煤自燃的分子结构模型探讨

煤自燃主要是由于煤表面活性结构与氧之间相互作用的结果 .通过对煤、氧分子结构特性的分析 ,并根据类似有机结构与氧发生化学反应的条件及过程分析 ,探讨了煤分子表面易于氧化自燃的活性结构 ,归纳出 7种在常温常压下就能与氧发生化学反应的煤分子表面活性基团及其氧化反应热 ,利用煤自然发火实验对推断出的活性基团氧化反应热进行了验证 .在威斯化学结构模型和本田化学结构模型的基础上 ,提出了能够对煤自燃进行描述的煤分子结构模型 ,对煤自然发火机理及其过程的研究具有一定的参考价值 .     

MPP抑制铝镁合金粉尘爆炸微观机理研究

铝镁合金在抛光打磨过程中,存在一定的粉尘爆炸危险性。为了减小铝镁合金粉尘爆炸事故的危害,选取三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)对铝镁合金粉尘的抑爆特性进行研究。利用20 L爆炸球及热分析实验,分析MPP对铝镁合金粉尘爆炸特性的抑制效果。结合爆炸产物化学成分分析和官能团变化情况,分析MPP抑制铝镁合金粉尘爆炸机理。研究结果表明,70%(质量)的MPP添加量的铝镁合金粉尘可实现完全抑爆。MPP分解反应本身为吸热反应,生成惰性气体NH₃、H₂O和CO₂,降低了反应体系的氧浓度。抑爆过程中,聚磷酸本身还原成磷酸,反应生成物可与活性基团反应。MPP抑制Al氧化生成AlO基团的效果,明显优于其抑制Mg的氧化反应。研究结果为铝镁合金粉尘事故工业预防提供数据支撑及理论依据。     

阴离子对铁盐氧化脱除煤中硫的影响

采用Fe（NO₃）₃、Fe₂（SO₄）₃和FeCl₃溶液氧化脱除山西某焦煤中的硫,研究铁盐种类及添加无机酸对脱硫效果的影响,并利用红外光谱仪对处理前后的煤样进行表征。结果表明,Fe（NO₃）₃的脱硫效果远高于Fe₂（SO₄）₃和FeCl₃;溶液中添加H₂SO₄和HCl会抑制Fe³⁺的氧化脱硫效果;较低浓度的HNO₃促进Fe（NO₃）₃氧化脱除煤中的FeS₂和硫醇、硫醚等有机硫,而高浓度的HNO₃又会抑制Fe³⁺与FeS₂反应,致使脱硫率下降。     

煤化学链燃烧脱汞研究进展

煤化学链燃烧技术可有效实现CO₂的捕集封存,对我国实现双碳目标具有重要意义。煤化学燃烧过程中产生的汞污染因其对人体的剧毒性以及对铝制CO₂压缩设备的腐蚀性而亟需有效解决。为了推动煤化学链燃烧汞污染的有效治理,总结了气化介质、气化产物、载氧体和反应温度对煤化学链燃烧过程中汞释放、转化及迁移的影响及机理,并针对存在的问题提出发展建议。CO₂不能直接将Hg⁰均相氧化,但会抑制HCl对载氧体脱汞的促进作用。H₂O(g)不仅会通过促进煤中挥发分的析出、抑制孔结构的熔融以及提高煤燃烧效率来增强Hg的释放,还会与Hg反应生成Hg(OH)₂继而分解成HgO和Hg⁰,并抑制HCl向Cl的转化而抑制Hg⁰向Hg²⁺的氧化。CO、H₂和NH₃等强还原性气化产物会通过消耗载氧体表面氧而抑制Hg⁰的氧化。H₂S会与载氧体表面活性氧...     

水溶液对光催化煤脱硫实验的影响

为提高燃煤中硫的脱除率，采用光催化氧化法脱硫，利用30%过氧化氢(H₂O₂)作为氧化剂、SiO₂作为光催化剂，加入1 g水溶液，使其在紫外灯照射下反应，或者在紫外光照射后加入1 g水溶液，观察煤中硫含量的变化。结果表明：水溶液可以增加氧化物质，提高溶剂的氧化性，H₂O₂-SiO₂-H₂O光催化处理后煤样的无机硫脱除率达到40%左右，有机硫脱除率最大可以达到9.69%。加入过氧化氢会优先去除无机硫，但是过量的过氧化氢反而会捕获羟基自由基导致体系的氧化性减弱，脱硫率降低；光照结束后加入水溶液时煤的有机硫脱除率提高，说明水溶液在一定程度上可以促进光催化煤脱硫。FTIR和XPS分析表明光催化对噻吩、砜和亚砜的脱除效果好；模拟分析表明水溶液可以在紫外光辐射下产生羟基自由基；而噻吩内部为负电性区域，外部区域呈正电性，羟基自由基的氧原子附近所在区域呈负电性，所以高电负性羟基自由基容易攻击噻吩等高电子云密度点，使其氧化成极性更大的物质，最后通过萃取将...     

PbO2电极在电催化氧化领域中的应用

电催化氧化技术在废水处理方面拥有反应条件温和、自动化控制、稳定性好、降解迅速、无二次污染等优势,因而成为最有前景的废水处理技术之一。PbO₂电极因其制备简易、析氧电位高、导电性好、耐腐蚀强等特点在电催化领域备受青睐。PbO₂电极在制备过程中往往通过掺杂元素等手段来提高电极的电催化活性,以此来达到更高效的降解污染物。总结了近年来PbO₂电极的制备,重点讨论元素掺杂研究进展,整理不同元素对PbO₂电极的电催化性能改变,并且提出PbO₂电极在未来研究过程中的挑战及机遇。     

NiFeAlO4载氧体制备及煤化学链燃烧反应特性

铁基载氧体是一种具有工业应用前景的载氧体,但存在氧利用率低、在高温下易烧结等问题。虽可通过制备双金属复合载氧体或添加惰性组分改进其性能,但均存在一定缺陷。若将活性组分和惰性材料融入到一个晶体结构制备尖晶石结构载氧体,则可实现利用双金属协同作用提高载氧体活性的同时,利用Al3+提高载氧体的稳定性。采用共沉淀法和溶胶凝胶法制备了具有尖晶石结构的NiFeAlO₄载氧体,考察了制备方法、载氧体与煤质量比对NiFeAlO₄载氧体化学链燃烧特性和循环稳定性的影响,并分析了载氧体对煤转化过程的作用。结果表明,溶胶凝胶法制备的NiFeAlO₄载氧体具有更好的反应性,载氧体与煤质量比为20∶1时,碳转化率为86.7%,远高于煤单独热解时的碳转化率(34%),此时CO₂体积分数为93.6%。对反应前后NiFeAlO₄载氧体晶相结构和形貌进行分析,表明循环过程中经“还原-氧化”后生成的NiO和载氧体颗粒团聚是导致载氧体活性下降的主要原因。相较于载热作用,NiFeAlO₄载氧体在煤化学链燃烧中主要起供氧作用,其不仅会促进挥发分向煤气的转化,且NiFeAlO₄载氧体与焦炭之间也存在固-固反应,利于更多CO₂的生成。     

MoO3-x/SiO2催化剂的制备及其在氧化脱硫中的应用

以钼酸铵为前驱体、亲水性SiO₂为载体,采用等体积浸渍法制备了负载型MoO_3-x/SiO₂系列催化剂。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外光谱(UV-Vis)、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱仪(XPS)和氢气程序升温还原(H₂-TPR)等技术手段对催化剂性质进行表征。以乙腈为萃取剂、过氧化氢为氧化剂的氧化脱硫反应中,研究了催化活性与催化剂表面性质的内在规律关系。结果表明,MoO_3-x活性组分的团聚是抑制氧化脱硫活性的主要原因,适宜的焙烧温度有利于获得所需活性位点且分散性高的催化剂,可有效对H₂O₂快速活化,提高DBTs脱硫率。在焙烧温度为350℃、O/S摩尔比为3、反应温度为60℃的最佳脱硫条件下,苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的脱除率分别为77.2%、99.3%、96.4%。该催化体系中DBT的脱除率可达到国家脱硫标准(<10μg...     

电解锰渣浆液烟气脱硫性能及机制

电解锰渣是电解锰生产过程中产生的锰矿石酸浸渣,富含锰、铁等活性组分,理论上可催化氧化SO₂实现烟气脱硫,同时脱硫后的电解锰渣可资源化利用,然而目前尚未见电解锰渣矿浆脱硫的研究报道。本文研究了工艺参数对电解锰渣浆液脱除SO₂性能的影响,探究了电解锰渣浆液烟气脱硫的过程机制。结果表明：锰渣粒径为200目（<75μm）、锰渣浆液初始浓度5000mg/L、气体流量400mL/min、进口SO₂体积分数0.20％、反应温度50℃、反应时间180min的条件下,电解锰渣浆液脱硫率最高可达93.87%。脱硫前后电解锰渣XRD、SEM、XPS表征结果表明,MnO₂、MnO、Fe₂O₃等活性组分参与SO₂反应,且浆液中的Mn²⁺、Fe³⁺等过渡金属离子液相催化氧化SO₂生成H₂SO₄,实现烟气脱硫。     

年青煤硝酸氧解制备硝基腐植酸的研究

对山东龙口的洼里褐煤、北皂长焰煤进行了稀硝酸氧化降解制备硝基腐植酸的实验研究，获得了影响硝基腐植酸产率的诸因素，如硝酸浓度、氧解温度、氧解时间、煤粒度等的影响规律。对氧解产物硝基腐植酸进行了ＦＴ－ＩＲ，光密度Ｅ＿４／Ｅ＿６以及主要活性基团的测定，论述了煤硝酸氧化降解的化学反应模式。     

盐度入侵城市污水处理厂对淡水活性污泥的毒性抑制

盐度入侵城市污水处理厂改变了活性污泥的胞外渗透压环境,影响生物系统的生物活性和污染物降解能力。采用MUCT工艺处理真实生活污水,模拟了盐度入侵对系统处理效率的影响。并结合污染降解动力学和抑制动力学建立了盐度抑制模型,系统地评测了盐度对活性污泥功能性微生物的毒性抑制。结果表明,盐度入侵造成了功能性微生物的活性损失,干扰了正常的污水处理能力。毒性抑制显著地降低了好氧微生物的呼吸作用,以此作为毒性评估的依据会造成对抑制作用的高估。而以底物降解速率评估盐度毒性抑制可以很好地指示污水处理效率。盐度对有机物降解异养菌、硝化菌和反硝化菌抑制的IC₅₀值分别是20.64 g·L^-1、11.61 g·L^-1、10.88 g·L^-1。     

氯盐及其复配阻化剂对煤氧化抑制作用的实验研究

氯盐是矿井煤自燃阻化防控技术中较为普遍使用的阻化剂。为提升煤自燃的阻化效果和氯盐阻化剂的性能，选取阜生煤矿煤样，采用程序升温的方法，分别研究了水及浓度均为20%的NaCl溶液、KCl溶液、CaCl₂溶液对煤氧化的影响规律，并优选出CaCl₂与茶多酚进行复配，对比分析不同复配比例阻化剂对煤氧化的抑制作用。结果表明：水和氯盐溶液使相同温度下煤氧化气体中的O₂体积分数升高、CO和CO₂体积分数降低，表观活化能增大，对煤氧化产生抑制作用，其中CaCl₂溶液的阻化效果最好，平均阻化率约为66.00%,相对于水的平均阻化率提升了24.61%,且阻化效果较为稳定；CaCl₂/茶多酚复配阻化剂进一步提升了阻化效果，阻化率随着茶多酚质量分数的增大而增大，其中茶多酚质量分数为6%、CaCl₂质量分数为14%时，阻化效果较好，平均阻化率达到了75.37%,且阻化效果比单一CaCl₂溶液的阻化效果更为稳定，继续增大茶多酚的质量分数，则阻...     

离子液体中过氧钼酸盐催化燃油深度氧化脱硫

以过氧化氢为氧化剂,[Omim]PF₆离子液体为萃取剂,[C₁₆mim]₂ Mo₂O₁₁为催化剂建立了萃取催化氧化脱硫体系（ECODS）。该反应体系在非常温和的条件下可使DBT的脱除率最高达到99.4%,大大优于单纯的萃取脱硫和萃取氧化脱硫体系。不同硫化物在该体系下的脱硫效果为：DBT >BT >TH。催化体系循环使用10次后催化反应活性未见明显下降。将此催化体系直接用于市售的汽油和柴油,可使其中硫含量降低至12.70mg/L和11.62mg/L。     

石墨烯改性TiO2催化臭氧氧化降解p-CBA的研究

采用碳化热解法在TiO₂催化剂表面制备石墨烯层，并对其进行XRD、Raman、NH₃-TPD、BET、pH_zpc等表征。以对氯苯甲酸(p-CBA)为目标物，考察石墨烯改性TiO₂在催化臭氧氧化过程中的效能。结果表明，热解温度、碳源投量、固化剂投量等因素对催化剂的活性有较大影响。负载石墨烯层可显著增加TiO₂催化剂的比表面积，并使其表面酸性增强，因而提高其催化臭氧氧化活性。另外，考察了溶液pH、叔丁醇对改性TiO₂催化臭氧氧化过程的影响。溶液pH为6时，对氯苯甲酸的去除率最低。叔丁醇严重抑制了对氯苯甲酸的降解反应，间接证明了羟基自由基是催化臭氧氧化过程中的主要活性氧化物种。重复使用实验结果表明，改性后的催化剂具有良好的稳定性。     

光照条件下Na2CO3/H2O2协同降解偶氮染料研究

本研究主要在光照条件下,利用Na₂CO₃/H₂O₂反应体系降解偶氮染料酸性橙8(AO 8),考察了光照条件对AO 8降解的影响,探究了不同活性基团对AO 8降解的贡献。结果表明,在光照条件下Na₂CO₃和H₂O₂可以产生协同效应,与单独加入Na₂CO₃或H₂O₂相比,能够有效促进偶氮染料AO 8的降解。在优化条件下,该体系中AO 8的降解率达到73.83%。同时研究分析了不同活性基团在AO 8降解过程中的作用,其中贡献率表现依次为CO₃·^->HO·>O₂·^->¹O₂。本研究结果可为偶氮染料废水的处理提供了一条新的途径。     

改进TiO2光催化降解水体中萘普生的研究

为解决TiO₂光催化降解水体中萘普生时易团聚、低活性的问题，对P25 TiO₂和石墨烯进行表面修饰，直接混合制得改进TiO₂催化剂，随后将其用于光催化降解水体中的萘普生，并研究降解动力学、作用机制以及生物毒性。XRD、FTIR、SEM表征结果表明，TiO₂经过修饰后引入了氨基，与改性石墨烯引入的含氧基团之间存在静电引力和化学键力，在这些力的作用下，TiO₂较好地接枝在石墨烯的表面。暗吸附、生物毒性、催化和猝灭实验结果表明，在500 W氙灯光照条件下，依靠石墨烯的协助，TiO₂在50 min内能将10 mg/L的萘普生接近完全矿化，矿化方式主要为h⁺与·OH协同氧化，生物毒性由母体的25.23%降至11.67%。实验结果表明改进TiO₂的制备方法直接、简单、可靠，可较好地解决P25 TiO₂易团聚、低活性的问题，是一种具有潜在应用前景的光催化材料。     

煤微生物脱硫净化技术简况

微生物煤炭脱硫是在创造出适宜的含微生物液体湍流流动状态前提下 ,利用微生物氧化和表面改性原理将煤炭中的硫脱除技术 ;在煤水混合物中利用不同微生物的脱硫活性将煤中的硫脱除。在与微生物分离之后 ,煤浓缩在煤水混合物中 ;微生物经过再生后可循环利用。通过微生物处理 ,可以更大限度地获得煤炭的潜在热值及降低煤炭中的灰分含量。1　洁净煤是中国能源的未来　　煤炭是世界能源的重要组成部分 ,我国是世界上最大的产煤国和煤消耗国 ,煤炭占我国一次能源的 3/4 ,高硫煤储量约占总储量的 1 / 3,燃煤和燃油产生的二氧化硫等硫化物是大气污染…     

TiCl4水解法水热制备Yb-P-TiO2纳米光催化剂及共掺杂的协同机制

利用水热技术以TiCl₄水解法制备介孔锐钛矿Yb-P-TiO₂纳米片.基于XRD、TEM、BET、XPS、FTIR、DRS和PL分析,探讨Yb和P共掺杂对TiO₂表面物理化学特性及光催化活性的影响机制.在模拟太阳光照射下,样品光催化降解4-氯酚活性顺序为:TiO₂ < Yb-TiO₂ < P25 < P-TiO₂ < Yb-P-TiO₂,表明Yb-P共掺杂对提高光催化活性产生协同作用.20 mg·L^-1的4-氯酚溶液在0.8 g·L^-1的Yb-P-TiO₂悬浮液中经模拟太阳光照射120 min后,TOC去除率达87.6%,表明4-氯酚能够被有效矿化.P掺杂对抑制TiO₂由锐钛矿向金红石相的转变和改善表面结构特性起决定性作用.Yb³⁺能俘获光生e^-生成Yb²⁺,Yb²⁺又易于将e^-转移给表面吸附O₂生成·O₂^-,有效抑制载流子复合.P 3p与O 2p轨道杂化能级与氧空位能级共同作用导致带隙窄化,改善光吸收性能.Yb-P共掺杂能进一步抑制光生e^-/h⁺复合,提高量子效率;进一步增加表面羟基,有利于俘获光生h⁺生成强氧化性羟基自由基.上述因素均有利于提高光催化活性.     

变氧浓度条件下煤自燃特性参数实验测试

利用煤自然高温程序升温实验台对清水营煤矿煤样在变氧环境下的耗氧速率、气体释放速率及放热强度等自燃特性参数进行测试。测试结果表明:在不同氧浓度条件下,煤样的耗氧速率在不同阶段变化规律不同;在程序升温过程中,CO和CO2气体产生速度可预报煤层的氧化、自燃状况;在不同氧浓度下煤样的放热强度规律也很明显。测试结果为采空区遗煤自燃防治提供了理论基础。     

高盐水条件下亚硫酸盐氧化特性实验研究

在“水十条”背景下,脱硫废水零排放已是大势所趋,利用烟气余热浓缩脱硫废水将脱硫废水减量化引起业内关注。在烟气预浓缩过程中有较少的SO₂转移至液相,产生SO₃ ^2-、HSO₃ ^-、SO₄ ^2-。其中亚硫酸盐性质不稳定,会影响后续处理。为探究此过程中高盐水条件下亚硫酸盐的氧化特性,通过氧化还原电位（ORP） 和溶解氧联合监控,对亚硫酸盐的氧化特性进行研究。研究发现：烟气含氧量促进亚硫酸盐氧化;脱硫废水浓缩倍率同ORP值呈正相关,有利于亚硫酸盐的氧化;烟气预浓缩过程中亚硫酸盐氧化情况较好,氧化率可达94.7%,不需要进行强制氧化。此研究对烟气浓缩过程中控制结垢及减少对后续处理的不良影响具有重要的价值。