摘要:
分别对神华煤和神华煤直接液化残渣的水蒸气和CO2气化反应性进行了研究。结果表明，水蒸气气化反应中，煤半焦的反应性强于残渣半焦；CO2气化反应中，残渣半焦的反应性强于煤半焦。这主要是影响煤和残渣水蒸气和CO2气化反应性的关键因素不同。水蒸气气化反应受煤化程度的影响较大，而CO2气化反应受煤化程度的影响较小，受矿物质催化作用的影响大。
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在管式电炉还原性气氛下，对煤灰进行1300℃和1400℃的高温热处理。同时，在小型膜式水冷壁气流床气化炉热模装置中进行煤气化实验。利用XRD、SEM和EDS等方法，考察了热处理后灰渣与煤气化所得炉渣的表面形态、内部微观结构、矿物组成等结构特性，并对管式电炉内进行灰渣热处理实验的可行性进行评估。结果表明，热处理温度和灰渣流动温度对灰渣的结构具有重大影响，热处理温度高于灰渣流动温度约10℃时，灰渣中含有大量矿物晶体且表面形态粗糙，内部微观结构凹凸不平，灰渣难于流动；热处理温度高于灰渣流动温度约100℃时，渣中大部分矿物晶体已变成无定形的玻璃体物质，灰渣表面及内部微观结构变得光滑均匀。采用管式电炉模拟气化炉内灰渣氛围，研究气化炉操作温度对灰渣结构的影响，具有一定的可行性。
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采用Gibbs自由能最小法，对流化床煤与甲烷共转化过程进行了热力学分析。在保持体系绝热温度为常压流化床煤气化的操作温度1273K下，将煤与甲烷共转化过程的冷煤气效率、产出合成气的单位有效能氧耗及H2/CO比等指标与单纯煤气化过程进行了比较。结果表明，在煤气化体系中增加甲烷进料，能使冷煤气效率提高，单位有效能氧耗降低，产出合成气的H2/CO比可调。此外，甲烷可作为部分氢源，降低过程水耗。从热力学角度证明了煤与甲烷共转化方法对于有效利用煤层气的优越性，所得出的操作线也为该过程的实际操作指出了方向。
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煤灰的烧结温度对流化床燃烧及气化炉的设计和运行有着很重要的作用。利用所建的压差法煤灰烧结温度测量装置，在分析了灰样放置方式对煤灰烧结温度测量影响的基础上，测量了不同反应气氛下不同煤灰的烧结温度，并获得了煤灰成分以及反应气氛对煤灰烧结特性的影响。结果表明，煤灰的酸碱比越大，其烧结温度越高，同时煤灰的含铁量增加将明显降低其烧结温度；还原性气氛下煤灰的烧结温度低于氧化性气氛下煤灰的烧结温度，而在H2气氛下，具有适当的Fe2O3、Na2O、SO3配比的煤灰容易产生低温共熔体Na2SFeS，使得H2气氛下的烧结温度低于CO气氛下的煤灰烧结温度； 典型流化床气化下煤灰的烧结温度介于CO气氛和H2气氛下煤灰烧结温度之间,并且更接近于CO气氛。
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选取九种不同灰熔融温度的煤样，利用X射线衍射分析方法，研究了煤灰的矿物质组成及含量对灰熔融温度的影响，以及弱还原性气氛下不同温度煤灰熔融过程中的矿物演变过程及其对灰熔融温度的影响。结果表明，815℃煤灰的主要晶体矿物质组成为石英、硬石膏、赤铁矿、氢氧钙石和石灰等。一般情况下，煤灰中氢氧钙石含量低，硬石膏和赤铁矿含量高的煤，灰熔融温度较低。在还原性气氛下，随着温度的升高，煤灰中的石英、硬石膏、氢氧钙石等结晶矿物含量逐渐减少，生成新的矿物质。莫来石的生成是导致煤灰熔融温度高的主要原因。低灰熔融温度煤灰在加热过程中，在1100℃时，钙长石和铁钙辉石的生成起到了降低煤灰熔融温度的作用。
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利用酸洗法和燃烧法分别得到煤中的有机物（脱灰煤粉）和煤灰，研究了煤变质程度、显微组分、煤灰含量等煤质特性对CeO2催化煤粉燃烧的影响。研究发现，变质程度对CeO2催化煤粉燃烧具有明显的影响，变质程度越高的脱灰煤粉燃点降低越多，燃速提高越快。其催化燃烧顺序为褐煤<烟煤<无烟煤。同时研究发现，CeO2对神华烟煤两种主要显微组分的燃烧没有明显的催化作用。煤灰对脱灰煤粉燃烧也有催化作用，对人工煤而言，当煤灰含量低于18%时，煤灰与CeO2具有协同作用。煤灰的质量分数为6%时，煤灰与CeO2的协同作用最强，之后随着煤灰增加协同作用逐渐变弱；当煤灰的质量分数超过18%时，协同作用消失，CeO2的催化作用消失。说明煤灰含量超过18%时，CeO2的催化作用被抑制。
摘要:
对照优质道路沥青改性剂TLA，考察了六种煤基重质产物对滨州90#沥青的改性作用及作用原理。实验结果表明，六种改性剂对滨州90#沥青均表现出一定的改性作用。依据美国ASTM D5710-95以及英国BSI BS3690对TLA改性沥青的标准，六种改性沥青中，四种符合标准要求，其余两种不符合延度指标要求。FT-IR谱图分析表明，煤液化或煤油共处理重质产物的添加，没有生成新官能团，但使官能团的分布发生了变化，从而改善了基质沥青的路用性能，添加TLA，可增加C-O和S-O极性官能团，可增加沥青与石料的作用；煤焦油沥青过高的芳香结构，妨碍了其与基质沥青的混合作用。结合四组分分析结果，基于沥青胶体化学理论分析，发现不符合要求的改性沥青具有较高的饱和分含量，导致了较小的CI值（胶体指数），不利于沥青胶体结构的稳定。按线性加和法计算得到的改性沥青CI值与实测值的差距表明,改性过程包含有一定程度的化学反应。
摘要:
利用惰性溶剂从生物质中提取得到相应抽提物，在热重红外联用仪上研究了抽提物的热裂解行为，并探讨了其对生物质热裂解的影响。结果表明，因不同种类生物质中木质素结构单元中紫丁香基和愈创木基数量不同,从而导致抽提物成分存在差异，相应的热裂解产物分布也不一致。水曲柳抽提物因含有较多的酚类物质而在热解高温段生成了甲醇和甲烷。相比于原样，抽提残渣反应活化能增加，且主要产物析出时间提前，同时酸类物质和直链烷烃析出量减少，而水、CO2、CO和醛类物质的产量则有所增加。
摘要:
研究了温度对稻草流化床快速热解中热解油产率的影响，利用GC/MS、FT-IR考察了不同热解温度(300℃~600℃)及冷凝温度(22℃、－4.4℃)下，稻草经过热解所获得的热解油组成。结果表明，稻草在400℃热解温度下可获得最高热解油产率43.1%；冷凝温度对热解油的品质有较大影响，降低冷凝温度能够增加热解油中有机物的含量，热解油中的水分含量随之降低，同时热解油的热值也随之得到提高。
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等体积浸渍法制备了KF/CaO固体碱催化剂，用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油，在反应体系中引入超声作为辅助条件。研究表明，KF/CaO催化活性高。在超声的辅助作用下，酯交换反应速率加快，生物柴油的收率提高。实验考察了反应条件对产品中脂肪酸甲酯含量的影响。醇油摩尔比为12∶1，反应温度65℃，催化剂与大豆油的质量比为3%,反应1h，超声频率20kHz，超声声强1.01W/cm2，在此反应条件下，产品中脂肪酸甲酯的质量分数达到99.6%。
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在提升管催化裂化中试装置上，考察了操作苛刻度对重油催化裂化（RFCC）装置沉降器中油气重组分，特别是大于550℃的馏分以及油浆中胶质、沥青质的影响，并结合操作苛刻度对产品分布的影响规律，建立了操作苛刻度函数。结果表明，随着操作苛刻度的提高，油浆中的馏分呈现出中间馏分增加，两端馏分降低的变化趋势，并且油浆中大于550℃馏分的含量明显减少，油浆中的胶质、沥青质含量减少。随着操作苛刻度的提高，在一定范围内轻质油收率基本不变，但是达到一定反应程度后，轻质油产率明显降低。建立的操作苛刻度函数为合理控制操作条件，保证目的产物收率的同时降低了油气中重组分的含量，从而为防止沉降器结焦提供了操作依据。
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利用酸改性和负载钼的酸改性高岭土作为吸附剂研究了环己烷中的卟啉钒（钒氧2, 3, 7, 8, 12, 13, 17, 18八乙基卟啉，VO-OEP）在这两种吸附剂上的吸附行为，从热力学角度探讨了吸附机理。结果表明，两种吸附剂对卟啉钒的吸附符合Langmuir吸附等温线，卟啉钒单层吸附在改性高岭土上；吸附表现为自发热过程，吸附热均大于40kJ/mol，说明吸附形成了化学键。
摘要:
采用程序升温还原（TPR）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征手段对共浸渍法制备的不同磷含量NiMo/γ-Al2O3催化剂进行了表征，研究了磷含量对NiMo/γ-Al2O3催化剂活性相结构的影响。TPR研究表明，磷能够减少四面体配位Mo物种的数量，增加八面体配位Mo物种的数量，促进高活性Ⅱ型"Ni-Mo-S"活性相的形成。HRTEM研究表明，随磷含量的增加，MoS2颗粒堆积层数增加，催化剂的加氢选择性提高；适量磷能够增加边角位有效Mo原子的分散度(fMo)，增加催化剂表面加氢脱硫（HDS）和加氢脱氮（HDN）活性位的数量。上述结论得到了XPS表征的证实：适量磷增加了催化剂表面Mo原子浓度、提高有效助剂比率（PR）和提升比率（Ni/Mo），相应催化剂表现出最高的HDS和HDN活性；但过高磷含量能够引起MoS2颗粒过度堆积，片层长度过长，导致活性位数量减少，催化活性降低。
摘要:
以油溶性过氧化叔丁醇(TBHP)为氧化剂，采用钼（Ⅵ）类催化剂，对油品中性质稳定的氮化物咔唑进行了催化氧化研究。考察了钼催化剂及其载体对咔唑氧化的影响。结果表明，在无负载条件下，乙酰丙酮钼（MoO2(acac)2）的催化活性略高于三氧化钼（MoO3）；经弱酸性树脂（D113）负载后，MoO3催化活性显著提高；三种载体（Al2O3、树脂D113和树脂D751）均能提高钼催化剂的活性，使咔唑转化率达到65%以上，其中MoO3/Al2O3催化活性最高。杂金属Ni和Co的加入导致MoO3/Al2O3催化活性降低。其次，进行了氧化反应选择性研究，实验发现在反应液中含有二苯并噻吩时，TBHP/MoO3/D113能优先氧化咔唑；而TBHP/MoO3/D751对咔唑和二苯并噻吩具有近似的氧化活性。最后根据光谱数据对咔唑系列产物的结构进行了初步推测。
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制备了负载型Au/TS-1催化剂，采用XRD、SEM、TEM等方法进行了表征，并将其应用于选择性催化氧化NO反应，考察了各工艺条件对NO催化氧化效率的影响。结果表明，Au/TS-1催化剂具有良好的结晶度，Au粒子成功地负载在TS-1上。该催化剂在选择性催化氧化NO反应中具有优异的低温催化氧化活性，在NO体积分数为1×10－3，O2含量为10%，空速为5000h－1, Au的负载量为1.0%，180℃时，NO的氧化率高于55% (此时最适宜吸收处理)；260℃时，氧化率可达到78%。
摘要:
实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂。采用浸渍法模拟碱金属中毒，研究了中毒及再生对催化剂脱硝活性的影响，运用XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS技术表征分析了碱金属对催化剂的失活作用。实验表明，碱金属能使催化剂活性降低，钾的毒性大于钠。FT-IR结果显示，催化剂以Lewis酸作为活性酸位。H2-TPR、XPS结果表明，钾的加入降低了催化剂的氧化能力，主要影响了催化剂表面的吸附氧。采用单纯的水洗方法并不能提高催化剂活性，而酸洗再生后催化剂在较高反应温度下活性得到较好的恢复。
摘要:
研究了不同硫化物在CeY上吸附后的红外光谱，总结了吸附作用机理；以噻吩作为模拟油中的硫化物，根据红外光谱信息研究烯烃对CeY分子筛选择性吸附脱硫性能的影响。结果表明，不同硫化物与CeY分子筛的作用方式不尽相同，但都在分子筛表面发生催化反应；CeY分子筛阳离子和烯烃的双键发生了σ—π络合，从而跟与CeY存在SM作用的噻吩形成了竞争吸附。噻吩存在下，烯烃在CeY表面发生了更为严重的催化反应，生成了大分子聚合物，占据吸附剂活性位的同时堵塞了分子筛表面孔道，导致CeY分子筛的脱硫性能显著降低。
摘要:
模拟两段法合成汽油工艺的反应条件（360℃、2MPa），通过控制甲醇的脱水量或在该气氛下对HZSM-5进行水热预处理，考察了水对催化剂稳定性及油相产物的影响。XRD、BET、FT-IR、SEM和NH3-TPD等表征手段表明水热预处理后的分子筛具有晶粒小、中孔多和酸强度低等特点，能显著提高汽油收率和异构烷烃选择性。甲醇在HZSM-5分子筛上发生脱水反应，产生的水热气氛造成强酸中心失活。
摘要:
采用共沉淀法，制备了纤维状CD501甲醇合成催化剂，采用SEM、TEM、XRD和BET等手段对催化剂进行了表征；并将其进一步和γ-Al2O3进行混合，获得了Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2+γ-Al2O3双功能催化剂，考察了其在浆态床中一步法合成二甲醚过程的催化特性。结果表明，相比商业催化剂(COM)和LP201催化剂，新型的CD501催化剂具有更大的比表面积和Cu/Zn分散性。对于浆态床中一步法合成二甲醚过程，采用CD501与γ-Al2O3双功能催化剂，相比采用COM或LP201与γ-Al2O3双功能催化剂，CO转化率提高了一倍，且经过270h测试，CO转化率从61%降至57%，二甲醚时空产率从0.54g/(g·h)降至0.48g/(g·h)，稳定性显著优于COM催化剂。当反应温度为250℃，压力为4.0MPa，空速为3000mL/(g·h)，氢碳比为1.0时，该催化剂应用在浆态床一步法合成二甲醚时，CO转化率为61%，DME时空产率达到0.54g/(g·h)。
摘要:
通过氧化还原法合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2)，而后浸渍负载一定量的Ce 。 采用TG-DSC、XRD、低温氮气吸附脱附、TEM、FT-IR、Uv-vis、O2-TPD、H2-TPR以及XPS等技术对制备材料的结构和氧化还原性能进行了表征，考察了催化剂的二甲醚催化燃烧反应性能。结果表明，低掺杂量的Ce高度分散在OMS-2中；高含量时存在独立的CeO2。光谱测试结果表明，Ce的掺杂并未对OMS-2的晶型产生影响。XPS结果表明，Ce的掺杂会提高OMS-2中晶格氧的量。 O2-TPD 和H2-TPR 结果表明，制备的催化剂具有比较丰富的氧物种，低温下易还原，因而在二甲醚催化燃烧中表现出了良好的催化活性和热稳定性。起燃温度在160℃左右，完全燃烧温度在170℃左右，反应产物仅有二氧化碳和水，并且反应后催化剂晶型保持不变，没有积炭产生。
摘要:
为考察乙醇用于固体氧化物燃料电池的可行性，用柠檬酸溶胶凝胶制备阳极催化材料Ni-ZnO-ZrO2，利用机械混合法制备Ni-ZnO-ZrO2-YSZ(Y2O3稳定的ZrO2)阳极。用涂覆法，在YSZ电解质上，制备了Ni-ZnO-ZrO2-YSZ/YSZ/LSM（La0.85Sr0.15MnO3）与Ni-YSZ/YSZ/LSM的单体电池。在不同蒸发器操作温度、电池操作温度和乙醇蒸气流量下，以乙醇为燃料进行发电实验，对两种阳极的电池发电性能进行比较。实验结束后，用SEM检测了两种电池阳极的表面。结果表明，Ni-ZnO-ZrO2-YSZ阳极SOFC的电池输出性能明显高于Ni-YSZ阳极，且Ni-ZnO-ZrO2-YSZ阳极具有较好的抗积炭能力。
摘要:
使用密度泛函理论对Fe3O4 (111)，(110)和(001)的表面结构及稳定性进行了研究。Fe3O4 (111)表面有六种不同的终结形式，其中以四面体或八面体铁层终结的结构最稳定。对于(110)和(001)表面而言，分别有两种终结，且能量相近。计算结果与实验结果非常吻合并且合理解释了实验结果的争议性和复杂性。表面自由能的计算表明，(111)表面在热力学上不如(110)和(001)表面稳定，它的形成应该是动力学控制过程。
