干燥脱水工艺对煤低温氧化活化能影响的研究

以高水分低阶煤为研究对象,考察了煤的低温干燥脱水工艺条件,并采用热重分析法研究了不同干燥条件对煤的氧化及自燃性能的影响.结果表明:用170℃热空气干燥10min可将煤中水分从30%降低至15%以下, 低位发热量从18.63MJ/kg提高到23.51MJ/kg;煤的脱水活化能增加,吸氧增重活化能降低,煤在干燥过程中的氧化程度加深,自燃倾向性增强.     

负载纳米TiO2催化剂上光解气相甲醇制氢

制备了负载型Pt/TiO2、Ru/TiO2、Rh/TiO2、Pd/TiO2以及Bi2S3/TiO2光催化剂.在气相连续流动装置中考察了催化剂光解气相甲醇的活性.实验结果表明,TiO2负载贵金属的光催化剂活性大小顺序为Pt/TiO2＞Pd/TiO2＞Rh/TiO2＞Ru/TiO2,这个顺序与上述金属的d轨道百分数(d%)的大小顺序相关联.Bi2S3/TiO2光催化剂,随着负载TiO2粒度的减小,光催化活性增高,其中30 nm的Bi2S3/TiO2催化剂的光催化活性最好.     

PbS插层K4Nb6O17复合物的制备及其光催化制氢活性

采用固相法合成层状半导体K4Nb6O17,通过层间离子交换反应、胺插入反应以及硫化反应制备了纳米PbS插层的K4Nb6O17复合光催化剂(记作K4Nb6O17/PbS).利用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(SEM),X射线荧光光谱仪(XRF),紫外可见漫反射(UV-Vis)和分子荧光光谱(PL)等技术对其进行表征.考察了催化剂在Na2SO3和Na2S为牺牲剂的光催化制氢活性.结果表明,PbS的插层拓展了K4Nb6O17对可见光的响应,催化制氢活性也有明显提高.在紫外光和可见光下3 h产氢量分别达到123.94和0.66 mmol/(g cat).最后讨论了插层复合催化剂光生电荷转移的机理.     

Fe(III)/rGO/Bi2MoO6复合光催化剂制备及光催化芬顿协同降解苯酚

光催化-芬顿技术耦合可高效降解有机污染物。本研究采用溶剂热法制备了Fe(III)掺杂rGO/Bi₂MoO₆复合催化剂(Fe(III)/rGO/Bi₂MoO₆), 通过外加H₂O₂构建了光催化-芬顿协同体系, 可见光照射3 h后对苯酚的降解率(82%)远高于单独光催化(18%)或芬顿反应(48%), 进一步优化条件对苯酚可实现完全降解。这主要是通过Fe得失电子实现价态的转变, 并以此作为桥梁实现光催化-芬顿的协同作用。同时石墨烯的优异导电性能不仅克服了光催化中光生电子空穴难以分离的问题, 而且促进了Fe³⁺/Fe²⁺的循环反应, 促使芬顿反应产生更多的羟基自由基(?OH), 进一步提高了苯酚的降解效率。实验考察了Fe(III)含量、催化剂投加量、H₂O₂含量以及pH等因素对协同降解效果的影响。淬灭实验证明?OH是协同降解体系中最主要的活性物种, ?O₂^-和h⁺对降解活性也会产生一定的影响, 结合实验结果提出了Fe(III)/rGO/Bi₂MoO₆光催化-芬顿协同降解苯酚的机理。     

利用XPS研究低温干燥脱水过程中煤的氧化规律

采用低温对流脱水工艺对神华集团金烽煤矿的高含水低变质程度煤进行干燥,实验研究了煤在脱水过程中被热空气氧化的规律并优化出最佳的干燥工艺条件。采用XPS对脱水前后的煤样表面碳元素的价态进行分析,结果表明:用170℃热空气脱水10min可将煤的全水分从30%降至15%以下,低位发热值从18.63MJ/kg提高到23.51MJ/kg;随着热空气温度的升高和脱水时间的延长,煤的脱水活化能增加,吸氧增重活化能降低,煤样表层碳元素的C-H/C-C键比例逐渐减少,而氧化产物C-O键和羰基逐渐增多,煤氧复合反应的速度逐渐加快,煤在脱水过程中的氧化程度加深,自热和自燃的倾向性增强。     

煤炭自燃表征方法的研究进展

介绍了煤自燃的研究方法和主要表征手段，并基于煤氧复合机理对各种表征手段的原理和研究进展进行了综述。     

CdS-K2La2Ti3-xAgxO10复合物及其光催化制氢的性能

采用硬脂酸法合成Ag掺杂的K2La2Ti3-xAgxO10复合催化剂,并通过微波辅助法进行酸交换、胺柱撑、离子交换以及硫化等步骤制备了CdS插层的K2La2Ti3-xAgxO10。利用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)等技术对催化剂进行表征,考察了催化剂的光催化制氢活性。结果表明,Ag离子掺杂和CdS插层的协同作用拓展了催化剂的可见光吸收范围,提高了光催化活性,催化剂在可见光照射3h的产氢量为3.27mmol/(g.cat)。     

水滑石在多相催化中应用的研究进展

叙述了水滑石类化合物作为固体酸碱催化剂、氧化还原反应催化剂、催化剂载体等方面的应用情况,提出了水滑石类化合物作为一类新型的环境友好的固体催化剂,在醇醛缩合、腈类水解、环氧化物的开环反应、芳烃类化合物的氧化、醇类氧化、硝基化合物的还原等许多重要的有机合成反应具有重要的应用前景,并且与传统催化剂相比具有污染小、易分离、反应活性高等优点。     

“催化原理”课程思政体系建设与考核设计

课程思政作为一种新的教育理念,是我国高校构建“三全育人”格局的重要手段。结合“催化原理”课程特点,从课程思政教学目标、教学设计、教学方法、考核体系和评价指标、教学效果等方面对“催化原理”课程进行了创新设计,积极推动了课程思政案例体系建设在我国工科专业课程课堂教学中健康、快速发展。     

Pt/TiO2纳米薄膜的制备及光催化气相甲醇制氢的研究

通过溶胶-凝胶法制备了Pt/TiO2纳米薄膜,并在气相连续流动装置中,对甲醇的光催化脱氢反应进行了研究。将Pt/TiO2薄膜催化剂与TiO2薄膜催化剂的光催化活性进行了比较,考察了产氢量甲醇浓度、光照时间的关系,以及空速、反应温度对甲醇转化率的影响。结果表明,经过还原后分散于TiO2薄膜表面的Pt是以Pt2+及Pt0价态存在的。Pt/TiO2纳米薄膜是未负载Pt的纳米薄膜光催化活性的28倍。增加甲醇蒸汽的浓度会使产氢速率增大;当甲醇浓度在29%时,产氢速率达到最大,为4.68mmol/h。醇的转化率随着空速的增加而减小。该反应在一定的浓度范围内是一级反应,其反应的活化能为26.19kJ/mol。