N、S共掺杂碳基高效氧还原催化剂的制备

杂原子掺杂碳基氧还原（ORR）催化剂具有代替Pt基催化剂的巨大潜力。以硫掺杂g-C₃N₄（S-doped g-C₃N₄, S-g-C₃N₄）作为硫源和氮源,以三嵌段共聚物P123作为碳源,通过简单的高温热解法成功制备了N、S共掺杂碳（N, S co-doped carbon, NSC）催化剂,并考察了热解温度对制备的NSC催化剂ORR性能的影响。材料表征结果显示:温度为1 000 ℃时制备的催化剂NSC-1000具有较高的氮含量和硫含量及最大的比表面积;电化学测试结果显示:NSC-1000具有最佳的ORR性能,在0.1 mol/L KOH溶液中半波电位（half-wave potential, E1/2）高达0.888 V,且经10 000圈循环伏安扫描后E1/2仅负移12 mV,表现出极佳的活性和稳定性。此外,旋转环盘电极测试结果显示:NSC-1000催化剂主要以四电子反应路径催化ORR的发生。本实验为制备N、S共掺杂碳基高效ORR催化剂提供了新的思路。     

格拉斯霍夫数物理意义的种解释方法简

格拉斯霍夫数是将影响对流传热膜系数因素进行量纲分析得到的无量纲数。国内外几乎所有《化工原理》教材均将其解释为表征自然对流的影响,但解释过程均较为模糊。本文以一垂直平板与大空间液体的自然对流传热过程为例,将流体在垂直平板附近的热边界层内流动等效到圆管内流动,直接用泊稷叶公式计算出热边界层内流体流动为层流时的环流速度,取等效圆管的当量直径为特征尺寸,明确得到格拉斯霍夫数是雷诺数的一种变形,表征自然对流时惯性力与黏性力之比。     

秸秆中木质素对其超低酸水解过程的影响

以湖北稻草秸秆为研究对象,研究了超低酸水解木质纤维素的适宜条件,测定了适宜条件下的超低酸法水解15种不同种类秸秆的纤维素及半纤维素的转化率、还原糖得率及结晶度的变化。实验结果表明:秸秆投料量3 g、硫酸投料量45 mL(硫酸质量分数0.05%)、搅拌转速500 r/min、反应温度210 ℃、反应时间10 min为适宜的水解条件。对15种不同种类秸秆的水解结果统计得到,随着秸秆中木质素含量的增大,纤维素和半纤维素的转化率都逐渐降低,还原糖得率逐渐降低;通过SEM和X衍射分析水解前后的木质纤维素结构,得到了木质素影响水解过程的方式:1)木质素含量越大,纤维素的结晶度越大,纤维素的非晶化越困难,从而影响了纤维素的水解;2)原木质素不溶于反应体系且在酸性条件下相对稳定,富木质素层的木质素阻碍反应物与产物扩散,使富木质素层内的纤维素、半纤维素水解速率降低;3)木质素含量越高,木质纤维素的富木质素层越厚、强度越大,水解时难以从颗粒表面脱落,进一步降低水解速率。     

农作物秸秆超低酸水解的比较

在间歇反应釜中,以超低酸（硫酸质量分数为0.05%）水解的方法对5类15种农作物秸秆进行评价,并考察了温度与时间对不同秸秆水解的影响.结果表明:相同条件下,不同种类、同种类不同地区秸秆水解后还原糖浓度有很大差异,这与纤维素、半纤维素及木质素的含量及转化率有关.黑龙江的稻草、玉米秸秆及山东小麦秸秆的还原糖浓度较高,4种棉花秸秆的还原糖浓度都较低;还发现,木质素含量较高的秸秆,超低酸水解还原糖浓度较低,只是水解了部分半纤维素及极少量的纤维素.     

格拉斯霍夫数物理意义的一种解释方法

格拉斯霍夫数是将影响对流传热膜系数因素进行量纲分析得到的无量纲数。国内外几乎所有《化工原理》教材均将其解释为表征自然对流的影响,但解释过程均较为模糊。本文以一垂直平板与大空间液体的自然对流传热过程为例,将流体在垂直平板附近的热边界层内流动等效到圆管内流动,直接用泊稷叶公式计算出热边界层内流体流动为层流时的环流速度,取等效圆管的当量直径为特征尺寸,明确得到格拉斯霍夫数是雷诺数的一种变形,表征自然对流时惯性力与黏性力之比。     

表面活性剂对磷钾伴生矿提钾过程的影响

在HCl-H3PO4混酸处理磷钾伴生矿提钾过程中,考察不同类型的表面活性剂对钾浸出率的影响。结果表明,阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠)的加入能将钾的浸出率提高10~15个百分点,最高可达95.01%。阳离子表面活性剂(十二烷基三甲基氯化铵)以及非离子表面活性剂(聚乙二醇-6000及聚乙二醇-10000)的加入对钾的浸出产生抑制效果。     

恒再沸比提馏式间歇精馏的最小再沸流比与能耗分析

通过构造一函数,推导出二元恒再沸比提馏式间歇精馏,在理想操作条件下,理论板数趋向无穷多时,瞬时恒浓区变化方式可由此函数值(>0或<0)来判断,完善了二元恒再沸比提馏式间歇精馏最小再沸比计算方法。推导出二元恒残液组成提馏式间歇精馏,在理想操作条件下的最小汽化总量的计算公式。通过对理论板数趋向无穷多时的能耗分析得到,二元提馏式间歇精馏,要求残液中重组分的收率和平均浓度均高时,相对于恒残液组成操作,采用恒再沸比操作能耗较高,其主要原因是低效总能耗（理论板数趋向无穷多时,直接表现为无效总能耗）在总能耗中占比例较大。     

表面活性剂对磷钾伴生矿中钾浸出的影响

针对我国严重匮乏可溶性钾盐资源,而非可溶性钾资源却非常丰富,如磷钾伴生矿,因而探索从磷钾伴生矿中提取可溶性钾具有重要意义. 本文强化了磷钾伴生矿的酸浸过程,研究了在HCl-CaF₂体系下,表面活性剂对磷钾伴生矿中钾浸出的影响. 结果表明:阴离子表面活性剂可以强化钾的浸出,阳离子表面活性剂对钾的浸出未产生明显影响,非离子表面活性剂会抑制钾的浸出. 通过筛选得到较佳的表面活性剂为十二烷基硫酸钠（SDS）,其添加量为1.25 g/L,与未添加SDS的相比,钾浸出率提高了约8.5%,达到了98.01%.     

恒馏出液组成常规间歇精馏过程模拟的数值计算误差

为了完善间歇精馏过程的模拟技术,研究了模拟间歇精馏过程的数值计算误差及其相对稳定定量方法.采用拟稳态法模拟理想条件下恒馏出液组成操作常规二元间歇精馏过程,总汽化量数值计算结果的误差是截断误差、舍入误差和传播误差的耦合.根据大数定律,提出了理论板有限时,总汽化量数值计算结果误差的近似计算方法,及提出了采用拟合法计算Ric...     

稻草秸秆超低酸水解及水解产物分析

用0.05%(w)的稀硫酸对湖北省稻草秸秆进行水解,考察了混合原料中固体含量和搅拌转速对稻草秸秆水解的影响。实验结果表明,最佳秸秆颗粒的质量浓度为0.050 0 g/mL,最佳转速为700 r/min。研究了稻草秸秆在160～210℃内的水解趋势。研究结果表明,160℃时,稻草秸秆水解得到的还原糖含量随水解的进行呈单峰趋势;在170～200℃时呈双峰趋势;当温度达到210℃时又呈现单峰趋势,这与稻草秸秆中纤维素和半纤维素水解得到的两个还原糖峰随水解的进行呈现叠加和分离有关。表征固体残渣并分析水解产物组成的结果显示,水解后半纤维素大部分水解,木质素的结构在一定程度上被破坏,纤维素的聚合度急剧降低但结晶度仍较高;水解产物主要为纤维三糖、纤维二糖、葡萄糖、木糖、丙酮醛和未知混合物。