煤泥型煤爆裂行为的影响机制

通过爆裂过程中起始爆裂时间和持续爆裂时间以及型煤微观形态,探讨了水分、成型压力、混合比例(质量比)和温度对煤泥型煤爆裂行为的影响.结果表明:水分的蒸发是影响煤泥型煤发生爆裂的重要原因;成型压力通过影响煤泥型煤的内部结构进而影响爆裂,成型压力越大,结构越致密,产生的气体越易在煤泥型煤内部集聚,从而越易发生爆裂;煤泥和石灰石混合比例对爆裂行为的影响,主要通过不同混合比例引起的煤泥型煤的结构及成分的变化发挥作用,高质量分数的石灰石形成的煤泥型煤结构更致密,传热速率更快,更有利于爆裂的发生;温度对爆裂行为的影响主要体现在对煤泥型煤内外温度梯度的影响,进而从热应力与化学反应两方面影响爆裂特性.     

Pt、Cu共改性TiO2选择性光催化还原CO2制CH4

光催化还原CO_2是具有前景的可再生能源技术,但由于光生电子-空穴对的快速复合和对可见光的有限利用,Ti O_2表现出较低的光催化反应效率,为了提高Ti O_2光催化还原CO_2的效率,用金属改性Ti O_2是一种有效的方式。笔者通过化学还原法将Pt和Cu_2O纳米颗粒沉积在锐钛矿TiO_2晶体表面,系统研究了Pt、Cu共改性对Ti O_2光催化还原CO_2性能的影响。光催化试验结果表明,Pt沉积有利于生成CH_4和H_2,而Cu_2O会抑制H_2的生成,且对CH_4的选择性低于Pt。Pt和Cu_2O同时沉积在Ti O_2晶体上时,H_2的生成受到抑制,CO_2被选择性地还原为CH_4,选择性达96.6%。催化剂表征结果表明,Pt能捕获光生电子,从而提高催化剂上的电子密度,有利于多电子还原反应发生,高选择性地生成CH_4。Cu_2O提高了催化剂对CO_2的化学吸附能力,同时对水的吸附能力较弱,从而抑制H_2的生成,提高了光生电子对CO_2还原的选择性。此外,反应后的Pt-Cu/Ti O_2中Cu2O几乎被完全还原为Cu,这可能是由于在光催化反应过程中,Pt沉积可促进光生电子向Cu_2O迁移,在Cu_2O还原为Cu的同时为光催化还原反应提供更多的电子,有利于CH_4的选择性生成。因此,Pt-Cu/TiO_2催化剂可将CO_2选择性地还原为CH_4。经3次循环试验,催化剂的活性未降低,具有良好的稳定性。     

煤泥用于流化床燃烧时的结团过程研究

循环流化床燃烧是煤泥利用的主要方式之一,湿煤泥入炉后的凝聚结团现象具有两面性,对煤泥在循化流化床中的稳定燃烧至关重要。为了探究煤泥结团过程的机理,为煤泥的高效利用提供理论指导,笔者分别从时间和空间两个角度,对煤泥团在入炉后抗压强度、水分、矿物及官能团随时间的变化以及煤泥柱外部、中部及内部的变化进行研究。抗压强度是衡量结团强度的重要指标,结果表明,煤泥柱的抗压强度随停留时间的延长呈先增大后降低的趋势,结合对煤泥不同时间正面及剖面的观察以及不同时间水分、矿物质种类及官能团变化的结果,分析认为,0～30 s时,煤泥柱抗压强度增加主要与水分蒸发有关; 30～90 s时,抗压强度的变化可能不仅与水分有关,还与高温下的热解及热分解有关; 90～210 s时,抗压强度迅速增加,与矿物质和官能团的变化有关,但也可能与挥发分析出过程中产生的中间相有关。温度是影响煤泥凝聚结团的重要因素,炉温较低时,水分和挥发分析出较缓慢,不利于中间相发育,故抗压强度相对较低,在一定范围内抗压强度随炉温的升高而增大,但炉温过高,引起挥发分快速析出,可能抑制中间相的发育而影响抗压强度,因此合适的炉温利于中间相的形成,促进抗压强度的增加,850℃可使煤泥达到相对较高的抗压强度。     

热助光催化CO2还原研究进展与展望

光热催化是一种极具前途的CO₂还原策略,可利用太阳光谱的广泛吸收来激发热化学和光化学过程的结合,从而协同推动催化反应的进行,使CO₂在较为温和的条件下实现高效转换。作为光热催化的一种,在光催化中引入热能,可提高太阳光利用率,促进载流子的激发和分离,加快反应分子扩散,提升反升性能。对当前光热催化CO₂还原的概念和原理进行分类,并对热助光催化还原CO₂反应的研究现状进行总结。基于反应产物的差异,介绍热助光催化反应的催化剂选择、反应条件和反应机理,同时介绍了该类反应试验过程中关键的局部测温技术,最后对热助光催化CO₂还原技术的发展进行了展望,未来的研究重点应是提升CO₂转化率和产物选择性,同时利用先进的原位表征技术和理论计算对反应机理进行探究。