木质素快速热裂解试验研究

在红外辐射加热反应器中对生物质的主要组分木质素进行了热裂解试验研究，分析了木质素热裂解产物的产量随温度的变化规律。试验结果表明，在350～800 ℃，焦炭产量随温度升高而降低，最后趋近质量分数稳定值约为26%；焦油产量随温度升高而增大，在550 ℃出现质量分数为27%的最大产量，温度进一步升高，部分挥发分的二次裂解使焦油产量降低而轻质气体产量大大增加；气体产物主要有H2、CO、CO2、CH4以及CnHm，其产量随着温度的升高都呈增长趋势。结合木质素热裂解焦油的色谱傅立叶红外光谱（GC-FTIR）分析，发现焦油中主要是含有甲氧基、烷基、羟基等官能团的苯酚和酸、酮类化合物，甲酸和乙酸随着温度升高二次裂解加剧导致产量降低。对比纤维素热裂解试验结果可以发现，纤维素对焦油的生成贡献最大，而木质素热裂解主要是生成轻质气体和焦炭。     

炭化温度对木质素导电炭石墨化结构的影响

为了分析和探索导电炭在不同炭化温度下石墨化的特性,以Ni（C4H6O4Ni·4H2O）为催化剂,木质素为原料,催化炭化制备生物质导电炭.通过X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和拉曼光谱分析手段对导电炭石墨化结构进行表征.结果表明,当木质素炭化温度为500 ℃时,可能开始出现石墨化现象,温度升高,D峰的半峰宽逐渐减小,两峰积分面积比值R值逐渐减小,石墨化程度更高,结晶更完整.炭化温度在1 100 ℃时,电阻率能达到0078 Ω·cm,石墨化度达到837％.炭化温度越高,导电炭的电阻率越小,层间距越小,石墨状微晶结晶度越高,d002晶面间的层间距越接近石墨d002层间距.     

水体净化用木质素基活性炭的制备及其吸附动力学

为研究木质素基活性炭的吸附机理,选用环境友好型木质素作为碳基原材料,通过溶液混合和浸渍沉淀相转化成膜技术制得硫酸盐木质素/醋酸纤维素复合膜(KL/CA-M),经高温炭化和磷酸活化处理得到吸附性能优异的木质素基活性炭,并对其结构、热性能和吸附性能进行测试分析。结果表明:活性炭的结构稳定,吸附性能优异;最佳制备工艺条件为木质素质量分数为50%的复合膜为初始基膜,最佳炭化活化温度800℃,活化时间60 min,磷料质量比为1,该条件下所得木质素基活性炭比表面积达1 375.649 m2/g,微孔体积为0.714 m3/g,对亚甲基蓝的吸附量达到157.24 mg/g,远高于商品活性炭;木质素基活性炭对亚甲基蓝的吸附属于放热过程,吸附行为兼具有单层和多层吸附的特点;吸附过程包括物理吸附和化学吸附共同作用,且受多个扩散过程控制。     

垃圾衍生燃料流化床富氧气化实验研究

为了研究不同操作工艺参数对垃圾衍生燃料（RDF）流化床富氧气化特性的影响,在常压流化床气化炉上进行徐州RDF的富氧气化实验,研究气化温度、当量比及氧体积分数对气化特性的影响.结果表明：随着气化温度由600 ℃升至800 ℃,气体产物中H2和CO体积分数显著增加,气体热值和气化效率增加;当量比通过影响气化反应程度及燃料碳转化率间接改变气化效果,当氧体积分数为425%、气化温度为770 ℃时,气化最佳当量比约为02,过高或过低均会导致可燃组分和气化效率的降低;随着氧体积分数由21%增至425%,可燃组分体积分数不断增加,与空气气化相比,富氧气化的气化效果有显著改善.     

LED红色荧光材料CaxSr1-x-1.5yMoO4:yEu3+的制备及荧光性能的研究

采用高温动态球磨固相法,利用Na2CO3、K2CO3和Li2CO3为助熔剂(一种或几种),制备了具有低维结构的红色LED荧光粉体CaxSr1-x-1.5yMoO4:yEu3+.研究了助熔剂用量和种类、基质材料中Ca2+的含量、合成的温度、反应时间及发光中心Eu3+浓度对荧光材料晶体结构和发光性能的影响.研究结果表明最佳工艺条件为:助熔剂0.24 Na2CO3-0.38K2CO3-0.38Li2CO3的较佳用量摩尔分数为6 mol%、Eu3+浓度8 mol%、Ca2+摩尔分数60 mol%、反应温度900 ℃和反应时间2 h.光谱测试结果表明,该荧光材料可被311 nm、395 nm和465 nm有效激发,发射峰在616 nm处.395 nm和465 nm与当前广泛应用的紫外和蓝光LED芯片的输出光波长相匹配.     

低浓度硫化氢在浸渍活性炭上的吸附及表征

采用浸渍法改性活性炭吸附净化低浓度H2S,研究了Na2CO3、KOH、KI改性活性炭吸附净化H2S的性能.研究表明:7%(质量分数)的Na2CO3是最佳浸渍液,80℃和氧含量1.0%(体积分数)是改性活性炭的最佳反应条件.改性后的活性炭用氮气吸附的方法测定其孔结构特征,表明改性减少了空隙率,特别是减少了微孔体积.但Na2CO3改性可以显著增加活性炭对H2S的吸附能力,分析表明,存在于微孔中的Na2CO3起了催化作用,使H2S迅速氧化成硫的氧化物(S),而硫的氧化物能较强地吸附在活性炭0.3-0.9nm的微孔中.     

生物质气流床气化特性及残炭特性的研究

为了考查反应温度及氧气和生物质质量比对生物质煤气组分、碳转化率、气化产物分布以及残炭特性的影响，利用一套小型生物质气流床气化系统进行了木屑的气化试验.结果显示，随着反应温度升高，H2的体积分数显著增加，而CO2的体积分数则明显减少，其中高温段(1 000～1 400 ℃)H2和CO合成气总体积分数达到了80％以上；CH4体积分数则随着反应温度的升高先增加后减少，到1 400 ℃时，可忽略不计；1 400 ℃时，液体产物的质量分数只占到总产物的8％～10％，说明高温气化焦油量很少；随着反应温度升高，碳转化率随之迅速升高，到1 400 ℃时达到95％，其中600～800 ℃是木屑碳转化率升高最快的阶段；木屑的煤气产率也随温度升高而增高，到1 400 ℃时，煤气产率最高达到91％     

透明土中孔隙流体的实验研究

在透明土配置中,为了选择与熔融石英砂相匹配的孔隙流体,通过实验研究CaBr2溶液、CaCl2·2(H2O)溶液和白矿物油混合物3种孔隙流体.研究孔隙流体折射率随温度和质量分数（或体积比）的变化规律,测定了3种孔隙流体的黏度和平均色散值等物理性质.实验结果表明,3种孔隙流体的折射率均随温度的升高而线性降低,无机盐溶液的折射率与质量分数呈线性关系,质量分数越高,折射率越大,白矿油混合后的折射率与混合体积比有关,可以用Arago-Biot方程描述.黏度以CaCl2·2(H2O)溶液为最大,CaBr2溶液最小.色散值以白矿物油为最小.总结了筛选孔隙流体的一般性原则,认为白矿物油的安全性最好.     

滨南采油厂超稠油乳化降黏研究

研究了温度、碱（NaOH和Na2CO3）及3种表面活性剂（SDS、SDBS和OP-10）对滨南采油厂超稠油降黏效果的影响。结果表明：超稠油黏度随温度升高而降低,当温度高于65℃时,黏度随温度的升高而下降缓慢;NaOH和Na_2CO_3对该稠油有很好的降黏效果,最佳添加质量分数分别为0.12%和0.18%;SDS、SDBS和OP-10的降黏效果也很好,最佳添加质量分数分别为0.2%,0.2%和0.9%;实验确定的降黏剂的最佳配方为：NaOH质量分数为0.06%,SDBS质量分数为0.14%,OP-10质量分数为0.22%,此时降黏率可达95.81%。     

基于aspen plus的垃圾衍生燃料热解模拟与实验

采用化工流程模拟软件aspen plus对垃圾衍生燃料(RDF)建立热解反应模型,得出RDF各热解产物产率及气体体积分数.在高温管式炉中进行RDF热解实验,利用气相色谱分析仪测出各气体体积分数.将模拟值与实验值进行比较,结果表明:热解终温增加,热解液和热解气产率增大,半焦产率下降H2体积分数增加,CO2体积分数下降;与添加废石灰的RDF相比,添加污泥的RDF热解液和半焦产率更低,热解气产率更高;生物质质量分数下降,CO2体积分数下降;与添加废石灰RDF相比,添加污泥的RDF的CO2体积分数下降.     

含油污泥制备高比表面积活性炭

以含油污泥为原料,氢氧化钠为活化剂,在氮气保护下,通过室内静态热解炉制备高比表面积活性炭。研究炭化温度、活化升温方式、活化温度、活化时间和碱碳质量比m(NaOH)／m(C)对高比表面活性炭的影响。采用全自动比表面与孔隙度分析仪、钨灯丝环境扫描电子显微镜等测试设备,分别对产品的比表面积与孔径分布、组成及微观形貌进行定性或定量分析。研究结果表明,含油污泥制备高比表面积活性炭的较佳条件为:炭化温度500℃,活化升温方式(c),活化温度800℃,活化时间1h, m(NaOH)／m(C)=2。采用本方法制备的活性炭比表面积大于2000m2/g,平均孔径小于2nm,总孔容大于2cm3/g,性能优于普通活性炭,可作为能源储存介质、电极材料、高效吸附剂的基础材料,为含油污泥的资源化利用提供了一条新途径。     

镍铝复合介孔氧化物的合成和表征

以阴离子表面活性剂为模板剂,硝酸铝为铝源,氯化镍为镍源,水热超声法合成镍铝复合介孔氧化物。当n（Ni）/n（Al）=1∶7,反应温度80℃,反应时间28 h,晶化12 h,样品有较规则的介孔结构。用X射线多晶衍射（XRD）、红外光谱（IR）、N2吸附-脱附、NH3和CO2程序升温脱附（NH3-TPD和CO2-TPD）、程序升温氧化还原（TPO和TPR）等方法对样品进行了表征。结果表明,样品具有典型的介孔结构特征,孔径分布较窄,平均孔径2.6 nm,孔容积0.216 cm^3/g,比表面积为297.132^3/g。样品具有弱和强的酸碱中心,340℃可被氧化,430℃可被还原。     

石墨烯修饰的碳纳米纤维制备及其电热转换

为提高碳纳米纤维(CNF)的电热转换效率,改善其综合导热系数,采用静电纺丝法将氧化石墨烯(GO)添加到聚丙烯腈(PAN)纤维中,经过预氧化和碳化处理后制得具有三维导热网络的CNF/rGO复合纤维膜以提高其热传输效率,并考察不同石墨烯含量和碳化温度对CNF/rGO复合纤维膜导热性能的影响.结果表明:采用rGO修饰CNF复...     

Simple synthesis of magnetic mesoporous carbons with high surface areas by soft-template method

Magnetic Fe-containing ordered mesoporous carbons (Fe/OMCs) with high surface areas and pore volume were synthesized through a simple soft-template route, wherein phenolic resin was used as a carbon precursor, triblock copolymer F127 as a template agent, tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a silica precursor and hydrated iron nitrate as an iron source. The effects of carbonization temperature, loading degree of TEOS on the structural parameters of these Fe/OMCs were evaluated by X-ray diffraction (XRD) and N₂ sorption analysis. The ordering, the specific surface area and the total pore volumes increased with the increase of carbonization temperature from 600 to 850 °C. And the specific surface area and the total pore volumes increased with the increase of TEOS loading.     

塔里木盆地巴楚地区奥陶系礁灰岩CO2地质储存的溶解溶蚀特征

CO2地质储存是有效减少大气中CO2的重要途径,但礁灰岩会因超临界CO2环境而发生溶解,导致孔隙度扩大,影响其储层的CO2储量.以塔里木盆地巴楚地区奥陶系礁灰岩为例,在温度40℃～120℃、CO2分压8～20 MPa条件下,对礁灰岩储层进行CO2地质储存的模拟试验,观察岩样在试验前后宏观、微观的表象变化,分析其溶解度和孔隙度的变化趋势.结果表明：礁灰岩的溶解度随温度的升高而减小,随CO2分压的增加而增大,且温度为主要影响因素;在相同的CO2分压以及温度较低和原孔隙度较大的条件下,超临界CO2对礁灰岩的溶蚀作用较强,孔隙度的增幅较大,但由于温度和CO2分压的双重作用,礁灰岩整体的孔隙度变化可忽略不计;在超临界CO2的注入过程中,随着地下水的流动,储层内的溶蚀程度有局部差异;入口处的单位体积储层内,若1 000倍单位体积孔隙水的超临界CO2流体通过时,礁灰岩的孔隙度可扩大约1倍.     

Mo_2C/CCA催化剂制备及环己烷脱氢性能研究

以(NH4)6Mo7O24.4H2O为钼源,以覆炭γ-Al2O3(CCA)为载体,采用浸渍法制备出催化剂前驱物Mo3O/CCA。以正己烷为渗碳剂对前驱物进行碳化得到Mo2C/CCA。对不同碳化终温下制得的催化剂进行了XRD表征。在固定床反应装置上进行了环己烷脱氢反应,考察了催化剂的制备条件及反应条件对催化剂脱氢活性的影响。结果表明:当载体CCA覆炭量为7.82%,碳化终温为650℃,反应条件为温度475℃、压力0.1 MPa、空速2h-1、氢烃体积比200∶1时,环己烷的转化率最高可达91%。     

碳化环境下钢纤维混凝土基本性能试验研究

以混凝土强度等级、钢纤维体积率、碳化时间为变化参数,进行了碳化环境下混凝土、钢纤维混凝土和钢纤维高强混凝土试件的基本性能试验,测试了不同碳化时间混凝土和钢纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度以及碳化深度,探讨了钢纤维对混凝土碳化性能的增强机理.研究结果表明:混凝土强度等级、碳化时间等对钢纤维混凝土的基本力学性能和碳化深度具有较为显著的影响,高强钢纤维混凝土具有较高的抗碳化能力;钢纤维体积率对钢纤维混凝土的抗碳化性能具有一定程度的影响.     

煤热解沥青炭化程度对KOH活化制备活性炭孔隙结构的影响

以煤热解沥青为原料,采用KOH活化法制备活性炭提高附加值.在不同减压蒸馏终温（VDFT）和不同预炭化温度下得到碳质前驱体,研究碳质前驱体的炭化程度对制备的活性炭孔隙结构的影响.研究表明,碳质前驱体合适的炭化程度,即前驱体中适量的挥发分、H原子、表面官能团以及合适的结构排列,有益于KOH活化.减压蒸馏终温为440℃的多联产煤热解沥青活化得到的活性炭比表面积最大,为2 599 m²/g.减压蒸馏终温为360℃的沥青在400℃下炭化2 h,经KOH活化后可以得到比表面积为2 575 m²/g的高比表面积活性炭,但是需要预炭化处理,工艺相对复杂.