摘要: 在超临界水条件下，生物质及固废气化转化为H2 或者CH4 等气体产物是其高值化利用的重要手段。鉴于高温高压的复杂水热环境以及生物质和固废的复杂组分，超临界水气化制气目前仍存在一些亟需解决的关键科学问题。在超临界水条件下，为了促进原料尽可能的定向转化为目标产物，如H2 和CH4 等，通常制备各种不同功能的催化剂并加入反应过程以实现目标产物的最大化，如Al2 O3 、SiO2 、TiO2 、ZrO2 、MgO、Y2 O3 、CeO2 、Si-Al、Zeolite、碳纳米管以及活性炭等不同载体负载不同活性组分（Cr、Ni、Zn、Ru、Rh）的催化剂。因而在水热环境下，尤其在超临界水条件下，催化剂的长期稳定运行十分重要。因此本论文针对目前超临界水环境下常用催化剂载体的稳定性以及活性金属组分失活等现象进行了探讨，以期对于超临界水环境下高稳定性催化剂的选取提供理论指导。在超临界水条件下，催化剂对于含碳原料的裂解、甲烷化以及水煤气变化反应程度的影响决定了系统整体气化效率；但甲烷的生成机制仍不明确，因而本论文重点探讨了甲烷的生成机制以及催化剂对甲烷的作用机制。
摘要: 利用热解技术将生物质转化为高值含氮化学品或含氮炭材料能够显著提升生物质的利用价值，且明显降低含氮物质带来的环境污染风险。因此，明晰热解过程中氮元素的迁移转化机制对促进生物质热解技术的开发具有重要意义。本研究归纳了不同种类生物质中氮元素的赋存形式及含量；以固、液、气相热解产物中氮元素的分布为基础，概述了氮元素从生物质向热解产物迁移转化的反应机制；总结了燃料性质、预处理方法及热解条件对氮元素迁移转化的影响，并对未来生物质热解过程中氮元素迁移转化机制的研究方向进行了展望。
摘要: 煤与生物质共气化作为实现这两种含碳资源高效清洁利用的重要技术路径，对于实现“碳中和”、“碳达峰”有着积极促进的作用。共气化不仅有助于克服煤单独气化衍生的系列问题，减少SOx x
摘要: 催化热解技术可将废塑料转化为高品质的碳纳米管（CNTs），实现废塑料的回收和高价值利用。然而，塑料催化热解过程复杂，影响因素繁多，且碳纳米管的生长机制不清，因此，本综述从塑料种类、温度、催化剂等角度阐述了塑料结构以及热解过程对碳纳米管生长过程以及结构特性的影响，并解析了碳纳米管的成核和成长过程机理。发现挥发分种类和温度会对CNTs结构产生影响，而催化剂的性能将影响碳纳米管的直径和生长方式；催化剂与CNTs之间的作用力大小取决于催化剂的种类，CNTs边界的碳扩散强度又受反应条件、催化剂和碳源种类的影响，两者之间的相对大小决定CNTs成核和生长具体过程。该综述为废塑料热解制备碳纳米管过程的理解以及废塑料资源化利用技术的开发提供理论参考。
摘要: 木质素是具有芳香族结构的天然可再生资源，可以通过水热液化技术将其转化为生物油。不同种类的木质素结构特点和反应活性存在差异，故本研究选取三种木质素（工业碱木质素（KL）、酶解木质素（EHL）和乙醇木质素（OL））为原料，首先对三种原料理化特性进行分析；其次考察反应条件对三种木质素水热液化生物油特性的影响。在三种木质素中，EHL、OL为愈创木基型结构。OL的C、H元素含量最高，其高位热值为23.54 MJ/kg，芳香特征更加明显，酚羟基含量相对较高。KL为紫丁香基型结构，甲氧基与酚羟基含量较少。液化实验结果显示，反应温度为300 ℃时，木质素生物油产率及能量回收率最高，该温度下产率OL>KL>EHL，生物油的H/C比值为1.0–1.4。三种生物油化学成分不同，OL生物油中含有9.14%的芳香烃，EHL生物油酚类物质含量达到41.34%，KL生物油中酸类含量较高。
摘要: 单环芳烃（Mono-aromatic hydrocarbons, MAHs）是有机化工重要的基础原料，木质素经催化热解可实现绿色MAHs的制取。然而木质素热解气组分复杂，易导致催化剂快速积炭失活，不利于单环芳烃的富集。采用Ni和Ga金属改性的多级孔分子筛（HZSM-5@Al-SBA-15）为催化剂，用于催化提质木质素热解气定向制取MAHs，并在固定床反应器上探究催化热解产物分布规律及催化剂积炭行为。结果表明，多级孔分子筛具有发达的孔道结构，可有效提升木质素热解气催化提质过程中的传质扩散性能，且金属元素和介孔层的引入调变了催化剂酸性分布。相比于HZSM-5催化热解，HS（78.63%）、Ga/HS（77.15%）和Ni-Ga/HS（72.44%）多级孔分子筛均提升了MAHs的相对含量，降低了多环芳烃的生成量，气体产物中CO2 的含量增加，表明催化剂促进了脱羧反应的进行。此外，负载型多级孔分子筛催化剂对应的积炭量明显降低，分别为Ni/HS（7.79%）、Ga/HS（6.37%）和Ni-Ga/HS（6.63%），表明金属组分的引入提升了催化剂的抗积炭性能。因此，基于金属修饰/孔道优化的负载型多级孔分子筛可催化提质木质素热解气定向制取高品质芳烃。本研究可为木质素废弃物高值利用提供基础参考。
摘要: 本工作研究了水热过程中解耦的温度和压力对木质素的影响，评估了水热处理对于木质素结构的影响，评估了解耦温度和压力对于木质素水热过程液相产物的影响。结果表明，木质素全部由松柏醇的G型单体组成，水热处理后，木质素中的β–O–4酯键等C–O键发生断裂，甲氧基以及和含氧结构相连的脂肪族结构转化为脂肪族碳骨架。液相产物最初为香草醛和3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1-丙醇，后续主要通过单体间的转化以及木质素末端愈创木基单元的β–O–4键的裂解为愈创木酚。解耦的高压会抑制木质素液相产物的产生，并且会降低产物中异丁香酚的选择性。本研究结果有望为木质素的水热转化过程工况的优化提供更为基础的认识和理解。
摘要: 以中药渣为原料，通过浸渍法分别负载高铁酸钾（PF）和碳酸钾（PC）催化剂，利用热重分析仪、在线质谱和固定床反应器研究了PC和PF对中药渣催化热解过程的影响机制。结果表明，PC和PF均降低了中药渣的热解反应温度，强化了水蒸气重整反应，显著提升了热解气产率和H2 含量。PC将药渣热解活化能由206.9 kJ/mol降至149.3 kJ/mol，PF的自身热分解反应，则小幅增加热解活化能至218.7 kJ/mol。300 ℃时，PC和PF有效促进了中药渣的低温热解反应，气体收率分别增加了83.3%和69.3%；500 ℃时，催化剂促进了H2 的生成，将热解气的H2 /CO比由0分别提升至1.29和1.92；700 ℃时，PC、PF能大幅降低液相收率，提高气体产物的H2 /CO，PF效果更为明显，液相收率降低了30.9%，H2 /CO提高了38.5%。但PF在热解过程中会分解释放氧气，使得NO排放量增加。
摘要: 轻质芳烃是化工领域重要的基础有机原料，生物质催化热解的技术路线可制取生物基的轻质芳烃化学品。首先，采用湿法烘焙预处理，对杨木进行协同脱氧和脱灰改性提质；其次，采用NaOH脱硅预处理和负载活性金属（Zn、Ga和Fe），对微孔HZSM-5进行修饰改性，构建金属改性多级孔HZSM-5催化剂，并将其用于湿法烘焙杨木催化热解，研究烘焙温度、催化剂改性、催化剂与原料质量比和热解温度等参数对轻质芳烃产率的影响。结果表明，随着湿法烘焙温度的升高，杨木的脱氧率和碱/碱土金属脱除率逐渐增加，其中，O、K、Mg、Ca和Na的最大脱除率分别为47.96%、90.99%、86.65%、66.09%和36.29%。与HZSM-5相比，采用NaOH脱硅后的多级孔HZSM-5（Hie-H）及金属改性的多级孔HZSM-5（Ga/Hie-H、Zn/Hie-H和Fe/Hie-H），均促进了轻质芳烃的形成，其中，Zn/Hie-H对杨木湿法烘焙后固体产物催化热解制取轻质芳烃产率最高；在湿法烘焙温度为220 ℃，Zn/Hie-H与烘焙杨木质量比为3∶1，热解温度为850 ℃时，轻质芳烃的产率达到最大值，为7.83 × 107 p.a./mg。
摘要: In this study, the thermal degradation mechanism of avermectin (AVM) was analyzed via experiments and density functional theory calculations (DFT). The experimental results of AVMD pyrolysis indicated that the removal rate of AVM residues reached peak value of 99.88% above 250 °C. The main product of AVM pyrolysis was alcohols. Based on the C−O bonds breaking, four potential degradation pathways were proposed. The findings of the calculations were in agreement with those of the experiments. These results provide theoretical and empirical guidance for the development of safe antibiotic disposal technology.
摘要: 本研究利用TG-FTIR研究了微藻和聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）和聚丙烯（PP）混合热解特性，探讨了塑料添加比及塑料结构对热解失重和挥发分释放特性以及动力学的影响。微藻与塑料混合热解存在交互作用，使塑料的热解温度升高，并抑制焦炭形成，其中，PE能有效地减少残余物产率，而PS混合热解时其热解温度明显升高。并且微藻与塑料混合热解能降低热解过程中的平均活化能，且在较低比例塑料添加时作用较强。此外，微藻与聚乙烯混合会促进CO2 的释放以及聚乙烯断键生成–CH3 和C=C–H。微藻与聚丙烯混合却抑制CO2 的释放，加剧了聚丙烯生成芳烃C–H。而微藻与聚苯乙烯混合会轻微促进C=O和NH3 生成，并加剧微藻的氢转移和聚苯乙烯苯环断裂释放–CH3 。
摘要: 本研究以明胶和植酸（PA）为碳源，并掺杂FeCl3 ·6H2 O和ZnCl2 ，通过硫酸磺化法制备了双功能碳基固体酸催化剂用于高效催化木糖制备糠醛。采用SEM、BET、FT-IR、STEM-EDS等方法对不同炭化温度下制备的催化剂进行了表征，揭示了催化剂的物理化学性质。并考察了催化剂的炭化温度、FeCl3 ·6H2 O与ZnCl2 物质的量比、反应温度、反应时间、γ-戊内酯（GVL）与H2 O的体积比、催化剂用量对木糖转化为糠醛（FF）的影响。结果表明，600 ℃炭化制备的催化剂CNPS600-Fe4 -Zn2 催化效果较好，用0.03 g的CNPS600-Fe4 -Zn2 （FeCl3 ·6H2 O与ZnCl2 物质的量比为4∶2）在3 mL的GVL/H2 O（体积比为9∶1）溶剂体系中催化0.06 g木糖制备FF，当反应温度为170 ℃、反应时间为120 min时，木糖的转化率为99.6%，FF的摩尔产率可达85.8%。此外，还对催化剂的循环性能进行了测试，经五次循环实验后FF摩尔产率和木糖转化率均能保持在原来的80%以上，表明该催化剂具有较高的催化活性和较好的水热稳定性。
摘要: 乡镇生活垃圾的碳、氮含量较高，直接燃烧造成大量CO2 和NOx 2 ，利用碳资源的同时，可以降低NOx x x x x
摘要: 本研究采用密度泛函理论，探究了不同含氮生物质炭以及CaO耦合掺氮生物质炭对NO吸附性能的影响。理论计算结果表明，掺氮生物质炭在N-down吸附方式下对NO吸附效果更好，且掺杂N-5生物质炭（CN-5）较其含氮基团生物质炭对NO的吸附能更高，其吸附能为−41.22 kJ/mol。CaO显著提升了生物炭对NO的吸附能力，且CaO耦合含N-5生物质炭(CaO/CN-5)的基底作为电子供体为NO提供更多电荷，其吸附能比CN-5高出216.862 kJ/mol，CaO和N-5基团耦合作用下显著提高生物炭的吸附性能。生物炭表面NO的吸附量会随着温度的升高而减少，增加含N-5生物质炭的数量对NO的吸附更有利，而CaO的耦合进一步提高了CN-5表面NO的吸附量，在273 K时，CaO/CN-5体系的吸附量可以达2.846 mmol/g。
摘要: 本研究采用密度泛函理论，研究含吡咯氮生物质炭(CN5)及其耦合不同金属氧化物(ZnO、CaO、Na2 O)对CO2 吸附特性的影响机理。计算CO2 在不同金属氧化物耦合含吡咯氮生物质炭(CN5@MOx 2 O)上的吸附量，并结合吸附热对吸附量差异进行分析，发现CO2 在CN5@Na2 O表面发生多层吸附，相较于CN5@ZnO及CN5@CaO，CO2 在CN5@Na2 O上吸附热与吸附量均较高，100 kPa、20 ℃时达到6.11 mmol/g，相互作用更强，更有利于吸附。进一步考察了CN5@MOx 2 O对CO2 吸附能高于CN5@CaO和CN5@ZnO，与吸附量一致。然后对其开展电荷差分密度及态密度分析，电荷差分密度表明CN5@Na2 O吸附能高是由于Na2 O中Na参与吸附，与CO2 中O之间发生电荷转移，态密度分析结果表明CO2 在CN5@Na2 O表面吸附更稳定。
摘要: 煤气化灰渣高效环保资源化利用是目前煤化工固废领域研究的热点。利用气化灰渣浮选精炭为原料，配以适宜比例的长焰煤和70%沥青含量的高温煤焦油黏结剂并辅加活性剂开展了制备活性炭的研究，在管式炉中考察了活化温度和活化时间对活性炭产品表面性质及抗压强度的影响规律。采用红外、N2 吸附-脱附、扫描电镜、碘吸附等手段对成型活性炭的孔径分布和吸附性能进行了分析表征，将活性炭产品用于生化废水进行COD脱除效果的检验。结果表明，针对气化灰渣浮选精炭原料体系，选择适宜的活化温度和活化时间是有效成孔与扩孔的关键因素，经550 ℃炭化30 min，950 ℃水蒸气活化2 h制备的成型活性炭表观形貌呈现有机炭质组分与矿物的交错赋存形态，表面含氧官能团丰富，比表面积566 m2 /g，孔容0.5611 mL/g，平均孔径5.1 nm，孔径分布较为集中，具有一定的中孔结构，碘值650 mg/g和亚甲蓝值128 mg/g均达到了《工业水处理用活性炭技术指标》的行业标准要求。这种浮选精炭基活性炭用于生化废水净化，处理时间为60 min，固液比0.6 g/L，COD可降至30 mg/L，达到水污染物综合排放标准（DB11/307—2013）B类水质的要求。
摘要: 本研究采用简单的浸渍还原法，在N2 气氛下高温焙烧三聚氰胺和稻壳来制备氮掺杂稻壳活性炭载体(N-RHC)，再采用RuCl3 溶液通过浸渍法将活性组分Ru负载到N-RHC载体上，得到Ru/N-RHC催化剂，探究了其对氨硼烷制氢的催化性能。结果表明，Ru负载量为5%（质量分数）的Ru/N-RHC催化剂具有较好的氨硼烷制氢催化性能，反应转化频率（TOF）达83.71 min−1 ，在光的照射下，该催化剂上氨硼烷水解的活化能从88.9 kJ/mol降到64.9 kJ/mol，且制氢速率与氨硼烷浓度以及催化剂浓度呈现正相关。
