乙炔/甲烷预混燃烧合成碳纳米管的试验研究

采用乙炔和甲烷的混合气作为燃料,利用涂覆硝酸镍的铜基板,进行合成碳纳米管的试验研究。对于制备出的碳纳米材料的微观形貌采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)进行了表征,分析了不同燃料对火焰合成的影响,并研究了硝酸镍催化剂的浓度对合成碳纳米管的影响。研究结果表明:利用两种混合气体预混燃烧能够成功合成出质量较好的多壁碳纳米管;采用浓度为0.01mol/L的硝酸镍催化剂无法合成出碳纳米管,只有碳纳米纤维等纳米材料。硝酸镍催化剂浓度为0.1和1.0mol/L时能合成形态和结构都较理想的碳纳米管。     

甲烷受控扩散火焰合成碳纳米管的实验研究

燃烧火焰法是合成碳纳米管的新方法,具有设备简单、容易实现等优点。以硝酸镍为催化剂,在甲烷-空气受控扩散火焰中合成了多壁碳纳米管,燃烧产物中还发现了碳纳米颗粒、碳纳米纤维和碳黑。实验结果表明,随着采样高度的增加,所合成的无定形多壁碳纳米管和富勒烯状碳纳米颗粒逐渐转变为石墨化程度较高的竹节形多壁碳纳米管和洋葱状碳纳米颗粒。分析表明,火焰温度、甲烷裂解产物以及催化剂种类等因素影响碳纳米管的形态和结构。     

碳纳米粒子促进水合物生成的研究进展

综述了碳纳米管、石墨烯、纳米石墨以及各自的功能化产物等碳纳米材料对水合物生成诱导时间、耗气量、生成速率、储气量等动力学参数的影响。碳纳米材料因其粒径小、比表面积大、导热性强等特点,可大大促进水合物的生成。碳纳米材料与部分传统促进剂复配可得到更好的促进效果,也是近年来国内外水合物领域的研究热点。未来可尝试其他类型的碳纳米材料,研究出更好的材料处理方法和复配体系,以期得到更好的促进效果。还可利用分子动力学手段,从微观方面研究碳纳米材料的促进机理。     

响应面法优化棉籽油超声强化合成生物柴油工艺的研究

以棉籽油为原料,KOH为催化剂,通过超声波强化制备生物柴油(FAME)。采用四因素二次正交旋转组合设计实验。结果表明:采用超声波强化与机械搅拌反应体系相比,反应时间从40min缩短至20min,节能效果明显;得出了超声强化合成FAME的最佳工艺条件为:醇油比6.5:1,超声时间20min,占空比28%,催化剂用量0.9%,FAME的得率为97.35%,所得生物柴油各项指标基本达到欧洲EN14214和0#生物柴油标准。     

秸秆合成气催化合成甲醇催化剂优化试验研究

生物质能是一种可再生能源,为了研究秸秆类生物质转化为燃料甲醇以有效地利用生物质能,采用热化学方法在下吸式固定床气化炉中生产低热值燃气,对该燃气进行脱硫、脱氧、焦油催化分解、纯化、配氢等优化试验,制备出秸秆合成气。在直流流动等温积分反应器中进行了催化合成甲醇的试验,在235℃和5MPa条件下进行了催化剂种类及粒度对合成甲醇的影响试验。试验结果表明:合成甲醇的适宜催化剂型号为C301,最优化颗粒粒度为0.833mm×0.351mm,该研究为生物质(秸秆)气催化合成甲醇的深入研究提供了基础数据。     

基于正交法的生物质焦油中苯酚气化制氢研究

采用正交实验法和极差分析法,以苯酚作为生物质焦油模化物,Si C多孔泡沫陶瓷作为催化剂负载体,实验研究不同气化反应条件和不同催化剂制备条件对苯酚气化制氢的H_2产率、气化效率和H_2浓度的影响。结果表明:气化反应温度和催化剂煅烧时间是影响气化指标的关键因素。H_2产率最优时对应的反应条件为气化反应温度800℃,水碳比(S/C)为6,催化剂负载量为6%;H_2产率最优时对应的催化剂制备条件为煅烧时间1 h,煅烧温度700℃,孔隙率为20 ppi。     

棕榈酸叔丁酯的催化制备动力学分析及低温流动性分析

为研究生物柴油低温流动性,以4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,棕榈酸与叔丁醇为原料反应合成棕榈酸叔丁酯。单因素试验分析表明,反应温度为82℃,反应时间为60 min,催化剂用量为10%,醇酸摩尔比为7.5∶1时转化率达到最高,最高转化率为93.10%;正交试验表明,对转化率的主要影响顺序为:反应温度、醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间。反应的最佳条件为:温度87℃,反应时间为60 min,催化剂用量为10%,醇酸摩尔比为10∶1,在此最佳条件下进行验证试验,得到转化率为95.68%;最后,对棕榈酸叔丁酯低温流动性进行了测定及分析。     

季铵碱催化剂在合成生物柴油中的应用

对合成生物柴油的几种方法进行了比较,讨论了以季铵碱作催化剂,以大豆油为原料合成生物柴油的工艺条件,并研究了原料油的酸值和含水量对脂肪酸甲酯转化率的影响.试验结果表明,该酯化及转酯化反应的最佳反应条件:催化剂的投入量为油重的0.5%,油醇的物质的量比为1∶6,反应温度为60℃,搅拌时间为30min;原料油的酸值小于2,原料水分质量分数在1%以下.     

MnCePrO2-δ复合氧化物在O2及NOx气氛中对柴油机颗粒的氧化活性研究

将采用自蔓延高温燃烧合成法(SHS)制备的一系列MnCePrO2-δ复合氧化物催化剂以及贵金属Pt催化剂涂覆于空白的DPF载体上,对其同时去除柴油机尾气中碳烟颗粒物和氮氧化物反应的催化活性进行研究。结果表明: MnCePrO2-δ系列催化剂在氧化碳烟颗粒物和NO的性能上相较于贵金属Pt有明显的优势。其中,Mn0.3Ce0.5Pr0.2具有最好的催化活性,催化去除碳烟颗粒的起燃温度为296 ℃,最大氧化碳烟颗粒速率温度为418 ℃,NO的转化率达到65.6%。利用程序升温反应技术研究了气体流量和加载碳烟质量的变化对Mn0.3Ce0.5Pr0.2催化剂催化活性的影响。研究表明:当气体流量由500(mL· min-1)减小至100(mL· min-¹)时,碳烟颗粒的起燃温度和最大氧化速率温度分别降低了10 ℃和20 ℃,而加载的碳烟质量的改变对碳烟颗粒的起燃温度和最大氧化速率温度没有影响。     

Pd[P(C_6H_5)_3]_4均相催化精制生物油的试验研究

采用四三苯基瞵合钯为催化剂,对均相催化精制生物油进行试验研究,探讨了反应条件的影响和精制前后各组分的变化及其变化机理.实验表明:反应温度130～140℃、反应时间12h、反应压力5MPa、催化剂与生物油的比值0.002为较佳反应条件;经过此条件精制后,酸、醛和碳碳双键含量(%面积)分别比原始生物油减少90%、88%和48%,酯含量(%面积)增加86%,酮、苯酚、聚糖和呋喃含量几乎不变.     

碳质吸附剂吸附储氢的研究现状

论述了活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管吸附储氢的研究历程，从实验、理论研究两个方面总结了前人的研究成果：活性炭在低温下有好的吸附储氢特性，但在室温条件下的结果却不令人满意；碳纳米管和碳纳米纤维的实验结果令人振奋，但众多的实验结果并不一致；碳纳米材料的制备技术和净化技术还仅处在实验规模的阶段；蒙特卡罗、密度泛函等方法是常用的计算机模拟技术，但目前它们只是考虑了理想的物理模型，没有考虑碳纳米管表面的一些不规则现象；碳质吸附剂吸附储氢从理论到应用还有一段距离。     

中碳强度指数与中国低碳发展

中碳强度指数是为全国节能减排行业提供一个以单位国内生产总值(GDP)二氧化碳排放量为载体的指数系统,可有效反映时间序列上地区或行业碳排放强度的变化.2005—2011年中碳强度指数总体呈下降趋势.按中碳强度指数将我国各省级行政区分为五类,其中:大部分地区的指数均集中在0~100之间;指数高于100的四类和五类地区主要是煤炭生产大省和西部欠发达地区;而指数低于0的一类地区主要是经济发达地区.采用对数均值迪氏分解(LMDI)法分析陕西、贵州两省碳强度的影响因素时发现,能源强度下降是其碳强度指数下降的主要原因.结合"十二五"各地区的减排目标,预测了各省级行政区在剩余年份达成目标的压力,结果显示,我国的碳减排任务艰巨,其中内蒙古、宁夏等省份面临巨大的减排压力.     

Carbon-based materials for advanced lithium-sulfur batteries

随着能源和环境问题的日益突出以及电子电动设备的迅猛发展,传统锂离子电池已经越来越难以满足人们对于高能量密度电池的需求.锂硫电池因其能量密度高,成本低以及无污染等优点,被认为是极有潜力的下一代高能量密度储能体系.然而由于锂硫电池中正极材料电子,离子电导率低,充放电过程中电极体积变化大,聚硫化物等中间产物的溶解和伴随的"穿梭效应"以及锂负极的使用所带来的锂枝晶等一系列问题,导致锂硫电池的循环寿命差,阻碍其产业化的应用发展.锂硫电池体系中碳质材料的引入可以提高材料导电性,缓冲体积变化,抑制聚硫化物穿梭,是提高其电化学性能的有效手段.本文综述了近年来最新的锂硫电池中碳质材料的应用研究进展,包括硫/碳复合物,柔性自支撑电池和碳质锂硫电池负极,分析了其对锂硫电池性能提升的作用机理,并展望了锂硫电池将来可能的发展方向.     

大型活动碳中和解析

“绿色低碳”如今是大型活动举办的主流理念,大型活动的碳中和是以低碳环保的理念实施,并逐渐被各种大型活动所采纳推广,日渐成为举办大型活动的一项标准。结合中华人民共和国生态环境部于2019年6月14日正式发布的《大型活动碳中和实施指南(试行)》文件,对大型活动如何实施碳中和及存在的难点要点进行了深入分析,为国内大型活动实现碳中和目标,推进生态文明建设,加大创新力度应对气候变化提供借鉴。     

热力学碳泵：角色、模型与案例分析

制约碳捕集技术发展的瓶颈之一在于能耗过高,而现有碳捕集能效分析的方法论与适用模型并未从能源转换的共性机制层面揭示碳捕集理论能耗的"天花板"。因此,也较难像热力学经典概念热机、热泵及其衍生研究框架一样,从"理想与现实之间的不可逆性"这一思考原点出发,探索节能降耗的新机制与新途径。从碳捕集中能源转换的普遍特性出发,提出了热力学碳泵这一概念,首先对其在既有碳捕集研究体系中的辅助角色进行了论述,其后建立了基于热力学观点的模型并展开案例分析,最后与既有混合气体分离模型进行了异同讨论,阐述了两者的互补性。对热力学在面向新型工业应用情景下的能效分析进行了可供参考的尝试。     

北方秸秆燃料高效应用分析及固化成型技术

全面分析了二氧化碳减排的国际、国内的各大措施,包括：国际气候变化协议体系、国际区域间碳排放交易体系等国际措施,征收碳税、企业间碳排放交易体系、政府补助等市场化手段,森林减排、地质减排、发展循环经济、开发新能源等非市场化手段。通过对这些措施的特点研究、可行性分析和利弊比较,为二氧化碳的减排提供了优化选择的前瞻性思路,并指出国际间的合作与国内政策落实应当有机结合,市场化与非市场化手段需要相互渗透,各大减排措施的合理有效利用,逐步实现国家乃至世界向低碳经济发展模式的转换。     

活性炭和活性炭纤维烟气脱硫技术

分析了活性炭烟气脱硫及再生机理,通过与颗粒活性炭为代表的传统炭材料在结构、性能方面的对比,总结出活性炭纤维优良的吸附、脱附、催化氧化等特性,提出了活性炭和活性炭纤维脱硫的主要问题和发展方向。     

Syngas production from dry reforming of methane over ni/perlite catalysts: Effect of zirconia and ceria impregnation

Ni catalysts with nominal loadings ranging between 2.5 and 20 wt% were synthesized over perlite by wet impregnation, then filtered, washed and calcined at 500 °C. Chemical analyses performed by MP-AES revealed that the maximum Ni content loaded over perlite corresponded to ～15 wt%. Therefore, for comparison reasons, a Ni(20 wt%)/perlite catalyst was prepared by wetness impregnation without performing any washing treatment. The so prepared catalysts were tested in methane dry reforming without performing any pre-treatment reduction. The catalytic performances were compared by increasing the temperature from 500 up to 800 °C under the reaction mixture composed of 15 vol% CH₄ + 15 vol% CO₂/N₂. Ni(15 wt%)/perlite was the most active catalyst among the series of monometallic samples. The effect of co-impregnating perlite with Ni and Zr or Ni and Ce precursors in order to obtain catalysts with final composition, Ni(15 wt%), 10 and 20 wt% as Zr or Ce, perlite (75 or 65 wt%) was, then, investigated. Characterizations performed by XRD, BET, DRS and H₂-TPR evidenced that the physico-chemical and reduction properties are influenced by the Ni content and by the presence of zirconia and ceria oxides. It is worth of noting the increased reducibility of NiO species promoted by zirconia and ceria addition. The catalytic activity in the dry reforming of methane was also affected by the presence of doping oxides, in terms of enhanced CH₄ and CO₂ conversions and higher H₂/CO atomic ratios. Runs tests at 700 °C for 12 h were carried out and the spent catalysts were analysed by TGA and TEM. Over Ni(15 wt%)/perlite large amount of amorphous carbon grows on the surface blocking the active centres, while zirconia and ceria doping improved the resistance to carbon poisoning favouring growing of filamentous carbon residues in small amount.     

我国清洁能源碳减排效益分析及发展顺序

发展低碳能源是应对全球气候变化、实现电力低碳化发展的有效途径,最终要以发电技术在具体工程项目中应用来实现,衡量各技术的经济可行性、评价可再生能源发电技术CO2的减排效益是关键。分析了当前我国主要5种低碳发电技术置换火电的碳减排成本及产生的碳减排效益,并对2020年低碳能源发电技术的碳减排潜力进行了测算。结果表明,水电发电成本及相应的碳减排成本最低,核电其次,光伏发电最高,应优先发展水电、大力开发核电,同时积极发展风电等其他低碳能源。     

Effect of conductive additives on electrochemical performance of Li4Ti5O12 in hybrid capacitor

将添加不同导电剂的钛酸锂负极与活性炭正极组装成混合电容器,研究了不同导电剂对混合电容器性能的影响。利用扫描电子显微镜表征了钛酸锂负极的表面形貌,采用LAND测试仪、电化学工作站对混合电容器的电化学性能进行测试分析,最终确定最佳的导电剂类型。实验表明,以super-P/VGCF为导电剂的混合电容器具有最佳的电化学特性,在0.1 A/g条件下,电容器的比容量达到45.4 F/g,在2 A/g时容量保持率为91.5%;在0.5 A/g条件下,经过10000次循环后,容量保持率为93.2%。