不饱和脂肪酸催化脱氧制备烃类燃料的研究进展

对不饱和脂肪酸催化脱氧制备烷烃燃料的研究进展进行了综述,主要介绍了不饱和脂肪酸的加氢脱氧法、脱羧法和脱羰法,并对各类脱氧反应中所用催化剂进行了归纳和总结。     

生物质选择性催化热解制备芳香烃的研究进展

芳香烃是一种重要的化工原料,生物质常规热解难以形成大量的芳香烃,但在催化热解条件下可显著提高芳香烃的产率,由此可望提供一种新型的芳香烃制备方法。首先阐述了生物质催化热解生成芳香烃的机理,包括综纤维素经解聚、开环和芳构化等反应生成芳香烃;木质素由小分子酚类生成芳香烃。随后讨论了原料、催化剂、预处理及工艺条件等因素对生物质选择性催化热解生成芳香烃的影响,并提出了生物质热解制备芳香烃工艺参数优化方案。     

生物质双级催化热解制备燃料化学品的研究进展

生物质热解所得目标产物生物油因高含氧量、组分复杂等问题难以直接应用,通过使用适宜的催化剂升级热解蒸气可实现生物油的脱氧提质。本文基于前人研究,首先总结了生物质催化热解中金属氧化物和分子筛催化剂的结构特点、催化原理与催化效果。然后详细介绍了微介孔复合型、金属氧化物/ZSM-5复合型双级催化体系的构建原理、催化模式及其对于生物质催化热解产物分布规律产生的影响,并说明了双级催化体系的可行性与实用性;同时概述了影响生物质催化热解的其他因素,包括原料特性、工艺参数、操作模式等。最后针对目前双级催化热解研究与发展中存在的问题,对进行双级催化模式的比较研究、改进催化体系以降低生产成本、发掘双级催化剂的多种使用价值等方向提出了展望。     

生物质催化热解制备左旋葡萄糖酮的研究进展

左旋葡萄糖酮是一种重要的手性合成子,催化热解生物质制备左旋葡萄糖酮具有经济、环保等特点,是生物质资源开发与利用的又一新平台。本文综述了催化热解生物质制备左旋葡萄糖酮催化剂的研究现状,着重介绍了无机酸、固体酸、固体超强酸、氯化物等催化剂对热解制备左旋葡萄糖酮的影响。阐述了各催化剂的优势与局限性：无机酸催化剂价格低廉、催化效率高,但原料预处理复杂、易腐蚀设备且难以回收;固体酸催化剂腐蚀性较小,易于分离回收,但催化效果较弱;固体超强酸催化效果良好且易于回收利用,但制备过程较为复杂;氯化物催化剂价格便宜、易于获得,但催化效果不佳。开发安全高效、绿色环保、可回收利用的催化剂是今后热解制备左旋葡萄糖酮的研究热点和难点。     

蒙脱石的催化生物质热解特性

以纤维素和橡树叶为研究对象,探索了蒙脱石催化作用下热解产物的变化规律及机理.结果表明:蒙脱石负载促进纤维素向β-消除路径转化,导致活化能增加、DTG(微商热重分析曲线)峰值温度升高和热解速率降低,而对橡树叶的热解过程影响较小;蒙脱石可催化热解液体的2次裂解,使液体产率降低,气体产率增加,而对固体产物产率的影响较小,其中...     

生物质催化热解特性和动力学研究

利用热分析技术对氮气气氛下不同升温速率下马尾松生物质试样的热解过程和以Na2CO3为催化剂的催化热解过程进行了研究。结果表明,Na2CO3催化剂可使生物质的主要热解区向低温区移动,而最大失重速率减少。根据热重实验数据,运用Popescu法对马尾松热解和催化热解动力学进行了研究。结果表明,Z-L-T方程为热解和催化热解的最概然机理函数,并计算出其相应的热解动力学参数。     

生物质与废轮胎共热解及催化对热解油的影响

生物质稻壳与废轮胎以不同比例组成的均匀混合物在管式固定床内共热解,MCM-41和SBA-15作为催化剂,对产生的热解油性质进行了研究。结果表明,随着废轮胎在混合物中比例增加,热解油产率和热值在增加,而黏度和密度在降低。当稻壳占到60%（质量）时,热解液体产率为44.5%（质量）,热解油热值为40 MJ·kg-1,热值与柴油接近;温度对热解油的产率和组分柠檬精油的生成影响较大。对组成一定的混合物,在热解温度500℃时二者均达到最大。通过对热解油主要组分柠檬精油和氧含量的分析说明,共热解过程中组分间可以产生一定的相互作用,并具有协同效果,体现在柠檬精油组分的含量低于加权后的浓度,氧含量大于加权后的数值;与没有催化剂存在情况相比,MCM-41和SBA-15的存在能显著降低热解液体的黏度和密度,其中,SBA-15的降低效果更为明显。     

生物质与煤共燃研究(Ⅰ)生物质的低温热解

介绍了生物质与煤共燃的研究流程及其主要的研究方法，通过对三种主要农业剩余生物质（锯屑，谷壳和花生壳）热解过程中的失重率变化，物理性质变化，工业分析变化，元素分析变化和发热量变化的研究发现，三种生物质在热解温度220℃-300℃，热解时间30min-60min下进行低温热解时，热解过程主要受热解温度控制，受热解时间控制较弱，随热解温度升高，热解时间延长，生物质的热失重率逐渐升高，生物质逐渐变得易于研磨。在工业分析上挥发分逐渐减少，固定碳及灰分不断提高，水分含量大幅下降；在元素分析上O元素的含量不断下降，C元素的含量不断上升，从而发热量不断增加，研究表明，当热解温度为270℃-300℃时，热解生物质的各项性质可与煤接近。     

碱土金属氧化物基催化剂催化热解生物质研究进展

快速热解是生物质高效转化利用的重要方法之一,然而其目标产物生物油因含氧量高、组分复杂等不足而难以直接利用。通过在热解体系中引入碱土金属氧化物基催化剂,可以将热解产物中的氧元素以CO₂和H₂O等方式脱除,从而实现生物油品质的提升。总结了典型碱土金属氧化物基催化剂对生物质催化热解过程中发生的酮基化、羟醛缩合、开环和侧链断裂反应及机理,讨论了催化剂类型（CaO、MgO、基于碱土金属氧化物的分子筛和活性炭等）、生物质原料、温度、催化剂用量、停留时间、催化方式、催化剂失活等因素对生物油产率与品质的影响,并对生物质催化热解制备高品质生物油及其应用进行了展望。     

生物质与塑料催化共热解技术研究进展

生物质是唯一一种可再生碳源,其高效利用是解决能源与环境问题的纽带。近年来,基于化石能源的塑料制品使用和废弃量快速增加,其难于自然降解,对环境造成严重威胁。生物质与塑料的催化共热解技术能够得到选择性更高的产品,进而提升高附加值产物的产率和品质,是生物质与塑料规模化利用的重要方向。本文从生物质与塑料高效转化的角度出发,梳理了生物质与塑料催化共热解技术研究进展,对生物质与塑料共热解机理、ZSM-5基催化剂共热解、过渡金属基催化剂共热解、碱/碱土金属催化剂共热解、多催化剂共热解等不同种类的催化共热解研究前沿进行了综述,并对比了原位催化和非原位催化的共热解方式,展望了生物质与塑料催化共热解的主要技术和发展方向,以期为生物质与塑料的高效协同转化提供方法参考和研究思路。     

非热等离子体烃类燃料氧化重整反应器的研究进展

燃料氧化重整(部分氧化)为温和的放热反应,其反应速率快、能耗低,特别适用于在线制取氢气或富氢气体。大气压非热等离子体为燃料氧化重整提供了一种应用前景广泛的新技术,展现了对燃料具有普适性、快速响应和反应器紧凑高效等优点。综述了大气压非热等离子体烃类燃料氧化重整反应器的研究进展,着重阐述了火花和滑动弧放电产生的暖等离子体及其烃类燃料重整反应器。与电晕和介质阻挡放电产生的冷等离子体反应器相比,暖等离子体反应器具有燃料转化率高和能耗低的优点。     

低温等离子体辅助去除含碳固态混合物

柴油发动机尾气中存在大量颗粒物,它易被人体吸入,对人的身体健康造成极大危害。其主要成分——碳烟及可溶性有机成分（SOF）等,可通过氧化燃烧的方法除去。本文从柴油机尾气颗粒物的治理出发,介绍了传统的颗粒物后处理技术,包括颗粒捕集器结合再生、微粒催化氧化转化（DOC）、静电捕集等技术。主要介绍了近年所发展起来的低温等离子体（NTP）辅助去除含碳固态混合物（PM）技术,包括等离子体反应器中的化学反应,常见的低温等离子体反应器结构及等离子体产生的放电类型。此外,根据等离子体反应器的安装位置不同,还介绍了两种不同的等离子体PM处理方法——直接等离子体方法和间接（远程）等离子体方法,后者可避免高温对等离子体过程的不利影响。总结了等离子体技术的应用特点,提出对等离子体辅助PM去除过程的研究可着眼等离子体技术本身,研究各种对气体放电产生影响的因素,为等离子体反应器的开发和应用提供参考。     

Non-thermal plasma approaches in CO2 utilization

CO₂ is the final product of combustion of all fossil fuels. CO₂ itself has little value by far, but it contributes more than 50% to the man-made greenhouse effect among all the greenhouse gases. There is still no proven technology for the chemical utilization of such a plentiful carbon resource. Recently, non-thermal plasmas have been found to be effective in the activation of CO₂ for the formation of more valuable hydrocarbons. The non-thermal plasma approaches can even be performed at ambient condition. In this review, the present state of carbon dioxide utilization via non-thermal plasmas is addressed.     

乌桕籽油钾皂微波脱羧制备可再生烃类燃料

乌桕籽的含油率高达40%,是生产生物柴油的优质原料。本研究采用绿色环保节能高效的乌桕籽油提取方法,以高压蒸汽作为水剂提取油脂的方法,进行了相关工艺的实验研究,以乌桕油脂皂化物为研究对象,通过微波极化皂化物羧基端促进脱羧制备优质烃类燃料。探讨了料液比、烘烤时间、烘烤温度、pH值、高压蒸汽处理时间等因素对油脂提取率的影响。微波裂解所得到液态产物为皂类干重的60%以上,裂解液态产物的密度为0.865 g/cm3,黏度2.73 mm2/s,与柴油的性质基本相似。研究结果为利用乌桕籽油生产生物柴油的工业化提供了一定基础。     

Electrooxidation of acetals for direct hydrocarbon fuel cell applications

Some acetals (e.g., methylal, ethylal and 1,3-dioxolane) were oxidized in different supporting electrolytes and on various electrodes, including oxide-based electrodes dispersed onto carbon powder. The electrooxidation of ethylal and 1,3-dioxolane was demonstrated for the first time. The fuel that exhibited the lower overvoltage from the electrooxidation curve was deduced. Then, from an analysis of the reaction products from long-term anodic experiments, the electrode reactions were deduced. It was shown that the anodic polarization of the electrooxidation of acetals in an acid medium is lower than that of methanol. Thus, acetals seem to be better fuels for fuel cell applications than methanol. It was also shown that ethylal and 1,3-dioxolane are oxidised more easily than methylal for fuel cell applications. Volcano behaviour was obtained for the plot of direct oxidation current density vs metal radius for various single noble metal electrodes. The highest current density was obtained with the Pt-based electrode. Similar behaviour was obtained with electrodes based on noble binary platinum alloys, where the electrooxidation current density increases with the difference in metal radius in each alloy (R). Thus, the alloys that give the highest |R|, e.g. Pt–Ru and Pt–Sn, exhibit the best electrooxidation current density.     

Volatility of blended fuel of endothermic hydrocarbon fuel and triethylamine

Bubble-point vapor pressures and equilibrium temperatures for the mixtures of a refined kerosene based endothermic hydrocarbon fuel (EHF) and triethylamine (TEA) with different mass fractions were measured by comparative ebulliometry with inclined ebulliometers. Experimental data of vapor pressures and equilibrium temperatures were correlated by the Antoine equation. The bubble-point lines of pressure versus composition at different temperatures and temperature versus composition at different pressures were obtained. It is found that the pseudo‐binary systems of EHF+TEA have positive deviations from Raoult's law, and the blended fuels have higher volatility than pure EHF.     

Sulfonated aromatic hydrocarbon polymers as proton exchange membranes for fuel cells

This article reviews recent studies on proton exchange membrane (PEM) materials for polymer electrolyte fuel cells. In particular, it focuses on the development of novel sulfonated aromatic hydrocarbon polymers for PEMs as alternatives to conventional perfluorinated polymers. It is necessary to improve proton conductivity especially under low-humidity conditions at high operating temperatures to breakthrough the current aromatic PEM system. Capable strategies involve the formation of well-connected proton channels by microphase separation between hydrophilic and hydrophobic domains and the increase of the ion exchange capacity of PEMs while keeping water resistance. Herein, we introduce novel molecular designs of sulfonated aromatic hydrocarbon polymers and their performance as PEMs.     

Catalytic reforming of hydrocarbon feedstocks into fuel for power generation units

The feasibility of realization of the multifuel operation principle, specifically, production of a hydrogen-containing gas from various types of hydrocarbon feedstocks using the same catalyst under similar reaction conditions is considered. The steam reforming of two types of hydrocarbon mixtures, namely diesel fuel satisfying GOST (State Standard) R 52368-2005 (EN 590:2004) and a methane-propane mixture imitating the composition of associated petroleum gas, has been investigated to clarify this issue. These hydrocarbon feedstocks were chosen for the reason that they are universally used as a fuel for various types of power generation units. Experiments have been carried out in a catalytic flow reactor at 250–480°C (for the methane-propane mixture) and 500–600°C (for diesel fuel) and pressures of 1–15 atm using a nickel-containing catalyst (NIAP-18). This catalyst has been demonstrated to ensure conversion of different types of hydrocarbon feedstocks into synthesis gas and methane-hydrogen mixtures usable as a fuel for power generation units based on high-temperature fuel cells and for spark-ignition, diesel, and gas-diesel engines.