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相似文献
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1.
玄伟伟  董彦吾  王海轮 《化工学报》2022,73(11):5251-5262
气化技术是处理日益增多的废旧塑料并生产富H2合成气的重要方法。利用ReaxFF-MD与DFT方法相结合研究了聚丙烯(PP)塑料水蒸气气化的反应机理及各产物气的生成路径,进一步探究了温度、水含量对合成气产物分布的影响。研究结果表明:PP塑料的水蒸气气化前期以解离能较小处的单体连接键断裂形成丙烯(CH3—CH̿    CH2)单体为主要反应过程。随后,单体继续解离生成更小的C1~C2烃类分子及·H、CH3·等自由基片段。在水蒸气重整反应阶段,H2的生成有多种路径,但由前期含C结构上脱掉的游离·H自由基与H2O的结合是H2的最主要生成路径,占据了H2生成量的70%。同时伴随产生的·OH自由基通过与小分子结合,脱H等过程,是CO的主要生成方式。提高温度和含水量可促进烃类的水蒸气重整反应,从而提高H2和CO合成气产率,但改善效果逐渐减弱。以上结果对于掌握塑料水蒸气反应进程,以及实验参数调整有重要指导意义。  相似文献   

2.
黄鑫  林玉霞  阎炳会  刘月明 《化工学报》2021,72(10):5183-5195
低碳烯烃(C4=/C5=)催化裂解生成高附加值产物C3=,同时实现C4/C5资源的高效利用,具有重要的研究意义和工业应用价值。高选择性生成烯烃类产物,尤其是目标产物C3=,同时减少非烯烃类副产物的产生,是C4=催化裂解技术发展的重要方向,其核心在于高效催化剂的研制。目前工业催化剂主要是改性的ZSM-5。钛硅分子筛TS-1是工业环己酮液相氨肟化过程中的高效催化剂,其失活后显示出典型的Br?nsted酸性质,基于此,发展了失活TS-1作为催化剂高效催化C4=裂解制C3=的方法,结果表明,失活TS-1经酸洗处理和K+交换修饰后,显示出高活性、高选择性和高稳定性的特征。进一步研究显示,失活TS-1的催化裂解活性中心为呈Br?nsted酸性的、与钛羟基相邻的硅羟基(Si—OH(Ti)),该酸中心结构不同于ZSM-5的骨架桥式铝羟基(Si—(OH)—Al),表现出相对较弱的酸强度特征,因而促进了C4=催化裂解生成C3=的主反应路径,抑制了氢转移副反应路径。失活TS-1催化剂Br?nsted酸中心的发展与应用为废催化剂固废资源的资源化利用提供了新思路。  相似文献   

3.
镧改性核桃壳生物炭制备及吸附水体磷酸盐性能   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
为研发低成本的磷酸盐吸附剂,以核桃壳为原料,LaCl3为改性试剂热解制备核桃壳生物炭。通过SEM-EDS、ICP-OES、FTIR和XRD对生物炭进行表征,采用吸附等温模型和动力学模型拟合生物炭的吸磷特征,并研究热解温度、La改性浓度、添加量、初始溶液pH和共存离子对生物炭吸附磷的影响。结果表明:La改性后,生物炭表面由于负载了La2O3和LaOCl,其吸附能力明显提高。热解温度为400℃、La浸渍浓度为0.1mol/L时获得的生物炭(BC-La400),其Langmuir最大磷吸附容量为12.18mg/g,吸附过程主要受化学吸附和颗粒内扩散控制。热解温度和La改性浓度过高均不利于磷的吸附。磷初始浓度为50mg/L时,BC-La400添加量为2.7g/L可获得较理想的吸附能力,但当添加量超过4.0g/L时,磷脱除率可超过98%。BC-La400吸磷时最佳初始pH为3,CO32-共存会明显削弱BC-La400对磷的吸附能力。  相似文献   

4.
Feammox系统内氮素转化途径的研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
吴悦溪  曾薇  刘宏  李健敏  彭永臻 《化工学报》2020,71(5):2265-2272
铁氨氧化(anaerobic ammonium oxidation coupled to Fe(Ⅲ) reduction,Feammox)是指在厌氧条件下,氨氮氧化耦合三价铁还原的一种新型污水生物脱氮工艺。为确定Feammox反应系统中存在的氮转化的途径,在厌氧条件下接种普通活性污泥驯化培养Feammox,探究了不同途径对氨氮转化的贡献率并进行了相关性分析。研究结果表明:在厌氧间歇反应器ASBR中,经过120 d的富集培养,NH4+-N最大去除率达53.8%,最大去除量约26.9 mg/L,其中Feammox反应途径对NH4+-N去除的贡献率为57.7%,厌氧氨氧化(Anammox)约占42.3%。在典型周期分析发现,在0~7 h内对NH4+-N去除量为14.74 mg/L,Anammox反应速率较快,起主导作用;7~24 h 对NH4+-N去除量为12.16 mg/L,以Feammox反应为主;在整个运行周期内铁盐反硝化(nitrate-dependent Fe(Ⅱ) oxidizing,NDFO)去除NO3--N约5 mg/L。由相关性分析可得,NH4+-N浓度与Fe(Ⅲ)、NO2--N浓度呈显著性正相关(PFe<0.05、PNO2<0.01),而NO3--N与Fe(Ⅲ)呈负相关(P<0.5)。实验结果表明在Feammox、Anammox以及NDFO共同作用下,该系统实现了污水自养型脱氮。  相似文献   

5.
随着国内C10+重芳烃产量逐年提升,炼厂对提质增效需求日益高涨,对C10+重芳烃高效转化利用技术的需求也日益迫切。由于C10+重芳烃富含稠环芳烃,而加氢是稠环芳烃转化为单环芳烃的重要手段,因此,C10+重芳烃中代表性芳烃的加氢机理和热力学研究日趋受到重视。本文从C10+重芳烃原料性质分析入手,详细阐述了C10+重芳烃中代表性芳烃的加氢反应路径及机理、加氢反应热力学的研究进展,以期为实际应用和催化剂开发提供参考。稠环芳烃组成对适宜的加氢反应条件、单环芳烃产品收率、氢耗、反应放热等都有较大影响,为了最大化生产低碳芳烃、降低氢耗,需要根据重芳烃的组成,从原料预切割/预处理、催化剂结构及活性中心、工艺条件这3个方面同时着手进行优化,进而实现对加氢过程的定向调控。  相似文献   

6.
生物法降解高氯酸盐(ClO4-)作为一种经济、高效、二次污染小的技术,在处理ClO4-方面取得了显著的效果。本文综述了高氯酸盐还原菌还原ClO4-的主要机理、不同菌株的来源及特性、降解过程中其他因素(如电子受体、电子供体、pH、温度、盐度和重金属等)对高氯酸盐还原菌性能的影响并对高氯酸盐还原菌的应用现状进行了概述。指出高氯酸盐还原菌广泛存在于环境中,可通过一系列还原酶将ClO4-还原为Cl-,但是不同菌株的还原机理可能存在一定差异需进一步研究。同时操作参数和环境因子均会对高氯酸盐还原菌降解ClO4-性能产生或正或负的显著影响。电子供体的额外投加作为生物法的缺点,使得其在实际工程中的应用非常有限。因此,寻找经济性较好的电子供体并将其应用在实际工程中是未来生物法降解ClO4-研究的热点。本文就电子供体的投加策略及未来高氯酸盐降解研究方向提供了一些见解,以期实现生物法更经济、高效地应用在实际ClO4-污染水体处理中。  相似文献   

7.
朱丹丹  许雄文  刘金平  卢炯 《化工学报》2021,72(5):2528-2546
采用聚四氟乙烯纳米颗粒涂料在50 mm×100 mm铜基表面构造超疏水表面以及条纹图案混合润湿性表面。为探究条纹倾角对冷凝换热的影响,条纹与铜板宽度方向分别成90°与60°的混合润湿性表面被应用于实验中。实验结果表明,超疏水表面传热系数hdwc与混合润湿性表面冷凝传热系数hhybrid随换热温差ΔTsub增大而增大。同时,hdwchhybrid与冷凝液的脱落频率存在强相关关系,脱落频率越高,hdwchhybrid越大。超疏水表面冷凝液脱落频率低,hdwc在0~20 K的换热温差范围内始终低于膜状凝结。混合润湿性表面能有效强化超疏水表面的冷凝换热,条纹倾角为60°的表面在ΔTsub为11.3 K时测得最高传热系数16.64 ?kW/(m2?K),是超疏水表面传热系数的2.14倍;而条纹倾角为90°的表面在ΔTsub为13.8 K时测得最高冷凝传热系数13.63 kW/(m2?K),是超疏水表面传热系数的1.68倍。  相似文献   

8.
张凯  韦秀丽  王冰  蒋滔  刘科 《化工进展》2020,39(7):2867-2875
通过微波水热法,以沼渣为原料,合成了Fe3O4改性微波水热炭,研究了Fe3O4掺杂量对水热反应进程及反应产物的影响。为拓展水热产物的应用范围,以罗丹明B(RhB)为对象,评价改性水热炭对过硫酸钠的活化能力。结果表明,微波加热功率为400W、Fe3O4制备量为水热炭质量的20%时,反应体系14min左右即达到设定温度(200℃),较无Fe3O4条件下反应时间(27min左右)缩短了48.1%,体系压强增加了27.8%。改性水热炭添加量为0.16g、反应时间140min、溶液初始pH为6.7、过硫酸钠投加量为0.1g时,体积为150mL、浓度为40mg/L的RhB降解率可达94.6%,是水热炭单独作用时的3.3倍,过硫酸钠单独作用时的3.9倍。在反应体系中以硫酸根自由基(?SO42-)的作用为主,羟基自由基(·OH)和超氧负离子(?O2-)为辅。改性水热炭具有良好的超顺磁性和稳定性。  相似文献   

9.
王琦  赵骥  但琼鹏  李夕耀  张琼  彭永臻 《化工学报》2019,70(12):4828-4834
在厌氧-好氧交替运行的序批式反应器(sequencing batch reactor, SBR)中,以C/P比大于50的实际生活污水为进水,成功驯化富集聚磷菌,平均厌氧释磷量为15 mg·L-1,出水PO43--P浓度稳定小于0.5 mg·L-1。在系统运行的第74 d调整运行模式为厌氧-缺氧-好氧,在缺氧开始时短期投加NO3--N配水以驯化培养反硝化聚磷菌。保持系统内NO3--N浓度不变,在进水COD浓度为250 mg·L-1时,反硝化除磷效果最佳,平均反硝化除磷量占除磷量的比为87.1%。不同pH下反硝化除磷速率的小试证明,在pH=7.0时得到最大的比吸磷速率2.1 mg P·(g VSS·h)-1。此时调整NO3--N进水为另一个全程硝化反应器的出水,并加大排水比增加缺氧初的进水量使得反应器内缺氧时的pH接近7.0,与未改变pH时对比表明前者在缺氧段反硝化除磷速率加快。反应器共运行160 d,稳定完成COD的去除与反硝化除磷过程。  相似文献   

10.
采用UV-LED/NaClO工艺降解水中尼泊金甲酯(MeP),通过竞争动力学的方法确定了MeP与HO·、CO3-·的二级反应速率常数,考察了不同NaClO投加量、pH和腐殖酸(HA)浓度下不同活性物种对MeP去除的贡献,研究了共存Br-对MeP矿化、消毒副产物(DBPs)生成和急性毒性变化的影响。结果表明,NaClO与UV-LED的协同效果要优于其他氧化剂,UV-LED/NaClO工艺降解MeP的拟一级动力学常数为0.0854 min-1。MeP与HO·、CO3-·的二级反应速率常数分别为4.00×109 L/(mol·s)和5.56×108 L/(mol·s),UV-LED/NaClO工艺降解MeP时各活性物种的贡献率符合活性氯自由基(RCS)>HO·>NaClO>UV-LED的规律。弱酸性和中性条件有利于MeP降解,HA明显抑制了降解,NO3-HCO3-和Br-均不同程度促进了MeP降解。Br-可以提高MeP的矿化,但会导致更多的DBPs生成,增加反应溶液的急性毒性。  相似文献   

11.
秦坤  王章鸿  张会岩 《化工学报》2022,73(11):5201-5210
木质素(LG)含氧量高,化学结构复杂,难于资源化利用。共混剂和催化剂的介入,能够强化LG分解,有效提高其利用效率,但具体机制尚待进一步剖析。本文基于原位红外手段,考察低密度聚乙烯(PE)和过渡金属(Ni、Fe、Mn)的添加对造纸黑液LG表面官能团演变的影响。研究结果显示,LG在200℃左右从C—C连接键开始逐渐分解(波数在2044 cm-1处),而含氧表面官能团在500℃以后才开始减少(波数在1040~1645 cm-1和3450~3600 cm-1处的—OH、C—O、C—O—C和C=O等)。PE的介入,在400℃左右即能开始促进LG含氧表面官能团的脱除,在500℃左右即能实现大部分含氧表面官能团的脱除。而Ni的添加,能够强化LG与PE之间的相互作用,使得LG中大部分含氧表面官能团在PE快速分解阶段(460℃左右)即脱除。另外,工艺参数,包括过渡金属种类、过渡金属浓度、LG与PE混合比例、升温速率等均对混合体系中LG和PE的相互作用存在不同程度的影响。本文从表面官能团变化的角度为LG的资源化利用提供了重要技术指导。  相似文献   

12.
王亚溪  吴淑正  张宏伟  袁珮 《化工进展》2022,41(9):4790-4800
丁腈橡胶(NBR)选择性催化加氢是制备高附加值、高性能氢化丁腈橡胶(HNBR)的一个重要过程。将链段中C==C双键加氢饱和而保留氰基基团,不仅可保持其原有的耐油性和耐磨性,而且可极大地改善其耐侯性、耐臭氧性等。本文介绍了NBR加氢的几种工艺,着重综述了NBR非均相催化加氢的研究进展及发展方向,探讨了负载型催化剂的载体孔道结构和表面性质及活性组分组成对NBR加氢性能的影响。本文还对非均相催化加氢过程中的溶剂效应、催化剂的回收和循环再生进行了阐述,提出溶剂对催化加氢速率和加氢度都有重要影响,溶剂的受氢能力(β值)是影响加氢过程的关键参数。催化剂失活的主要原因是表面活性位点被聚合物覆盖,而利用有效的溶剂洗涤或者采用催化剂表面功能化的方式,可促使活性位再次暴露,恢复其加氢活性。最后,对非均相加氢制备高附加值HNBR体系中的催化剂设计、溶剂效应和催化剂再生等发展方向进行了展望。  相似文献   

13.
王志龙  刘晓栋  赵桐  刘凯  武居昌宏 《化工进展》2021,40(12):6505-6515
由于电阻层析成像(electrical resistance tomography,ERT)技术具有非扰动、无辐射、可视化等优点,本文基于该技术提出了一套能够实现锂离子电池阴极浆料粒子分布特性的可视化在线监测系统。ERT监测系统包括阻抗分析仪(impedance analyzer,IM3570,HIOKI)、计算机(PC)、多路复用器(34970A,Agilent)和8电极传感器。在实验中,搅拌器搅拌速度为720r/min,搅拌时间在360s以内,激励电流的频率为f=1kHz,幅值为1mA。电流输入采用相间激励法,从而获得20组测量电压数据。另外,基于总变差(total variation,TV)正则化的 PD-IPM算法重构了ERT图像,同时,定义了电导率平均值σave和均方差s来定量分析ERT重构图像。此外,为了定性和定量验证ERT测量系统的可行性,分别采用了扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)方法和电阻抗谱(electrical impedance spectroscopy,EIS)方法。对比结果表明,①ERT重构图像和SEM表观形貌图像基本一致,当搅拌时间t<120s时,SEM表观形貌图像中粒子凝聚较为严重,ERT重构图像中颜色变化明显;当t≥120s时,SEM表观形貌图像中粒子趋于分散,ERT重构图像中颜色呈现较为单一的橙色。②EIS中的电阻Z′和电抗Z″变化的变化量与σaves的变化量相符合,并且阴极浆料的电化学特性能够与ERT重构图像相互对应。因此,基于ERT的锂离子电池阴极浆料分布特性的动态可视化监测系统具有可行性,能够应用于阴极浆料实际工程制备的在线动态监测。  相似文献   

14.
为了研究垂直圆管内掺氢甲烷燃烧的不稳定性,自行搭建了上端为开口下端为闭口的透明圆形燃烧管道(半径r=30 mm,管长L=600 mm),火焰在开口端被点燃,向闭口端传播,在化学当量比条件下,通过改变氢气体积分数进行实验。结果表明,当氢气体积分数γ50%后,火焰在传播过程中出现了数量众多的小尺寸胞状结构,并逐渐演变为平滑的弯曲火焰锋面结构,而在γ<50%的工况中没有出现此现象;对初级不稳定性振荡以及次级不稳定性振荡出现的原因进行了分析,火焰表面积的快速变化是形成初级不稳定性振荡的主要原因,燃烧过程中产生的有限振幅的声学振荡是次级不稳定性振荡产生的原因;对不同工况反应过程组分流量的敏感性分析可以得出,链式反应R1(H+O2̿O+OH)为促进燃烧反应速率的主导链式反应;火焰传播过程中的最大压力出现在次级不稳定性振荡阶段,由于开口声压损失以及开口预混未燃气体损失,最大压力的数值随氢气体积分数的增加而减小。  相似文献   

15.
为了研究垂直圆管内掺氢甲烷燃烧的不稳定性,自行搭建了上端为开口下端为闭口的透明圆形燃烧管道(半径r=30 mm,管长L=600 mm),火焰在开口端被点燃,向闭口端传播,在化学当量比条件下,通过改变氢气体积分数进行实验。结果表明,当氢气体积分数γ50%后,火焰在传播过程中出现了数量众多的小尺寸胞状结构,并逐渐演变为平滑的弯曲火焰锋面结构,而在γ<50%的工况中没有出现此现象;对初级不稳定性振荡以及次级不稳定性振荡出现的原因进行了分析,火焰表面积的快速变化是形成初级不稳定性振荡的主要原因,燃烧过程中产生的有限振幅的声学振荡是次级不稳定性振荡产生的原因;对不同工况反应过程组分流量的敏感性分析可以得出,链式反应R1(H+O2̿O+OH)为促进燃烧反应速率的主导链式反应;火焰传播过程中的最大压力出现在次级不稳定性振荡阶段,由于开口声压损失以及开口预混未燃气体损失,最大压力的数值随氢气体积分数的增加而减小。  相似文献   

16.
In view of lacking efficient ethane-selective adsorbent for ethane/ethylene separation, a highly stable microporous mixed metal-organic framework, termed as MUV-10(Mn), was synthesized by the solvothermal method and it could efficiently separate C2H6/C2H4 mixture. The structure and morphology of synthesized material was confirmed by XRD, SEM, TGA and BET, etc. Selectivity and corresponding adsorption heat of C2H6 and C2H4 were calculated based on single component adsorption results measured in details. The results show that MUV-10(Mn) features C2H6/C2H4 selectivity about 1.42 and can absorb more C2H6 than C2H4 at room temperature. And it has high acid, alkali and water vapor stability. Addtionally, dynamic breakthrough experiment showed MUV-10(Mn) could extracted low concentration of C2H6 from C2H6/C2H4 mixture (VC2H6?/?VC2H4=1∶9 and 1∶15) to collect C2H4 gas with high purity, which indicates the promising future of MUV-10(Mn) in C2H4 purification.  相似文献   

17.
针对乙烷/乙烯分离过程中,缺乏高效稳定的乙烷选择吸附剂,采用溶剂热法合成了一种具有高稳定性的双金属微孔MOF材料MUV-10(Mn),通过吸附分离的方式,实现了乙烯中低浓度乙烷的高效分离。采用XRD、SEM、TGA、比表面分析等表征手段对所制备材料的结构及形貌进行了确认和分析,详细测试了MUV-10(Mn)对乙烷和乙烯单组分气体的吸附性能,并进行了选择性和吸附热的计算。结果表明,MUV-10(Mn)在室温下的乙烷吸附量高于乙烯对于乙烷/乙烯混合气的选择性为1.42,且具有高的酸、碱和水蒸气稳定性。混合气体穿透实验表明,MUV-10(Mn)能够高效去除乙烯中的低浓度乙烷,得到高纯乙烯气体,在乙烯提纯方面显示出良好的应用前景。  相似文献   

18.
Tree-like SnO2 nanodendrites in large amounts have been prepared through two-step reactions. The nanoparticles used as the precursors have taken aggregation forming tree-like or string of nanodendrtie. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and energy dispersive spectrometer (EDS), respectively. The results showed that molar ratio of the ethanol/distilled water is an important factor for formation of the different dendrite structures. There are different morphologies between tree-like SnO2 nanowhiskers and bunch of SnO2 nanorods. However, they are growing along the [112 ˉ].  相似文献   

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