介孔碳负载金属催化剂对纤维素热裂解反应的影响

为了研究介孔碳负载金属催化剂对纤维素热裂解反应的影响,分别采用三元组装法和浸渍法制备介孔碳（MC）和负载型金属催化剂NaOH/MC、K₂CO₃/MC和AlCl₃/MC,使用气体吸附法（BET）和扫描电子显微镜-能谱表征催化剂,通过热裂解-气相色谱质谱联用（Py-GC/MS）来研究介孔碳负载金属催化剂对纤维素热裂解产品分布的影响。结果表明:催化剂具有比表面积839~1 081 m²/g、平均孔径4.76~5.03 nm、孔容0.92~1.14 mL/g。其Na、K和Al负载量分别为0.05%~4.6%、0.06%~12.2%和0.8%~5.6%。3类催化剂皆能有效促进纤维素热降解,使其向小分子产物方向进行。随着碱金属Na和K负载量增加,裂解产物中脱水糖呈降低趋势,产品中羟基乙醛和羟基丙酮的选择性高。当Na负载量为3.5%时,羟基丙酮含量最高达无催化剂条件下的60倍。当使用铝催化剂时,纤维素转化为糠醛,糠醛量为无催化剂条件下9.5倍。与相同负载的微孔活性炭催化剂相比,介孔碳催化剂从金属负载量和催化效果上都明显更优。     

生物质细粉加料技术的改进

在生物质快速热解的研究中,生物质细粉的稳定加料问题非常重要。通过对不同加料方式的加料特性对比,提出了适合生物质细粉的加料装置———旋流式气力输送加料器。研究表明,该加料装置具有连续稳定的特点,解决了生物质快速热解中小料率实验所要求的加料精度难题,且该加料装置也适合于其他粘性粉料(如细煤粉、超细粉)的连续均匀加料。     

生物质中K+、Ca2+对热解的影响及机理研究

为了研究K 、Ca2 对纤维素生物质热解的影响,利用热重—傅立叶红外(TG—FTITR)研究了通过室温水洗涤6、0℃热水洗涤以及0.5%硝酸洗涤方法等预处理玉米秸秆后的热解逸出特性。3种预处理方法的分析表明,不同的预处理方法对玉米秸秆结构及化学组成没有影响;酸洗好于水洗,能完全脱除K ,脱Ca2 为78%,水洗只能脱除K ;Ca2 、K 的脱除程度越深,焦残余量越少。预处理物料和原料的热解实验表明,K 、Ca2 在热解中起着明显的催化作用,促使玉米秸秆转化形成更多的羰基化合物、CO2和H2O。无K 、Ca2 等离子时,热解明显向形成含C-O-C基团等单键化合物转化,并促使液体产率增多;CO与CH4逸出几乎不受K 、Ca2 的影响。最后,从金属离子与生物质结合形式,解释了金属离子影响纤维素生物质热解的机理。     

生物质热解制燃料油及化学品的工艺技术研究进展

从生物质热解制液体燃料油(生物油)的收率和品质两方面论述了生物质热解关键技术和热解制备液体燃料工艺。通过对比分析了传统的生物质快速热解关键技术———热解反应器、加料技术、气-固快速分离技术及热解蒸汽快速冷凝技术的研究现状、难点和不足,并提出了新型生物质快速热解关键技术———旋转筛板热解工艺。同时针对现行生物质热解制燃料油工艺存在的不足,对比分析了4种热解制取燃料油工艺,并提出了汽爆、固态发酵的生化转化与快速热解相结合制取液体燃料的方法。     

湿法磷酸中液相氟的回收及利用

研究了湿法磷酸液相氟的回收过程,对湿法磷酸进行脱氟和以中间产物氟硅酸钾为原料制备氟化钾,确定选用碳酸钾和含硅化合物x作为脱氟剂和助脱氟剂,氟硅酸钾继续加碱中和生成氟化钾产品。通过实验得出最佳工艺条件,最佳工艺条件下的氟化钾收率可达82.75%,纯度可达94.20%。     

正交实验优化超临界流体CO_2反胶团-络合萃取痕量重金属

利用超临界流体CO2反胶团-络合萃取食品中痕量重金属铅、汞和砷,通过正交实验考察了萃取压力、萃取温度、萃取时间和反胶团AOT浓度对痕量重金属萃取率的影响。确定最佳萃取工艺为:萃取压力20 MPa、萃取温度45℃、萃取时间90 min、反胶团AOT浓度0.1 mol.L-1,此时,重金属铅、汞、砷的萃取率分别为93.50%、95.36%、90.47%。表明超临界流体CO2络合萃取时加入反胶团能明显提高痕量重金属的脱除率,萃取效果优于超临界流体CO2反胶团萃取和超临界流体CO2络合萃取。     

盐析-萃取工艺分离2-甲基咪唑母液的研究

研究了2-甲基咪唑母液的盐析-萃取法分离工艺.考察了NaOH、NaCl的浓度、萃取温度3个因素对2-甲基咪唑萃取率的影响,通过单因素实验和正交实验确定最佳分离条件为:NaOH浓度为2.5mol·L-1(NaOH的摩尔数:母液浓缩后体积,下同),NaCl浓度为2.6mol·L-1,萃取温度为70℃,此时,萃取率为83.7...     

溶胶-凝胶法制备稀土金属离子掺杂LiFePO_4/C正极材料及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法,在溶胶阶段分别掺杂不同量的Gd3+、Ce4+、Sm3+和Tm3+制备了一系列具有橄榄石晶体结构的LiFePO4/C正极材料,通过X-射线衍射、扫描电镜和电池测试对其组成、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明:Sm3+和Tm3+的掺杂会使LiFePO4/C的电化学性能变差,而掺杂1%(质量分数,下同)Gd3+或2%Ce4+会使LiFePO4/C的电化学性能提高,其中掺杂1%Gd3+的效果最好,0.1C下LiFePO4/C的首次放电比容量可达135.7mAh·g-1。     

磷酸三丁酯在超临界二氧化碳中的溶解度

采用超临界萃取装置测定了热力学温度为303.15,313.15,323.15 K,压力为8.5～25.0 MPa条件下磷酸三丁酯(TBP)在超临界二氧化碳中的溶解度,并根据溶剂化缔合理论、相平衡规则及高压对溶剂化平衡的影响建立了溶解度的数学模型。结果表明,所建立模型的TBP溶解度预测值与实验值吻合良好。用Chrastil模型关联实验值发现,用模型计算的精度远高于Chrastil模型关联的结果。     

固体碱碳酸钾/氧化铝对纤维素热解的影响

为了研究固体碱碳酸钾/氧化铝对纤维素热解的影响,采用浸渍法制备了不同焙烧温度和活性组分负载量的碳酸钾/氧化铝负载型固体碱催化剂,并用Hammett指示剂法、扫描电镜、X射线衍射等方法表征催化剂,通过热重分析了固体碱碳酸钾/氧化铝对纤维素热解的影响情况.结果表明:利用浸渍法制备固体碱碳酸钾/氧化铝时,焙烧温度和碳酸钾负载量对固体碱催化剂的碱量影响显著.随焙烧温度和碳酸钾负载量的增加,催化剂的总碱量均呈现先增高后降低,当焙烧温度为650℃,负载量为22.9%时,催化剂总碱量达最大,为1.923 mmol/g.在固体碱碳酸钾/氧化铝的作用下,纤维素的热解温度降低,失重率减小,热解活化能降低.随着固体碱总碱量的变化,纤维素热解失重率和热解反应活化能均呈现出先减小后增大的变化趋势.当固体碱碱含量达极大值时,纤维素热解失重率和热解活化能均最小,分别为84.2%和149.6 k J/mol.