炭与TiO2光催化剂的复合及协同作用研究进展

通过论述炭与TiO2光催化剂的复合方式，系统总结了复合光催化剂的各种制备方法，指出炭与TiO2的复合呈现多样化的特征，炭不仅作为载体，还可以用作涂层、造孔剂以及助剂。同时，炭在复合体中也展现出多方面的作用，不仅可以富集目标污染物，捕获中间产物，还可以抑制水蒸气和其他组分对光催化降解的影响，并且可以抑制热处理时TiO2相变和晶粒长大。可见，炭与TiO2光催化剂的复合将为推动光催化技术的实用化产生积极影响。     

AR沥青的流变性对炭素泡沫材料结构的影响

为探索优质炭素泡沫材料的制备条件,以AR（Aromatic Resin）沥青为原料,高压反应釜自发泡的方法制备泡沫炭基体,然后在1050℃炭化、2500℃石、墨化得到炭素泡沫材料．高温旋转式黏度计测定和评价了AR沥青的流变性能;扫描电镜、偏光显微镜对炭泡沫的孔胞结构进行了表征并与AR沥青的流变性能关联．结果表明,在外加压力为2．0MPa,温度为400～450℃时,AR沥青的黏度较低,对温度的敏感性较小,制得的炭素泡沫材料孔胞分布较窄（380～520μm）,孔径较大（462μm）,孔壁较薄,开孔较多,韧带排列规整,孔壁微裂纹较少,利于制备低密度、高压缩强度和高热导率的炭素泡沫材料．     

低温煤焦油中特定芳烃组分的选择性分离

以研究低温煤焦油中特定芳烃组分的选择性分离为目标, 通过预处理分离酚类化合物和富集特定芳烃组分, 采用多元溶剂萃取方法选择性分离芳烃和非芳烃组分, 采用Hansen溶度参数理论进行多元溶剂的设计和萃取条件的优化。结果表明, 溶剂对原料焦油的选择性随Hansen溶度参数“距离”(R_a)增加而增大, 萃取能力则相反。研究得到的多元萃取剂是含水量为体积分数6%的N,N-二甲基甲酰胺溶液, 优化萃取条件是温度25℃、剂/油比6:1。萃余物经多次萃取进一步分离芳烃组分, 萃出物经甲酰胺多次萃取以分离出杂环化合物和极性组分。芳烃组分在最终分离产物中的质量分数为94%, 其总萃取收率为95%。另外非芳烃化合物、杂环化合物和其他极性组分也在本过程中得到了有效富集。     

煤颗粒在溶剂中的溶胀与煤浆黏度的关系

为探讨煤颗粒在溶剂中的溶胀作用对煤浆体系表观黏度的影响,研究了溶剂、煤油比、溶胀时间、温度等因素对溶胀作用的影响.通过考察煤颗粒粒度分布变化以探讨煤溶胀前后的表面结构变化;利用旋转黏度计定量考察了溶胀作用对煤浆表观黏度及流变特性的影响程度.结果表明：温度升高溶胀作用增强,煤中各显微组分对煤浆体系的黏度变化有影响;溶胀作用使煤粒粒径增大,使煤粒在体系中所占体积增大,从而增大了煤浆的有效体积浓度,导致煤浆体系黏度增大;通过BET表征发现,经溶胀后煤的孔径扩大,比表面积减小.     

溶剂和水分对液化油煤浆流变性质的影响

在常压和30～70 ℃的常温条件下研究了制浆溶剂和原料煤水分对煤浆流变特性的影响,发现溶剂的性质是影响油煤浆流变特性的主要内在因素.在研究的温度范围内,2种溶剂本身均为牛顿流体,而用它们配置的煤浆体系在较低浓度（30%）和较高温度（70 ℃）下为牛顿流体,其它条件下则表现为不同类型的非牛顿流体;2种溶剂的煤浆体系偏离牛顿流体的程度均随浓度增大和温度降低而增大,而起始溶剂PHO配制煤浆的黏度、触变性和偏离牛顿流体的程度均高于循环油REC煤浆体系.原料煤含水量对煤浆流变特性有一定的影响,且较低温度下水分的影响比较高温度下更为明显;煤中水分越少,煤浆体系偏离牛顿流体程度越大.     

加热条件对炭泡沫材料孔结构和性能的影响

以AR沥青为原料,利用高压釜在不同恒温条件下制备了炭泡沫,并测定了其孔结构、体积密度、显气孔率、压缩强度、常温热导率以及微晶参数.结果表明:相对于短恒温时间,长恒温时间制得的炭泡沫孔径大(412nm)、显气孔率高(83.82%)、体积密度小(0.34g/cm~3)、压缩强度高(4.92MPa),多孔连通结构更丰富.经过石墨化处理后,石墨泡沫呈现出较高的常温热导率(71.34W/(m·K))和较小的层片间距d_(002)(0.33556nm).石墨泡沫的常温比导热率能达到210(W·(m·K)~(-1)) /(g·cm~(-3)),是铜的5倍,铝的4倍.     

贫煤与煤沥青共炭化研究

进行了不同配比的煤沥青和贫煤的共炭化研究,研究表明,煤沥青与贫煤共炭化时的相互作用是物理融合和化学相互作用的共同作用。其中物理融合表现在使焦炭界面结合状态改善,化学相互作用表现在煤沥青使贫煤的炭化性能发生变化。随煤沥青配比的增加,配煤黏结性有较大改善,焦炭OTI值增大,ISO值减小。煤沥青通过增大焦炭光学组织各向异性程度,使焦炭的反应性降低,反应后强度提高。     

煤岩显微类型对成焦性能的影响

分析测定了7种炼焦煤的煤岩显微组分、显微煤岩类型及其焦炭的显微结构,发现有机组分基质中,矿物质均匀分布有利于成焦,而团块或大颗粒矿物质分布不利于成焦,显微矿化类型比例较高、显微矿质类型比例较低的高灰焦煤和肥煤仍具有良好的成焦性能,可作为配煤使用;气煤和瘦煤的显微矿化类型比例对其成焦性影响较小。     

适合低质煤燃烧的催化助燃剂研究

以低质煤为原料,浸渍法制备催化剂,利用综合热分析仪研究了KNO3,DF,DY和DN四种助燃组分对低质煤催化燃烧反应性的影响.结果表明,不同组分及其添加量对低质煤助燃效果不同;由KNO3,DF,DY,DN和十二烷基苯磺酸钠以一定比例组成的复合催化助燃剂(FKYN)可使低质煤煤粉着火点降低12.3℃,最大失重率点温度降低8℃,燃烬温度降低13.1℃,煤灰中含碳量显著降低.催化剂的分散程度对助燃效果有显著影响,以5%煤粉为分散剂时,催化效果最佳.     

天然气/煤制乙二醇路线碳排放与经济分析

从生命周期角度出发,对煤制乙二醇(coal to ethylene glycol, CTEG)路线和天然气制乙二醇(natural gas to ethylene glycol, NGTEG)路线进行全面的技术、碳排放与经济对比分析。结果表明,CTEG路线单位产品能耗是NGTEG路线的1.5倍,单位产品碳排放是NGTEG路线的1.6倍。然而,CTEG路线具有较好的经济效益,利润与投资回报率分别比NGTEG路线高1 499元/t和3.4%。通过分析原料、燃料和产品价格波动对2条路线经济竞争力的影响,发现CTEG路线受3种价格波动影响较小。CTEG路线具有良好的发展前景,但必须通过技术进步解决高能耗和高碳排放问题。