摘要: 采用灰熔点测定仪、X射线荧光仪、X射线衍射仪和FactSage软件相结合对生物质（花生壳、稻壳）与高灰熔点长治煤混合灰的熔融特性及其熔融机制进行了研究。结果表明，两种生物质灰都可以降低长治煤的灰熔融温度，花生壳灰助熔效果优于稻壳灰，这主要与它们的化学组成和赋存形态有关。低熔点长石类矿物（钙长石、钠长石）和白榴石的生成是花生壳与长治煤混合灰熔融温度降低的主要原因；长石类矿物的生成及其与SiO2 结合生成的低温共熔物引起稻壳与长治煤混合灰熔融温度降低。热力学计算表明，在碱性氧化物Na2 O、CaO、K2 O存在时，SiO2 和Al2 O3 优先与其反应生成低熔点硅铝酸盐，一定程度上抑制了高熔点莫来石矿物的生成，从而起到助熔作用。混合灰的熔融过程可以分为含钾矿物熔融和含钙矿物熔融两个阶段，两类矿物熔融顺序：含钾矿物先于含钙矿物。
摘要: 以中国特殊显微组分树皮体作为研究对象，并与镜质体和树皮煤进行比较，通过热重实验分析了树皮体的热行为特性，并运用原位加热透射电镜（HRTEM）研究了树皮体在线受热后其化学结构变化特征，并进一步分析了树皮体热性质特性的原因。研究表明，相比于镜质体和树皮煤，树皮体在受热过程中的失重总量和热解最大速率均高，而三个样品的热解最大速率温度接近。在350 ℃之后，树皮体和镜质体的化学结构均具有定向性，且随着温度的升高，其定向性越明显。树皮体和镜质体分别在400和450 ℃时，呈现芳香层片堆积。同一温度条件下比较发现，树皮体和镜质体化学结构中以萘、2×2和3×3条纹为主；其次是4×4和5×5条纹。相比较而言，树皮体的萘含量高于镜质体，而镜质体中的3×3、4×4和5×5条纹的含量高于树皮体。在350-500 ℃，随着温度的逐渐升高，树皮体和镜质体中的萘含量增加，在450 ℃时，其萘的含量达到最高。树皮体的热解行为特性与其加热过程中化学结构特征变化有关，尤其是萘的含量变化。
摘要: 采用逐级化学提取结合ICP-OES方法，研究了高硫石油焦燃烧过程中重金属元素钒的赋存形态和迁移转化行为，并结合热力学分析方法，探讨了其化学反应机理。石油焦中钒的赋存形态主要为有机质结合态和稳定态。随着燃烧温度的升高，有机质结合态的钒发生快速分解直至消失，且与Ca、Na、Fe和K等矿物质反应，转化为水溶态和部分离子可交换态、碳酸盐结合态、氧化物结合态钒。稳定态钒主要是与其他矿物质形成非晶态结构物质存在于石油焦中，在高温燃烧过程中，会部分熔融转化并释放出少量的钒。石油焦中钒的挥发性随着燃烧温度和燃尽率的升高逐渐增大，且呈现阶段性挥发的特点。温度高于1100 ℃，有机质结合态的钒快速分解，且部分转化为具有挥发性的VO2 等化合物，致使钒的挥发率急剧增大。
摘要: 采用热重红外质谱联用法（TG-FTIR-MS）和水平管式热解炉/化学吸收法，对比研究了矿化垃圾（ARDF）和常规垃圾（NRDF）衍生燃料热解过程腐蚀性气体（HCl和H2 S）的析出特性，分析了热解温度及热解类型对析出行为的影响并对热解固相产物腐蚀性元素的赋存特点进行了考察。结果表明，慢速热解过程，两者腐蚀性气体的析出特征温度区间相似，均分为两段，HCl析出区间为200-400和420-500 ℃，H2 S析出区间为230-370和380-670 ℃，而ARDF表现为较低的HCl和H2 S析出率；快速热解过程，两者腐蚀性气体的析出受热解温度影响较大，且规律有所差别：随热解温度的升高，HCl析出率呈S型变化（先高后低再高），而H2 S析出率呈正相关，均在850 ℃达到峰值，其中，HCl析出率分别为48.8%（ARDF）和29.4%（NRDF），H2 S析出率分别为6.8%（ARDF）和44.6%（NRDF）。因腐蚀性气体差异性的析出规律，两类垃圾热解固相产物腐蚀性元素的赋存与热解温度相关，ARDF的Cl和S元素最高赋存率分别可达59.4%（450 ℃）和84.3%（750 ℃），而NRDF的Cl和S元素最高赋存率分别仅为36.7%（850 ℃）和15.2%（650 ℃）。说明在合适的热解条件下，相比NRDF，ARDF腐蚀性元素不易释放，倾向于固相赋存，此为不同垃圾衍生燃料的热利用提供了一定依据和参考。
摘要: γ -Valerolactone (GVL), as a sustainable platform chemical, were produced through an aqueous phase hydrogenation of biomass-derived levulinic acid (LA) in the presence of supported ruthenium catalysts, in which the catalysts were prepared by solvent-free microwave-assisted thermolytic method. The effects of catalyst support, reaction media, pressure, temperature and LA initial concentration were investigated to obtain the optimum conditions for high γ -valerolactone yield. 5% Ru/AC catalyst exhibits a more superior catalytic performance compared with Ru/CNT, Ru/FCNT, Ru/γ -Al2 O3 -MW and Ru/γ -Al2 O3 -IM at 100℃ and 2.0 MPa of 0.10 g/mL LA concentration in water solution. This superior performance is attributed to the higher dispersion of metallic Ru over coconut shell activated carbon. GVL can be produced with a good yield of > 99% under optimum conditions, and has the potential to provide a green, renewable platform for biotransformation.
摘要: Using montmorillonite (MMT), a natural layered clay, as the layered precursor, nanosheets of Ni/MMT are obtained via a facile method, in which the nickel components are introduced on to the surface of the exfoliated MMT nanosheets dispersed in water via deposition-precipitation with nickel nitrate and urea. Due to their unique properties originated from the two-dimensional (2D ) structure, which favors mass transfer and diffusion of the aromatics and their hydrogenation products over the catalyst during reaction, the obtained nanosheets of Ni/Clay show higher efficient for hydrogenation of aromatics than Ni/SBA-15 and Ni/γ -Al2 O3 catalysts. And the highest TOF for hydrogenation of tetralin over the nanosheets of Ni/Clay is obtained as nickel loading being high to 18.5%.
摘要: 采用原位合成法在γ -Al2 O3 表面合成了锌铝水滑石，再通过顺次浸渍法制备了一系列掺杂稀土改性的M （M =Y、La、Ce、Sm、Gd）/Cu/ZnAl催化材料，并将其应用于甲醇水蒸气重整制氢反应。探讨了稀土掺杂改性对Cu/ZnAl催化剂催化性能的影响，并采用XRD、SEM-EDS、BET、H2 -TPR、XPS和N2 O滴定等手段对催化剂进行了表征。结果表明，催化剂的活性与Cu比表面积和催化剂的还原性质密切相关，Cu比表面积越大，还原温度越低，催化活性越高。稀土Ce、Sm、Gd的引入能改善活性组分Cu的分散度、Cu比表面积以及催化剂的还原性质，进而提高催化剂的催化活性。其中，Ce/Cu/ZnAl催化剂表现出最佳的催化活性，在反应温度为250 ℃时，甲醇转化率达到100%，CO含量为0.39%，相比Cu/ZnAl催化剂，甲醇转化率提高了近40%。
摘要: 运用密度泛函（DFT）理论，采用Materials Studio 8.0，用GGA/BP方法研究了C6 H2 （OH）3 CH3 氧化成羟基苯甲酸的反应路径。结果表明，甲基上的氢原子被氧化成羟基以及羟基被氧化为醛基及醛基被氧化成羧基均为放热过程。分子C6 H2 （OH）3 CH3 中甲基氧化成羧基的主路径为三个氢原子氧化反应路径，其路径为C6 H2 （OH）3 CH3 +3O→C6 H2 （OH）3 C（OH）3 →C6 H2 （OH）3 COOH+H2 O，该路径受限于羟基直接被氧化成羧基过程，需克服130 kJ/mol的反应势垒，反应速率常数对数ln（k ）为-22.96 s-1 ；醛基、羟基优先被氧化成羧基的顺序为：-CHO > -C（OH）3 > -HC（OH）2 > -H2 C（OH）；提高反应温度、氧气浓度均有利于羟基苯甲酸的生成，适当的催化剂有利于促进整个反应的进行。
摘要: 通过浸渍法制备不同含量SiO2 改性的Co/Al2 O3 催化剂, 结合N2 吸附-脱附、XRD、H2 -TPR、XPS等表征手段, 研究SiO2 助剂对钴基催化剂物相结构、还原行为及F-T合成性能的影响。结果表明, 适量的SiO2 改性后, 有效地减弱了载体与活性组分钴之间的相互作用, 显著地提高了催化剂的还原度和催化活性。但继续增加SiO2 的含量, 催化剂的还原度继续提高, 分散度同时下降32%, 与未改性之前相比, 催化剂的活性基本没有改变。
摘要: 以模型费托合成Fe基催化剂为研究对象, 在纯CO气氛中对催化剂进行不同时间的预处理, 采用多种手段对预处理后催化剂的物理化学性质和抗磨损能力进行了表征。结果表明, 在预处理初期, 随着预处理时间的延长, 催化剂的炭化程度显著提高, 伴随着催化剂比表面积的降低和颗粒粒径的减小, 而催化剂的抗磨损能力逐渐提高。当预处理时间超过72 h后, 继续延长预处理时间, 催化剂的炭化程度不再增加, 而积炭程度逐渐增加, 伴随着催化剂比表面积和颗粒粒径的增加, 催化剂的质量也同时增加, 并导致催化剂的抗磨损能力逐渐降低。
摘要: 以Pt/SAPO-11双功能催化剂为基础, 对催化剂载体进行柠檬酸、炭黑改性, 以正十四烷为模型化合物, 通过催化剂表征和反应评价, 探索了催化剂载体的改性对正十四烷临氢转化性能的影响。结果表明, 异构化产物以单甲基异构物为主, 改性没有改变催化剂的酸强度, 但使得酸浓度有所下降。通过柠檬酸调变催化剂的酸性使得催化剂的低温催化活性显著提高, 采用炭黑扩孔改性, 有效改善了催化剂的传质性能, 提高了催化剂的单甲基异构体选择性。柠檬酸和炭黑改性的催化剂裂化产物均以C6 为主, 改性并没有改变SAPO-11分子筛的孔道限制效应, 裂化产物呈现一定的择型效应, 裂化产物分布呈现出不对称分布的特点。
摘要: 先采用共沉淀法制备出Co-Al类水滑石, 其经煅烧后形成的复合氧化物用作载体制备出一系列Ru/Co-Al-O负载型催化剂, 并采用XRD、BET、FT-IR等方法对其结构性能进行表征分析, 最后以木质素生物质油的典型含氧化合物对甲基苯酚为模型, 测试所制催化剂的加氢脱氧性能。主要研究了载体中Co/Al物质的量比、催化剂还原温度等因素对催化剂加氢脱氧活性的影响, 并优化了HDO反应温度。结果表明, 当Co/Al物质的量比为3：1, 催化剂还原温度为350 ℃, 反应温度为275 ℃时, 催化剂的加氢脱氧活性最高, 催化对甲基苯酚加氢脱氧反应的转化率和脱氧率都达到了100%。
摘要: 通过浸渍法制备了Fe和Cu含量比不同的系列Fe-Cu/ZSM-5催化剂, 利用XRD、H2 -TPR、NH3 -TPD和原位DRIFTS等技术对催化剂进行了表征, 并对其NH3 -SCR脱硝性能进行了研究。结果表明, 双金属改性的Fe-Cu/ZSM-5催化剂活性温度窗口拓宽, 其中, Fe-Cu/ZSM-5 1:4催化剂脱硝性能优异, 250-450 ℃下脱硝效率均超过90%, 335 ℃时脱硝效率达到最大值96.46%。铜和铁物种能以无定型氧化物良好分散于载体表面, 双金属负载改性催化剂保留了ZSM-5的晶体结构。Fe-Cu/ZSM-5 1:4催化剂具备丰富的酸性位、良好的氧化还原性能, 一定温度条件下NH3 -SCR反应过程中同时存在E-R机理和L-H机理, 且E-R机理反应起始温度低于L-H机理; 200 ℃为催化脱硝反应的起活温度。
摘要: 针对废弃SCR脱硝催化剂常规再利用处理后存在SO2 氧化率高的问题, 提出了一种新型的废弃催化剂再利用新工艺, 包括酸洗、还原酸浸和活性组分负载等步骤, 以有效控制再利用催化剂的SO2 氧化率。实验考察了经不同步骤处理后所得催化剂的组分、脱硝效率和SO2 氧化率的变化情况, 并对催化剂进行了深入的分析表征。结果表明, 新鲜催化剂、废弃催化剂、常规再利用催化剂、新型再利用催化剂的脱硝效率和SO2 氧化率分别为99.0%和0.43%、77.0%和0.46%、94.2%和0.80%、99.3%和0.48%, 采用本方法获得的再利用催化剂不仅脱硝效率完全恢复, 而且SO2 氧化率得到了很好的控制。通过对催化剂的分析表征发现, 采用常规再利用技术不能有效清除废弃催化剂表面的高聚态钒物种, 而本方法则可以有效清理这类高聚态钒物种, 并以高度分散的钒物种进行替代, 从而有效控制再利用催化剂的SO2 氧化率。
摘要: 采用水热法合成了MCM-41和不同Co/Si物质的量比的Co-MCM-41介孔材料, 并采用XRD、FT-IR和低温氮气吸附-脱附方法对样品进行了表征。FT-IR及XRD表征结果说明, Co原子已经进入了介孔材料的孔壁。合成的MCM-41及Co/Si(物质的量比)为0.18以下的Co-MCM-41都具有六方有序排列的介孔结构。当加入的Co/Si(物质的量比)为0.22时, 样品的(100)峰完全消失, 不具备六方有序排列的介孔结构, 说明以硝酸钴为钴源合成Co-MCM-41的最大Co加入量为Co/Si(物质的量比)为0.18左右。与MCM-41相比, 各Co-MCM-41样品的XRD(100)峰随着Co加入量的增加逐渐变宽变弱, 比表面积和孔容变小, 平均孔径增大。当加入的Co/Si物质的量比大于0.06时, Co-MCM-41的介孔孔道中存在少量聚集态的Co3 O4 。利用合成的Co-MCM-41吸附脱除氮含量为1737.35 μg/g模拟燃料中的碱性氮化物喹啉、苯胺或吡啶, 结果表明, 所有样品的吸附脱氮效果顺序为苯胺>吡啶>喹啉。Co-MCM-41(0.06)的吸附容量和氮脱除率明显要高于其他样品, 对苯胺、吡啶和喹啉的吸附容量分别为42.17、35.66和29.18 mg(N)/g, 去除率分别为82.38%、73.53%和61.11%。添加到模拟燃料中的芳烃化合物萘、苯或甲苯对其吸附脱氮没有影响, 表明介孔材料Co-MCM-41对各种含氮化合物的吸附主要是N原子与Co的配位络合吸附, 而不是π-π 络合作用。采用焙烧或乙醇溶剂洗涤再生后的Co-MCM-41(0.06)恢复了吸附脱氮能力, 说明其具有较好的再生性能。
摘要: 以Al2 O3 为载体, RuCl3 ·x H2 O及Ni(NO3 )2 ·6H2 O为活性组分前驱体, 采用吸附-沉淀法制备系列Ru-Ni/Al2 O3 催化剂, 以马来酸二甲酯(DMS)催化加氢为探针反应, 考察了活化条件和Ni的添加量对催化剂性能的影响。随Ni负载量的升高, Ru-Ni/Al2 O3 催化剂活性呈现先升高后降低的趋势, 在Ni：Ru的原子比为6：1时(催化剂Ru1 Ni6 /Al)催化活性最高。催化剂Ru1 Ni6 /Al在氢气中200 ℃直接还原后的平均转化率与氢气中400 ℃还原后的平均转化率接近, 达到了单组分Ru/Al催化剂的1.5倍以上。XPS、XRD、H2 -TPR数据表明, Ru与Ni之间发生了较强的相互作用, Ni的加入促进了金属Ru在载体上的分散, 提高了催化活性。
