NiMn2O4尖晶石氧化物阴极的制备及电化学性能研究

高性能阴极材料的开发对推动中温固体氧化物燃料电池（intermediate temperature solid oxide fuel cells, IT-SOFCs）的发展具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型NiMn₂O₄（NMO）电子-离子混合导体材料,并作为IT-SOFCs阴极进行了系统的研究,通过X射线衍射表征确定NMO材料呈稳定的立方相结构,并采用电导弛豫方法对其氧离子传导能力进行了研究。发现NMO具有优秀的氧离子传导能力,为其电化学性能提供了保障。对称电池的电化学阻抗谱测试结果表明,800℃时NMO阴极材料的界面电阻值为0.27 Ω·cm^-2,同时作为阳极支撑型SOFC的阴极材料进行放电时的最大功率密度可以达到864.9 mW·cm^-2。上述结果表明,NiMn₂O₄是一种极具潜力的IT-SOFCs阴极材料。     

费托蜡催化裂化反应生产清洁汽油的热力学分析

费托蜡主要由链烷烃组成,不含硫、氮等杂原子,是生产清洁汽油的优质原料。由于缺少芳烃和环烷烃,费托蜡催化裂化过程需要强化异构化、芳构化反应以实现降低汽油馏分烯烃含量、保持高辛烷值的目标。对费托蜡为原料的催化裂化反应体系进行热力学分析,重点计算了不同温度下生成汽油馏分主要烃类的反应焓变和反应平衡常数。研究结果表明,以大分子链烷烃为主的费托蜡,其裂化吸热反应焓变约为80 kJ/mol,反应平衡常数随温度的升高而增大,高温有利于一次裂化反应。对于异构化反应,主要是大分子链烷烃裂化为烯烃,再由烯烃分子转化为异构烷烃,因此对于异构化反应,可以通过优化反应器促进汽油烯烃的转化。在考察温度范围内,烯烃环化反应平衡常数随温度升高而减小,环烷烃脱氢芳构化反应平衡常数随温度升高而增大,所以适宜的反应温度是制约进一步增加汽油中芳烃的重要因素。     

煤红外快速热解过程中床层对二次反应的影响

针对煤快速热解研究中样品添加量少(mg级)、焦油收集难等问题,本研究利用压片法制备微薄厚度(mm级)的煤层,并采用红外加热装置考察大添加量(g级)、微薄煤层的快速热解特性。对比堆积煤样和不同煤压片厚度(1.5~3 mm)与个数(1~2)的压片煤样热解特性发现,压片煤层热解过程的二次反应受到明显抑制,焦油产率急剧增加,在1000℃时达9.96%,为格金分析的1.5倍,实现油气产量的同步增长。模拟蒸馏分析发现,堆积状态下焦油以沥青质为主,而微薄煤层制焦油含大量轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油。GC-MS和FTIR分析表明,随煤层厚度和个数的减少,焦油组分和含量提高,芳香烃类和含氧官能团吸收增加,进一步验证煤快速热解过程中煤层厚度对焦油产率和品质的影响,揭示在二次反应充分抑制下煤高温热解的初级反应特性。     

SOFC中不同浓度干甲烷在Ni-YSZ阳极上的反应

引言 天然气是适于固体氧化物燃料电池(SOFC)应用的燃料之一,天然气中主要成分是甲烷.甲烷通过全氧化或部分氧化[1-4]反应,在发电的同时,生成适于发电或其他用途的富含H2、CO的气体.     

A Novel Routine for Manufacture of Environmentally Friendly Ethanol Fuel via Reactive Distillation

A novel routine for removing water from ethanol by the hydration using C4 olefin cut catalyzed with the ion exchange resin was proposed. Reactive distillation experiments were carried out to demonstrate the feasibility of this routine. The sensitivity analysis was performed by using the software of ASPEN PLUS 10.2. The optimized operating conditions were obtained considering three objective functions which were the water content of the bottom product, water conversion rate and hydration selectivity. Under the optimized operation conditions, the final product was consisted of 45.0% of ethanol, 19.4% of ethyl tert-butyl ether, 35.1% of tert-butyl alcohol and 0.6% of water in volumetric percentage.     

Analysis on Availability of the Carbon Element in Alcohol Production

According to the concept of circular economy, the mass integration of alcohol production was investigated though the analysis of the carbon element contained in raw material cassava. Through the mass integration, the distillage wastewater turned into carbon resource and produced a great deal of by-product biogas while its chemical oxygen demand (COD) was reduced from 50000 mg/L to not more than 300 mg/L, the local secondary effluent standards, and other by-products such as CO2 (liquidized) and fusel oil were recovered. In the way, the consumption of raw material was only 2.2 tons cassava to produce 1 ton alcohol (96%, j) in the case study, much lower than the average level 2.92 t/t in China. The carbon element balance for production of alcohol was made through testing the concentrations of the carbon element of all mass flows. The results showed that the mass integration helped the availability of the carbon element increased from 44.74% to 64.75%.     

用竹子制浆备料废弃物生产竹塑复合材料

利用竹子制浆备料废弃物竹屑与高密度聚乙烯(HDPE)生产竹塑复合材料,竹屑、塑料、助剂的质量分数分别为70％、25％、5％.通过测试,竹塑复合材料的线膨胀率和线收缩率大小的变化规律均为厚度方向＞宽度方向＞长度方向,产品其他指标均能满足用户在室内外的装饰、装修使用要求,可实现竹材加工企业对废弃物竹屑变废为宝、发展循环经济的目标.     

煤基高能量密度燃料的合成及表征

高能量密度燃料是为新型高性能飞行器提供动力保障的关键,其合成及应用研究具有重要的前瞻性和重大战略意义。煤炭是我国的主体能源和重要原料,通过煤直接转化获取的煤基油,充分保留了煤中特有的环状分子化学结构,具有良好的热安定性和较高的能量密度,被认为是高超音速飞行器的优选燃料。以煤直接液化工艺生产的煤液化石脑油馏分为起始原料,通过富集轻质芳烃、化学合成、催化加氢稳定和产物分离提纯等方法制备煤基高能量密度燃料,并对其产物进行分子结构表征和性能评价。结果表明,煤直接液化生产的石脑油馏分是一种优异的催化重整原料,经催化重整富集轻质芳烃后,其轻质芳烃质量分数高达71.05%。Diels-Alder化学合成主产物是由多个封闭环平面组成且具有空间立体构型的二环或三环烃类物质,质量分数为46.18%,因分子内存在较大的张力能,结构紧凑,其拥有更大的密度和体积热值。煤基高能量密度燃料的密度和体积热值分别为0.8990 g/cm3与38.06 MJ/L,均大大超过现行的国内石油基喷气燃料(RP-3和RP-6)、煤基大比重喷气燃料、美国和俄罗斯军用标准。与单一纯物质合成高能量密度燃料(JP-10和T-10)比较,其密度与体积热值偏小。究其原因主要是轻质芳烃的富集度仅为71.05%,需进一步提高其轻质芳烃质量分数。另外,制备的煤基高能量密度燃料种类复杂,其主产物质量分数仅46.18%,下一步可重点调控合成产物的分子构型和纯化分离。     

煤基甲醇车用燃料的现代化技术

论述了甲醇替代汽油车燃料的优势及其环保性实践经验,阐述了煤炭转化为液体燃料的元素组成、化学原理、物料平衡和转化途径,从煤制甲醇的组合单元技术、粉煤气化工艺、生产规模、设备配置等方面论述了大型煤制甲醇的工艺技术特点。     

中国造纸业绿色战略演进历程

中国造纸业绿色战略的实践从萌芽期算起已经走过了60年艰难而富有成效的发展历程。在当今国家生态文明建设和实现双碳目标的背景下,对中国造纸业绿色发展过程进行回顾和总结,挖掘绿色战略的演进规律,并预估未来的战略趋势是十分必要的。根据绿色经济和绿色战略理论,以及可再生资源型企业绿色战略演进的一般规律,本文对中国造纸业绿色战略实践的重要事件和举措进行系统梳理,发现中国造纸业绿色战略总体上经历了开环和闭环绿色战略两大阶段。其中,开环绿色战略阶段包含原料导向（林纸一体化）绿色战略和末端治理绿色战略;闭环绿色战略阶段包含循环绿色战略和“循环+”绿色战略。据此,运用超循环经济理论,可以预计中国造纸业绿色战略的未来发展趋势,即林纸超循环绿色战略。