膏中汞含量增加,而$ {\rm{SO}}^{2-}_{3} $浓度升高虽然有利于汞富集于固相但会引起Hg2+部分转化为Hg0。Na2S、EDTA-2Na或DTCR-4添加剂与Hg2+反应分别生成HgS、Hg(EDTA)2或[Hg-DTCR]n,使浆液中75%以上汞转移至固相石膏中,并抑制了Hg2+还原为Hg0,其中DTCR-4对汞的固化效果最好,但热稳定性依次为Gypsum + EDTA-2Na < Gypsum + DTCR-4 < Gypsum + Na2S < Gypsum,主要原因是所生成Hg(EDTA)2、[Hg-DTCR]n和HgS(black)的稳定性差异所致。进而采用TCLP、SPLP和MEP三种方法获得了样品中汞的化学稳定性为Gypsum < Gypsum + Na2S < Gypsum + EDTA-2Na < Gypsum + DTCR-4,其原因是石膏中水溶态汞、酸溶态汞和可氧化态汞含量的差异所致。
论文
Al2O3载体负载的铂和钨双功能催化剂在甘油氢解制1,3-丙二醇中的性能研究
徐文峰, 牛鹏宇, 郭荷芹, 贾丽涛, 李德宝
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60101-9
摘要(12) HTML(7) PDF 1802KB(0)
摘要:
采用水热晶化法合成了一种高比表面积且富含不饱和五配位铝位点的棒状Al2O3,并利用等体积顺序浸渍法使钨物种先以低聚合态纳米簇的形式锚定在Al2O3载体表面。然后通过高温热处理方式使铂物种以小粒径高分散的形式与钨物种紧密接触,极大地加强了铂和钨物种之间的相互作用程度,有利于更多活性位结构的产生,显著地提高了甘油氢解制1,3-丙二醇(1,3-PDO)的催化活性。其催化反应性能评价结果表明,在固定床反应器中,反应温度160 ℃,压力5.0 MPa,10 wt%甘油水溶液连续进液时,Pt-WOx/Al2O3催化剂的甘油转化率为75.2%,1,3-PDO的收率达到了33.1%。
论文
酸活化蒙脱土在二甲醚水蒸气重整制氢中的应用
高天宇, 赵永华, 郑择, 张启俭, 刘会敏, 王欢, 冯效迁, 孟庆润
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60103-2
摘要(8) HTML(11) PDF 1127KB(0)
摘要:
采用硝酸溶液在不同温度和时间下对钠基蒙脱土进行处理,制备了一系列酸活化蒙脱土(Acid-MMT),并以其为固体酸与商品化的Cu/ZnO/Al2O3物理混合组成双功能催化剂用于二甲醚水蒸气重整(SRD)反应。结果表明,与钠基蒙脱土相比,酸活化蒙脱土的结构、织构及酸性均发生了明显的变化,且变化的程度与酸处理条件密切相关。酸活化蒙脱土的结构和酸性明显影响双功能催化剂的SRD反应性能。其中在80 ℃处理12小时的酸活化蒙脱土(Acid-MMT-80/12)与Cu/ZnO/Al2O3组成双功能催化剂表现出较好的SRD性能,在p = 0.1 MPa,t = 350 ℃,GHSV = 3000 h−1的反应条件下,二甲醚转化率和氢收率分别达到了97%和94%,且在反应10 h内基本保持不变,表现出了较好的稳定性。
论文
Zn-Al共掺杂La2O3催化剂在甲烷氧化偶联中的性能研究
黎营涛, 牛鹏宇, 王强, 贾丽涛, 林明桂, 李德宝
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60100-7
摘要(18) HTML(17) PDF 1337KB(1)
摘要:
采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了Zn掺杂和Zn-Al共掺杂的La2O3基催化剂。运用原位表征技术研究了La2O3基催化剂在OCM反应中的构效关系。通过原位XRD来检测La2O3基催化剂的高温结构变化,发现La2O3晶体在高温下沿c轴发生热膨胀。H2-TPR证明在La2O3基催化剂中有两种类型的氧物种:强结合氧和弱结合氧。根据XPS结果,强结合氧归属于为O。Zn掺杂的La2O3催化剂在高温下形成更多的氧空位,能活化氧气产生更多的强结合氧,因此在OCM反应中表现出较好的催化性能。Al的共掺杂能促进Zn在La2O3中的分散,强结合氧数量进一步增加,C2+烃选择性进一步提高。
论文
黄陵煤显微组分性质及原位热解实验研究
王越, 丁华, 武琳琳, 张昀朋, 周琦, 曲思建
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60102-0
摘要(6) HTML(6) PDF 2657KB(1)
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,最大热解温度均在470~480 ℃之间,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。
论文
热处理温度对Pt3Co二元金属催化剂氧还原性能影响及泛函密度理论研究
麦奕朗, 解相生, 王志达, 闫常峰, 刘光华
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60099-3
摘要(15) HTML(7) PDF 966KB(5)
摘要:
制备低成本、高活性、高稳定性的铂(Pt)基氧还原反应(ORR)催化剂是质子交换燃料电池(PEMFC)大规模商业化应用的关键。以钴(Co)等非贵金属与Pt掺杂制备二元合金PtM催化剂不仅可以减少Pt用量,还可以获得高于Pt金属催化剂的ORR催化活性和稳定性。本文使用浸渍还原法制备碳载铂钴ORR催化剂,通过控制热处理还原温度来控制纳米颗粒的结构、晶相、尺寸等,从而改善催化剂的ORR性能。XRD、TEM和电化学分析结果综合表明,热处理温度对纳米颗粒合金度和平均粒径有显著的影响,平均粒径和合金度随着热处理温度升高而增大。通过控制热处理温度可以获得粒径与合金度之间的最优值从而提高催化剂氧还原活性,实验发现800 ℃是低粒径和高合金度的平衡点,在所有制备的催化剂中有最高的质量活性(0.41 A/mgPt)和稳定性。进一步的密度泛函理论(DFT)计算表明高合金度的Pt3Co结构表面可以降低速控步反应势垒,提高ORR活性。
论文
疏水性离子液体对生物油水相馏分中酚类物质的萃取研究
邓晶晶, 罗泽军, 王储, 朱锡锋
当前状态:
摘要(51) HTML(17) PDF 1029KB(3)
摘要:
选用疏水性离子液体[Bmim][NTf2]作为萃取剂,对生物油水相馏分中的乙酸、苯酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚进行萃取分离研究,探究萃取时间、萃取剂添加量对萃取率的影响,并借助密度泛函理论(DFT)计算,阐明[Bmim][NTf2]与酚类化合物间的相互作用机理。研究结果表明,在最佳萃取条件(mIL/mW = 0.4、萃取时间 = 5 min)下,[Bmim][NTf2]对水相馏分中乙酸、苯酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚的萃取率分别为2.71%、95.41%、92.04%、97.98%,表明[Bmim][NTf2]对水相馏分中的酚类化合物有较好的选择性与较高的萃取率;而DFT计算结果显示[Bmim][NTf2]与酚类物质间较强的氢键吸引作用以及较弱的范德华作用力在萃取脱酚中起着重要作用。通过碱洗处理即可将[Bmim][NTf2]中的酚类化合物有效除去,实现[Bmim][NTf2]的回收与再次高效萃取。
论文
γ-Fe2O3表面HCl对汞的吸附和氧化机理研究
周文波, 牛胜利, 王俊, 李颖, 韩奎华, 王永征, 路春美, 朱英
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60098-1
摘要(20) HTML(7) PDF 946KB(4)
摘要:
γ-Fe2O3催化剂具有催化性能高、成本低等优点,被认为是一种很有潜力的汞脱除材料。本文采用密度泛函理论(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)。
论文
金属有机骨架材料在二氧化碳加氢中的应用
周程, 南永永, 查飞, 田海锋, 唐小华, 常玥
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60097-X
摘要(9) HTML(11) PDF 1862KB(1)
摘要:
大气中二氧化碳(CO2)浓度的急剧增加引起了人们的关注,并提出了许多将CO2转化为高价值化学品的策略。金属有机框架材料(MOFs)由于其独特的孔隙率、大的比表面积、丰富的孔结构、多活性中心、良好的稳定性和可回收性,可用于二氧化碳的捕获和催化转化。基于晶体多孔材料的金属有机骨架(MOF)设计和合成的各种功能纳米材料可以作为多相催化剂或载体/前体来应对这些挑战。在本文中,我们将主要关注MOFs在催化二氧化碳加氢领域的最新研究进展,包括催化加氢制备一氧化碳、甲烷、甲酸、甲醇和烯烃,分析了基于MOFs的催化剂的合成方法和提高催化活性的原因。简要介绍了提高新型MOF材料的催化活性和探索新的CO2转化可行的策略。最后,讨论了MOF型催化剂在CO2化学转化中的主要挑战和机遇,对本研究领域中进一步的发展进行了简要的展望。
论文
CO2/CH4/N2在MER型沸石中扩散和分离的分子动力学模拟
石勤
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60095-6
摘要(35) HTML(9) PDF 1616KB(3)
摘要:
采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法研究了CO2、CH4和N2在MER型沸石中的吸附性能,模拟结果与实验结果吻合证明模型和力场是可靠的。在此基础上,以纯硅MER型沸石作为对照,采用分子动力学(MD)模拟方法研究了CO2、CH4和N2在K-MER型沸石中的扩散和分离性能。结果表明:CO2、CH4和N2在MER型沸石中存在亚扩散现象,扩散方式为构型扩散,在沸石三维通道中的扩散存在各向异性。沸石与气体之间的作用力和沸石骨架外阳离子均影响气体分子的扩散能力,而沸石骨架外阳离子是影响气体分子扩散能力的主要因素。CO2和N2的自扩散系数随吸附浓度的增加而减小;CH4的自扩散系数随吸附浓度的增大先增加后减小。CO2、CH4和N2的自扩散系数随温度的升高均增加,扩散活化能大小顺序为N2 (16.51 kJ/mol) > CH4(8.39 kJ/mol) > CO2 (4.38 kJ/mol)。K-MER型沸石膜对CO2/CH4、CO2/N2和N2/CH4分离体系均有良好的分离选择性。气体分子的渗透率~104 GPU(1 GPU = 3.35 × 10−10 mol/(s/m2/Pa))。
论文
Mo-Sn催化剂上甲醇低温氧化制甲缩醛
王文秀, 高秀娟, 熊盼, 张俊峰, 宋法恩, 张清德, 韩怡卓, 谭猗生
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60094-4
摘要(30) HTML(3) PDF 1238KB(3)
摘要:
采用水热合成法制备了甲醇合成甲缩醛的新型Mo-Sn催化剂。该催化剂可以在低Mo含量时实现甲醇低温氧化高选择性制取甲缩醛。通过考察Mo含量对催化剂结构及甲醇低温氧化制甲缩醛性能的影响,发现Mo1Sn10催化剂在甲醇氧化中表现出了较好的催化性能,在140 ℃、常压反应条件下,甲醇转化率为14.2%,甲缩醛选择性达到了88.9%,并且反应过程中无COx生成。采用XRD、Raman、FT-IR、XPS、NH3-TPD及H2-TPR等表征手段对催化剂进行深入研究。结果表明,不同Mo含量的催化剂结构性能存在着明显的差别,较低含量Mo的存在更有利于Mo5+及MoOx的生成,而由此引起的酸性及氧化还原性的变化是催化剂具有良好性能的重要原因。
论文
生物质气再燃脱除流化床N2O的机理研究
李颖, 牛胜利, 王永征, 韩奎华, 周文波, 王俊
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60092-0
摘要(36) HTML(5) PDF 1558KB(12)
摘要:
利用密度泛函理论和过渡态理论,在分子水平上研究了循环流化床锅炉再燃过程中生物质气CO对CaO催化N2O脱除的影响。构建了N2O分子在CaO(100)表面的吸附模型,同时对N2O分子在CaO(100)表面的分解及还原过程进行了探究。结果表明:N2O在CaO(100)表面的异相分解相比于N2O的均相分解所需的能垒更低,CaO的存在有利于N2O的分解;CaO(100)表面的O活性位点被N2O分解产生的原子O毒化,而再燃过程中生物质气CO促进了CaO(100)表面活性位点的再生,有利于CaO对N2O分解的催化作用。
论文
气煤分选组分的结构差异及其对高硫煤热解硫变迁的影响
成春生, 申岩峰, 郭江, 孔娇, 王美君, 常丽萍
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60091-9
摘要(27) HTML(7) PDF 2099KB(7)
摘要:
利用ZnCl2溶液将两种气煤分别分选为不同镜质组含量的四种组分,通过核磁共振波谱(13C NMR)、煤岩分析仪、X射线荧光光谱(XRF)和基氏流动仪等表征分析了分选组分的碳结构、显微岩相组成、灰成分和胶质体行为,结合X射线光电子能谱仪(XPS)探讨了不同气煤分选组分对高硫煤硫分热变迁行为及焦炭中形态硫分布的影响。结果表明,随着气煤中镜质组含量增加,脂肪碳比例增大,热解过程中挥发分释放量增多,其中的氢自由基促进了形态硫的分解且及时稳定生成的硫自由基,形成含硫气体释放,使焦中硫含量降低;气煤中低密度组分的最大流动度最大、塑性区间最宽,与高硫煤共热解过程中胶质体稳定性最好;气煤中碱性矿物质主要富集在高密度组分中,导致共热解焦中硫化物硫和硫酸盐硫增加;共热解过程中,富集气煤中镜质组和选用碱性矿物质易脱除的煤种有利于焦中硫分的降低。
论文
FER分子筛Lewis酸中心对异丁烯催化转化的影响
杨佳宝, 惠宇, 秦玉才, 张晓彤, 王焕, 宋丽娟
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60089-0
摘要(20) HTML(2) PDF 2552KB(2)
摘要:
采用不同浓度六氟硅酸铵(AHFS)对FER型分子筛进行同晶置换改性,制备了一系列具有不同酸类型,酸密度及可接近性等特征的改性FER分子筛样品,运用XRD、N2吸附等温线等方法对其织构性质进行表征,通过NH3-TPD和Py-FTIR关联改性FER分子筛的酸性质,并结合反应评价系统探究了改性FER分子筛酸中心与丁烯(1-丁烯、异丁烯)骨架异构化反应间的构效关系。结果表明,根据产物收率确定,以1-丁烯和异丁烯分别作为原料时其骨架异构化的最佳反应温度均为350 ℃,以异丁烯作为原料时副反应更为明显。在脱铝过程中,由于脱铝剂和分子筛中的非骨架铝羟基物种的相互作用,产生了强弱不同的两种新Lewis酸中心,在反应过程中上述两种Lewis酸中心促进了异丁烯齐聚-裂化反应的进行,进而降低了主反应的选择性。
论文
基于赤泥载氧体的蓝藻化学链热解和气化特性研究
张海峰, 陈璐, 刘先宇, 葛晖骏, 宋涛, 沈来宏
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60087-7
摘要(30) HTML(8) PDF 1262KB(8)
摘要:
本文以高挥发分的蓝藻成型颗粒为对象,采用赤泥作为载氧体,开展蓝藻化学链热解和气化特性研究,考察赤泥载氧体对热解和气化行为的影响规律。基于流化床反应器,研究了不同温度(750–900 ℃)和不同比氧耗(0.1–0.7)下蓝藻成型颗粒化学链热解和气化过程中合成气组分分布、碳转化率和速率、有效合成气组分和合成气中H2/CO的分布规律。研究结果表明:载氧体对蓝藻成型颗粒热解气化过程具有显著的促进作用;载氧体提高了成型蓝藻挥发分释放导致的压力梯度,使得挥发分有相对发达的孔道逐步释放;化学链气化合成气中H2浓度最高,其值在45%以上,其次分别是CO2、CH4和CO;反应温度和比氧耗的增加能够提升碳转化率;当反应温度由750 ℃升高到950 ℃时,合成气中H2/CO的值由7.26下降为4.83; H2/CO随比氧耗的增加呈现先升高后降低的趋势,在比氧耗为0.5时,H2/CO的峰值为5.6。
论文
CoSOH/Co(OH)2复合纳米片的制备及其氧析出催化性能
宋卓卓, 余宗宝, 武宏大, 肖伟, 耿忠兴, 任铁强, 史春薇, 杨占旭
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60077-4
摘要(22) HTML(0) PDF 20380KB(4)
摘要:
以硝酸钴与硝酸锌为原料,加入尿素和氟化钠在反应釜120 ℃下均匀生长在碳纸上得到Zn-Co(OH)2复合前驱体,通过在室温下用5 mol/L NaOH和1 mol/L Na2S溶液将前驱体刻蚀并部分硫化合成了CoSOH/Co(OH)2复合材料,考察其在电解水析氧反应(OER)中的催化性能。利用XRD、SEM、TEM、XPS对催化剂的微观结构及物理化学性质进行了表征。结果表明,该方法可以刻蚀Zn原子,留下氧空位并引入掺杂S元素,氧空位和S掺杂对OER反应起到积极促进作用。同时,非晶的CoSOH也有较好的OER活性。CoSOH与Co(OH)2之间的协同作用使得材料表现出最优催化效果(过电位η = 310 mV,塔菲尔斜率b = 90 mV/dec)及长时间的电化学稳定性,具有较高的电催化产氧性能。
论文
低共熔溶剂低温预处理杨木及三组分结构演变规律研究
皮奇峰, 朱妤婷, 吕微, 廖玉河, 王晨光, 马隆龙
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60086-5
摘要(21) HTML(8) PDF 1942KB(4)
摘要:
低共熔溶剂(DES)脱木质素工艺由于脱除的木质素结构相对完整而受到广泛关注。然而,现有DES难以同时实现高木质素脱除率与保留木质素结构完整性。为解决这一问题,本研究考察了不同 ChCl/羧酸、氢键供受体比例,处理温度和时间对杨木木质素脱除效果的影响;并采用XRD、FTIR、GPC、HSQC表征手段对固体残渣和提取木质素进行结构表征,研究木质纤维素三组分的结构演变规律。结果表明,低温下(90 ℃),ChCl/FA木质素脱除率高于90%,木质素提取率和纯度高达63%和90%。纤维素保留率 > 98%,纤维素晶型不变(Iβ型),固体残渣结晶度高达70%。提取木质素平均分子量为1400 g/mol,β−O−4保留率高达71%,占所有连接键的84.8%,是制备单酚的理想原料。
论文
石墨烯负载Co-CeOx纳米复合物的合成及催化氨硼烷高效水解产氢
邹爱华, 徐晓梅, 康志兵, 林路贺
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60085-3
摘要(26) HTML(2) PDF 1166KB(2)
摘要:
低成本、高效率的催化剂是实现以氨硼烷(NH3BH3, AB)为化学储氢材料的水解产氢的关键。本文采用简单的浸渍还原法,制备了Co-CeOx/graphene催化剂。结果表明:合成的Co-CeOx/graphene具有良好的催化活性和循环稳定性,归因于超细的Co-CeOx粒子尺寸,Co、CeOx之间存在强的协同电子效应及Co-CeOx、graphene之间存在强金属-载体相互作用。最优化的Co-CeOx/graphene催化AB水解的转化频率(TOF)和活化能(Ea)分别为45.1 min−1、39.5 kJ/mol,TOF值分别为纯Co及Co/graphene催化剂的12倍多与9倍多,高于大多数已报道的非贵金属催化剂。
论文
基于密度泛函理论的CO2对NO异相还原影响的机理研究
周赛, 刘虎, 于鹏飞, 车得福
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60088-9
摘要(36) HTML(10) PDF 3323KB(7)
摘要:
为深入理解CO2对NO异相还原的影响,本文基于密度泛函理论,对CO2参与下的煤焦–NO异相还原反应机理进行研究,并选取armchair苯环模型模拟焦炭表面。结构优化采用B3LYP–D3/6–31G(d)方法,单点能计算采用B3LYP–D3/def2–TZVP方法。研究表明,CO2吸附后形成的羰基与吸附态NO反应生成CO2,继而CO2脱附为后续NO吸附及N2脱附提供邻近的碳活性位点。热力学研究表明,无CO2参与条件下,反应放热853.9 kJ/mol,决速步能垒为297.0 kJ/mol;CO2参与条件下,反应放出593.7 kJ/mol的热量,决速步能垒为214.1 kJ/mol。动力学研究表明,在298.15–1800 K的温度范围内,CO2参与条件下的反应速率常数大于无CO2参与条件下的反应速率常数。综合热力学和动力学研究结果发现,CO2对NO的异相还原反应具有促进作用。
论文
分子筛催化纤维素和淀粉转化制糠醛
郑洪岩, 赵子龙, 肖鲁青山, 赵文诗, 梁栩彬, 薛彦峰, 杨红, 牛宇岚, 朱玉雷
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60083-X
摘要(15) HTML(4) PDF 810KB(2)
摘要:
采用四种分子筛进行纤维素和淀粉催化转化反应,并借助X射线衍射、铝核磁、吡啶吸附红外和NH3-TPD等手段,对分子筛酸性质及孔道结构在催化纤维素和淀粉转化过程中的作用规律进行了研究。结果表明,Hβ分子筛上合适的B酸和L酸强度、数量及孔道结构使纤维素和淀粉主要反应生成糠醛。HY分子筛因酸性相对较弱,无法有效催化纤维素转化,但能有效催化淀粉生成5-羟甲基糠醛。H-mordenite和HZSM-5分子筛没有足够的L酸位,使纤维素和淀粉反应生成的葡萄糖无法异构为果糖,抑制了果糖进一步转化为糠醛或5-羟甲基糠醛的反应。5-羟甲基糠醛的生成取决于分子筛的酸性质,糠醛的生成除了由分子筛的酸性质决定,还需要合适的孔道结构。
论文
ZnOHF纳米棒用于电催化二氧化碳还原制一氧化碳
王栋, 钟达忠, 郝根彦, 李晋平, 赵强
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60082-8
摘要(24) HTML(7) PDF 2059KB(4)
摘要:
通过电催化的方式将二氧化碳资源化利用是缓解或解决目前人类面临的生态危机的理想途径之一。开发廉价高效的催化剂是推动电催化二氧化碳还原走向工业化的关键。一氧化碳是重要的工业原料,利用CO2还原制备CO具有重要的研究意义,但能够将CO2转化为CO的高活性贵金属催化剂难以大规模应用,地球储量丰富的Zn基催化剂是十分具有潜力的替代者。然而,Zn基催化剂还原活性仍然难以满足现实需求且种类不够丰富。我们首次将ZnOHF材料引入到电催化CO2还原中,通过简单水热合成法制备了不同尺寸的ZnOHF纳米棒并利用流动型电解池测试其性能。纳米棒较大的比表面积以及材料表面F原子的存在使其具有良好的催化活性,流动型电解池的使用加速了反应传质过程,在−1.28V (vs. RHE)电势下,R2-ZnOHF纳米棒的CO法拉第效率最高为76.4 %,CO分电流密度为57.53 mA/cm2
论文
WS2/C复合材料的制备及其电催化析氢性能研究
万磊, 史春薇, 余宗宝, 武宏大, 肖伟, 耿忠兴, 任铁强, 杨占旭
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60078-6
摘要(30) HTML(11) PDF 2023KB(11)
摘要:
以H2WO4和EDA为前驱体,通过机械搅拌与原位固相热解,得到WO3/C中间体,再通过高温硫化得到WS2/C复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等仪器分析方法对制备的WS2/C复合材料结构和形貌等进行表征。同时对材料进行了电催化稳态极化曲线(LSV)、塔菲尔斜率(Tafel)、循环稳定性(CP)和电化学阻抗(PEIS)和电化学活性表面积(ECSA)测试,分析了催化剂的电催化性能。结果表明,当WS2/C复合材料的电流密度为10 mA/cm2时,过电位为179 mV,Tafel斜率为98 mV/dec。
论文
CeO2/LaFeO3用于甲烷化学链重整制取合成气反应性能研究
方小杰, 赵坤, 赵增立, 夏明珠, 李海滨
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021053
摘要(8) HTML(5) PDF 1511KB(1)
摘要:
甲烷化学链重整是一种利用载氧体(金属氧化物)的部分氧化能力以实现甲烷重整制取合成气的工艺,同时氧化过程中利用水蒸气氧化,还原态的载氧体在恢复晶格氧的同时分解水蒸气制氢。利用溶胶-凝胶法制备载氧体CeO2/LaFeO3,通过X射线粉末衍射和程序升温还原等材料表征方法分析该载氧体的结构特点以及供氧能力,借助于固定床反应实验详细探讨了组分比例、反应温度对该载氧体反应性能的影响。实验结果表明,CeO2的含量对该载氧体的供氧能力有着显著影响,合适的反应温度不仅有利于甲烷活化,而且能够促进载氧体中晶格氧的迁移,从而提高载氧体的选择性。当CeO2的添加量为10%wt,反应温度为850 ℃时,该载氧体的反应性能最优,甲烷转化率可以达到94%,H2选择性和CO选择性分别可以达到为90%、83%。在连续的氧化-还原循环中保持稳定的反应性能和结构。
论文
金属负载型分子筛催化剂的NH3-SCR机理研究进展
张文博, 陈佳玲, 郭立, 郑伟, 王光华, 郑申棵, 吴晓琴
当前状态:  doi: 10.1016/S1872-5813(21)60080-4
摘要(34) HTML(2) PDF 994KB(11)
摘要:
在NH3选择性催化还原(NH3-SCR)反应中,由于具有宽温度窗口和良好的水热稳定性,金属负载型分子筛是具有广泛应用潜力的脱硝催化剂。本文综述了Cu基和Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR领域的研究进展,总结了催化剂的结构特征和NH3-SCR性能指标,并对相应的金属活性位点和反应机理进行了归纳。此外,系统介绍了密度泛函理论(DFT)计算在NH3-SCR反应机理中的应用及反应动力学的研究方法,并对比了不同催化剂体系下的表观动力学参数,为进一步研究金属负载型分子筛催化剂的NH3-SCR反应机理提供方法与思路。
论文
纳米涂层对钙钛矿基整体式催化剂催化燃烧VOCs性能的影响
吕春旺, 陈鸿伟, 胡明江, 闫立强
当前状态:  doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021052
摘要(8) HTML(17) PDF 2054KB(2)
摘要:
以堇青石蜂窝陶瓷为基体,纳米氧化物(CeO2, ɤ-Al2O3, SiO2)为涂层载体,通过悬浮涂渍法和溶胶-凝胶法两步制得LaCoO3/CeO2/堇青石、LaCoO3/ɤ-Al2O3/堇青石、LaCoO3/SiO2/堇青石三种整体式催化剂。通过XRD、SEM、XPS、H2-TPR、UT和N2 吸附-脱附等技术,对样品的物相、微观形貌、元素成分、氧化还原性、粘附强度、质构性能进行了表征分析。通过催化燃烧VOCs试验评价了整体式催化剂的催化活性、高温稳定性、停机/重启循环稳定性和水汽稳定性。试验结果表明三种催化剂均显示出良好的催化活性和稳定性,涂层类型会造成催化性能的差异。其中LaCoO3/CeO2/堇青石催化剂表现出最优的性能。当甲苯体积分数为0.1%、空速为18000 mL/(g·h)时,其T50和T90的温度分别为158 °C和214 °C;在T90温度下经历72 h的稳定性测试(高温、停启循环、水汽)后,甲苯转换率仅降低7%。表征结果显示CeO2纳米涂层有助于形成多孔蓬松结构的催化层, 同时催化剂具有较高的吸附氧比例、较强的低温还原性以及良好的粘附性。