宁东红石湾煤大分子模型构建及量子化学计算

使用工业分析、元素分析、固体核磁（¹³C NMR）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对宁东红石湾（HSW）煤样进行表征,获得煤样中元素赋存的种类、价态、化学键环境等物质微观结构的关键参数。结果表明HSW煤结构以芳香族为主,占75.96%,桥接芳碳与周碳比为0.315,可知其结构中以萘为主,苯和蒽为辅。氧原子主要以醚氧基（C-O）、羰基（C=O）和羧基（-COO）的形式存在,其中C-O占53.57%。氮原子以吡啶和吡咯的形式存在。苯环的连接方式以三、四取代为主,分别占47.77%、32.97%,脂肪族中环烷烃或脂肪烃-CH₃占优势。确定HSW煤的分子式为C₂₂₁H₁₄₈O₂₈N₂,分子量为3142.32。在此基础上结合计算机辅助实现了二维和三维大分子模型构筑。应用量子化学计算对HSW煤大分子模型进行了优化及核磁共振、红外光谱模拟,验证了所建模型的合理性。最终实现了HSW煤的微观分子结构的实验与量子化学描述。     

宁夏庆华煤镜质组和惰质组显微组分的分子结构及对比分析

使用密度梯度离心法对宁夏庆华煤的显微组分进行分离,获得煤的镜质组和惰质组。通过元素分析、X射线光电子能谱（XPS）、固体¹³C核磁共振（¹³C NMR）技术、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）技术等表征手段对不同显微组分进行物性表征。进一步基于统计平均的分子结构近似结合分子模拟计算,确定庆华煤镜质组和惰质组显微组分的分子结构可分别表示为C₂₆₉H₁₉₆N₄O₁₃S和C₂₅₅H₁₇₉N₃O₁₄S。通过FTIR光谱与¹³C NMR光谱验证,从而实现了不同显微组分的分子结构描述。对两种显微组分的分子模型和结构参数进行了系统对比分析,发现镜质组的芳碳百分数为51.95,惰质组的芳碳百分数为62.16。镜质组模型中芳碳结构数目较少,脂肪碳结构丰富,不饱和度较小,还原度最大。惰质组模型中芳碳结构数量最大,脂肪碳结构数目少,不饱和度最大,煤化程度高。镜质组在原煤中含量高,是原煤的主要组成。惰质组的含量少且大分子结构缩合度高,分布在镜质组构成的基体中。     

霍林河褐煤化学结构特性的13C NMR与FTIR对比分析

采用¹³C NMR及FTIR对霍林河褐煤的化学结构特性进行深入分析,通过¹³C NMR计算得到霍林河褐煤包含34.32%的脂肪族碳、61.25%的芳香族碳以及4.43%的羰基碳。平均每个芳环团簇包含1~2个芳香环,每个芳香环中平均碳原子取代数为3~4。平均亚甲基碳链数为1.4,烷链支化度为25.47%,说明脂肪族多以短链分支形式存在。通过对霍林河褐煤红外光谱进行分峰拟合,计算得到煤的FTIR结构参数（平均亚甲基碳链数、芳香环取代度、烷链支化度）与¹³C NMR计算结果相吻合。虽然芳碳率（f_ar-F=55.37%）与¹³C NMR计算结果存在一定的偏差,但是FTIR很大程度上仍然可以反映煤的碳骨架结构特性。     

神东上湾煤及其显微组分富集物结构特征研究

采用13C-CP/MAS NMR和FTIR测试手段对神东上湾煤及其显微组分富集物进行了分析表征,并对其相关结构特征进行了讨论.结果表明,惰质组富集物较原煤和镜质组富集物有较高的芳香度,桥头芳碳(faB)也较高,大分子芳香结构以萘和蒽结构为主;镜质组富集物有较多的烷基化取代芳碳和脂肪碳,氢含量相对较多,结构中富含链状烷烃、环状烷烃和芳甲基等,大分子芳香结构以苯结构为主;原煤结构中含有较多的faHl(季碳、CH和CH2)和faOl(氧接脂碳),原煤芳香结构以萘结构为主.三个煤样结构中羟基缔合程度都比较大,有较强的CC骨架伸缩振动峰,镜质组富集物的Hal/Har为2.18,远远高于原煤(1.52)和惰质组富集物(1.36),说明镜质组富集物有较多的脂肪结构;与原煤相比,镜质组和惰质组富集物大分子结构中有较多伸缩振动的—CH2.     

宁东红石湾煤大分子模型构建及量子化学计算

使用工业分析、元素分析、固体核磁(13C NMR)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对宁东红石湾(HSW)煤样进行表征,获得煤样中元素赋存的种类、价态、化学键环境等物质微观结构的关键参数。结果表明HSW煤结构以芳香族为主,占75.96%,桥接芳碳与周碳比为0.315,可知其结构中以萘为主,苯和蒽为辅。氧原子主要以醚氧基(C—O)、羰基(C O)和羧基(—COO)的形式存在,其中C—O占53.57%。氮原子以吡啶和吡咯的形式存在。苯环的连接方式以三、四取代为主,分别占47.77%、32.97%,脂肪族中环烷烃或脂肪烃—CH3占优势。确定HSW煤的分子式为C221H148O28N2,分子量为3142.32。在此基础上结合计算机辅助实现了二维和三维大分子模型构筑。应用量子化学计算对HSW煤大分子模型进行了优化及核磁共振、红外光谱模拟,验证了所建模型的合理性。最终实现了HSW煤的微观分子结构的实验与量子化学描述。     

红外光谱和核磁共振对腐植酸分子结构的表征

为说明风化煤中腐植酸的分子结构,主要运用元素分析、傅立叶红外光谱和固体13 C交叉极化/魔角转换核磁共振(13 C CP/MAS NMR)对从风化煤中提取的棕腐酸(ZFS)和黑腐酸(HFS)的分子结构进行表征.结果表明,ZFS和HFS的分子核主要是由芳香环构成,但HFS的芳香碳原子含量是ZFS的2倍,HFS的芳构化程度略高于ZFS.在芳环的周围有脂肪侧链,ZFS在芳环中约有50%的碳原子被取代基取代,且取代基脂肪侧链主要由直链烷基构成,在较长的烷基侧链上含有氧原子,以甲氧基或醚的形式存在.ZFS中脂肪碳含量明显高于HFS.HFS中脂肪碳的一部分很可能以环状形式存在,环中可能含有氧或者氮,芳核中约有1/3碳上的氢被取代,环上还有少量的酚羟基或者甲氧基.总的来说,ZFS的含氧官能团含量是黑腐酸的2倍,两种腐植酸的芳环上都有一部分的羧基,ZFS的含量是HFS的4倍.     

霍林河褐煤化学结构特性的~(13)C NMR与FTIR对比分析

采用~(13)C NMR及FTIR对霍林河褐煤的化学结构特性进行深入分析,通过~(13)C NMR计算得到霍林河褐煤包含34.32%的脂肪族碳、61.25%的芳香族碳以及4.43%的羰基碳。平均每个芳环团簇包含1~2个芳香环,每个芳香环中平均碳原子取代数为3~4。平均亚甲基碳链数为1.4,烷链支化度为25.47%,说明脂肪族多以短链分支形式存在。通过对霍林河褐煤红外光谱进行分峰拟合,计算得到煤的FTIR结构参数(平均亚甲基碳链数、芳香环取代度、烷链支化度)与~(13)C NMR计算结果相吻合。虽然芳碳率(far-F=55.37%)与~(13)C NMR计算结果存在一定的偏差,但是FTIR很大程度上仍然可以反映煤的碳骨架结构特性。     

不同煤级煤~(13)CNMR结构特性及演化特征

基于固体核磁共振(13C NMR)测试方法,对五类不同煤化程度的10种煤样进行分析测试,对谱图分峰后所得的结构参数进行研究,揭示了不同煤化程度煤中各官能团的存在形式及内在联系,阐明了各官能团结构演化规律.结果表明,脂肪碳和芳香碳含量整体呈互补关系,随煤化程度的加深,脂碳率下降,芳碳率上升.氧接芳碳和侧支芳碳含量减少,氧接脂碳含量增加;受煤化程度、构造应力和破坏类型等多方面因素的影响,其他结构参数变化趋势并不明显.     

中低煤阶镜煤/暗煤大分子结构及对甲烷吸附的影响

为研究中低阶煤不同宏观煤岩组分微观结构及对甲烷吸附的影响，采集黄陇煤田郭家河、大佛寺、园子沟及黄陵矿区的四种不同煤样，手工剥离不同宏观煤岩成分(镜煤和暗煤),通过傅立叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析和等温吸附实验探究中低阶煤分子结构特征及其对甲烷吸附能力的影响。结果表明：同一煤样中镜煤的水分和挥发分产率高于暗煤的水分和挥发分产率，而暗煤的灰分产率和固定碳含量高于镜煤的灰分产率和固定碳含量。镜煤的显微组分中镜质组含量较大、惰质组含量较低，暗煤则相反。红外光谱分析结果表明，同一煤层的镜煤和暗煤红外光谱吸收峰形态相似，官能团类型和含量接近。煤分子结构中主要含氧官能团按含量由高到低依次为C—O,COOH,■,脂肪侧链按含量由高到低依次为CH₂,CH₃,CH。对比煤的准晶体结构发现，中低阶煤煤化程度低，γ带的峰面积整体较大。受煤化作用和压实作用影响，暗煤的堆砌度和堆砌层数大于镜煤的堆砌度和堆砌层数。分子结构特征对甲烷吸附量的影响显著。镜煤的最大甲烷吸附量与芳碳率和缩合度均呈正相关，暗煤的最大甲烷吸附量与芳碳率和缩合度均呈负相关。镜煤...     

基于13C NMR技术的桦甸油页岩热解行为

基于13C NMR技术,研究了桦甸油页岩及其不同终温下的热解固体残余物中有机质的化学结构,对典型页岩油与热解气的有机组分进行了简要分析。通过对油页岩及其热解固体残余物的谱图分峰拟合分析,获得了芳碳率、脂碳率等11个基本结构参数和平均亚甲基链的碳数、芳环取代度、桥接芳碳与周碳之比3个重要结构参数,探讨了热解过程中相应结构参数的变化特性。结果表明,油页岩在生油阶段开始之前就已经有部分亚甲基基团析出生成烃气或缩合成为芳环,而油页岩的热解过程是芳环不断缩合的过程。结合化学结构与热解固体残余物的潜在产物产率之间的关系可知,油页岩热解固体残余物的热解半焦、热解气的潜在产率分别与油页岩芳碳率、脂碳率成线性关系,而热解油的潜在产率与亚甲基基团率有直接关系。     

三元混合气体燃料爆炸特性实验研究

利用定容燃烧弹爆炸实验平台结合高速纹影摄像技术,系统研究了组分浓度和当量比对氢气/二甲醚/甲烷三元混合气体燃料爆炸特性的影响。结果表明：平均火焰传播速度S_a随氢气浓度X_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}}的增加单调递增,随二甲醚浓度X_DME和甲烷浓度X_{\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}}的增加单调递减。压力峰值p_max与X_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}}的关系受到当量比φ的强烈影响,当φ=0.8、1.0和1.2时,p_max随X_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}}先缓慢线性增加然后快速增加;而当φ=0.6、1.4和1.6时,p_max始终线性增加;同时,p_max随X_{\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}}线性递减,而随X_DME的变化可分为两个时期。X_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}}与最大压力上升速率(dp/dt)_max呈正相关关系,X_{\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}}与之呈负相关关系,而X_DME对(dp/dt)_max的影响不大。燃烧时间t_c与X_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}}和X_{\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}}存在线性关系;而X_DME对t_c的影响较为复杂,与φ有关。     

Thermodynamic analysis of ethanol synthesis from hydration of ethylene coupled with a sequential reaction

Coal-based ethanol production by hydration of ethylene is limited by the low equilibrium ethylene conversion at elevated temperature. To improve ethylene conversion, coupling hydration of ethylene with a potential ethanol consumption reaction was analyzed thermodynamically. Five reactions have been attempted and compared: (1) dehydration of ethanol to ethyl ether ({\mathrm{2C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{OH}\iff{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{OC}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{+H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}), (2) dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde ({\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{OH}\iff {\mathrm{CH}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{CHO+H}}_{\mathrm{2}}), (3) esterification of acetic acid with ethanol ({\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{OH+CH}}_{\mathrm{3}}\mathrm{COOH}\iff {\mathrm{CH}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{COOC}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{+H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}), (4) dehydrogenation of ethanol to ethyl acetate ({\mathrm{2C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{OH}\iff {\mathrm{CH}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{COOC}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{+2H}}_{\mathrm{2}}), and (5) oxidative dehydrogenation of ethanol to ethyl acetate ({\mathrm{2C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{OH+O}}_{\mathrm{2}}\iff {\mathrm{CH}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{COOC}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{+2H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}). The equilibrium constants and equilibrium distributions of the coupled reactions were calculated and the effects of feed composition, temperature and pressure upon the ethylene equilibrium conversion were examined. The results show that dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde has little effect on ethylene conversion, whereas for dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde and ethyl acetate, ethylene conversion can be improved from 8% to 12.8% and 18.5%, respectively, under conditions of H₂O/C₂H₄ = 2, 10 atm and 300°C. The esterification of acetic acid with ethanol can greatly enhance the ethylene conversion to 22.5%; in particular, ethylene can be actually completely converted to ethyl acetate by coupling oxidative dehydrogenation of ethanol.     

Stable mixed metal-organic framework for efficient C2H6/C2H4 separation

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 (V_{{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{6}}}\text{?}/\text{?}{V}_{{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}}=1∶9 and 1∶15) to collect C₂H₄ gas with high purity, which indicates the promising future of MUV-10(Mn) in C₂H₄ purification.     

高稳定双金属MOF材料用于低浓度乙烷的高效分离

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。     

过硫酸盐活化方式与氧化降解有机物效能及其在污染场地修复中的应用

过氧单硫酸盐（PMS）及过二硫酸盐（PDS）在工业污染场地修复中应用广泛,通过活化作用能够产生氧化性更强的·\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\text{-}}自由基,从而更好地氧化降解有机污染物。本文比较了几种典型活化方式,包括紫外（UV）、碱、过渡金属、热以及含碳物质,并分析了它们的优缺点及适用条件;讨论了过硫酸盐活化机理及动力学过程;分析了无机阴离子（Cl^-、\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{\text{-}}\text{/}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}\text{-}}、\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{\text{-}}、\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}^{\text{-}}、\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\text{-}}、{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\text{-}}）与·\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\text{-}}自由基相互作用及其对有机污染物氧化降解的影响;针对活化过硫酸盐在工业污染场地修复领域的应用,对过硫酸盐活化方法的发展趋势进行了展望。理论研究和实践表明,过硫酸盐不同活化方式为工业污染场地修复提供了多样选择,多种活化方式协同作用将是过硫酸盐高效活化氧化降解有机污染物的发展方向。由于Cl^-、\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{\text{-}}\text{/}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}\text{-}}抢夺·\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\text{-}}的能力较强,认为这些无机盐与有机物复合的污染场地或土壤采用PDS修复需格外谨慎选择活化方法。     

刚柔组合桨强化软锰矿浸出过程的反应动力学特性

在软锰矿湿法浸出过程中,采用传统搅拌桨反应器,容易出现流体“打旋”现象,导致传质效果差,进而降低反应效率。因而,本研究将刚柔组合桨应用于软锰矿的还原浸出过程,强化浸出过程的传质行为,提高锰矿浸出率。结果表明,在黄铁矿与软锰矿质量比为0.20,硫酸浓度为1.5 mol/L,液固比为10,温度为363 K下,软锰矿中锰的浸出率达到90.12%,与传统桨叶相比,锰浸出率提高5.5%。同时,研究发现浸出过程遵循核收缩模型且受表面化学反应控制,黄铁矿与软锰矿质量比、初始硫酸浓度、液固比的反应级数分别为1.2679、0.4182、1.1959,反应动力学方程为1- （1-X）^1/3=0.96×10³（m_{\mathrm{F}\mathrm{e}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}}/m_{\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}）^1.2679 [H₂SO₄]^0.4182（L/S）^1.1959exp（-41.75 ×10³/RT）t,浸出反应的表观活化能为41.75 kJ/mol。刚柔组合桨体系下的软锰矿浸出反应表观活化能相比传统搅拌体系下的软锰矿浸出反应表观活化能的文献报道值降低4.515~20.54 kJ/mol。     

Feammox系统内氮素转化途径的研究

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,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-\mathrm{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\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-\mathrm{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\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-\mathrm{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\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-\mathrm{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\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}-\mathrm{N}约5 mg/L。由相关性分析可得,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-\mathrm{N}浓度与Fe(Ⅲ)、\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}^{-}-\mathrm{N}浓度呈显著性正相关（P_Fe<0.05、P_{\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}<0.01）,而\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}-\mathrm{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。     

氯化氢催化氧化制氯气达到化学平衡前后的反应行为

采用氧化铝为载体的铜基复合催化剂在固定床与无梯度组合反应器上考察了氯化氢催化氧化制氯气的反应行为。在反应温度T=360~400℃、进料摩尔配比n_HCl/n_{{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}=1~4、HCl空速W/F_HCl0=0.01~60h^-1以及常压条件下考察了反应温度、进料摩尔比、HCl空速等工艺条件对HCl转化率与反应速率的影响。结果表明：在到达化学平衡以前,HCl转化率和反应速率随着反应温度的升高或反应气体摩尔配比n_HCl/n_{{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}的降低而升高;随着反应空速F_HCl0/W的降低,HCl转化率先逐渐升高,而HCl反应速率逐渐降低。在达到化学平衡以后,转化率随着反应温度的升高或反应气体摩尔配比n_HCl/n_{{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}的升高或反应空速F_HCl0/W的降低而降低,反应速率为零。控制反应温度在390~400℃范围内,原料气摩尔比n_HCl∶n_{{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}为(4∶3)~(4∶2),HCl空速W/F_HCl0在2.5h^-1左右,此时的HCl转化率可达到60%~70%,且HCl反应速率保持在(0.2~0.25)mmol/(g·min)。本文采用的联合实验装置对于化学平衡前后的反应行为均能较好地考察,为考察与研究同类反应的反应行为开辟了新思路。     

构建Bi2O2CO3/g-C3N4异质结光催化完全氧化苯甲醇至苯甲醛

在保证选择性的前提下高效光催化氧化苯甲醇为苯甲醛仍然是当下面临的一个巨大挑战。g-C₃N₄的价带位置适中,具有温和的氧化能力,已被开发用来光催化氧化苯甲醇以保证反应的选择性,但由于其电子空穴复合率高导致反应的转化率难以提升。由于Bi₂O₂CO₃的超薄片层结构不仅可以增加催化剂的比表面积形成更多的活性中心,同时可以形成局部电场,更有效地分离光生电子-空穴对,因此通过构建Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄异质结来加快光生载流子分离进而提升反应速率。其中最优的催化剂可以在反应9 h后使苯甲醇完全氧化为苯甲醛,降低了分离成本。     

碱式硫酸镁晶须的可控制备及不同离子的影响机制

以氯化镁、氢氧化钠和硫酸镁为原料,采用溶胶-凝胶-水热法制备了碱式硫酸镁（MHSH-512）晶须,研究了前驱物Mg(OH)₂、Mg²⁺和\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}的浓度和杂质离子Cl^-对MHSH-512晶须的生长机制和微观形貌的影响。研究表明,溶胶-凝胶法得到的Mg(OH)₂在水热条件下的溶解再结晶过程中易形成结构单元[Mg(OH)₆]^4-。当c(Mg²⁺)/ c(\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-})为3时,几乎全部的[Mg(OH)₆]^4-可与\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}形成晶核,并以b轴为主轴生长为MHSH-512一维晶须。大量Cl^-的存在可能阻碍OH^-与Mg²⁺相互作用,延缓[Mg(OH)₆]^4-生成,同时与\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}在[Mg(OH)₆]^4-表面发生竞争吸附,导致晶须生长滞后,但对晶须的最终形貌和分散性没有实质影响。190℃下水热反应10 h制得的MHSH-512晶须结晶度高、长径比大（150～200）、表面光滑且分散性好,易于实现工业化生产,为青海盐湖镁资源的高值化利用提供了一条有效途径。