Raney镍-质子型离子液体体系催化木质素平台分子加氢脱氧制备烷烃

木质素是生物质组成中唯一的芳香类化合物组分,高效转化木质素制备烷烃对于生物质全组分利用具有重要意义。通过设计合成质子型醇胺类离子液体,并与Raney镍催化剂建立催化体系,考察了其对于木质素衍生酚及醚类化合物加氢脱氧制备环烷烃的反应特性和规律。研究证明,Raney镍协同二乙醇胺三氟甲烷磺酸盐（[2-HDEA]OTf）催化体系具有最优的催化木质素衍生酚类和醚类化合物加氢脱氧效果。在反应温度130℃,时间15 h,氢气压力3 MPa条件下,木质素衍生酚类及醚类化合物转化率>99.0%,目标产物环烷烃产率>80.0%。Raney镍催化剂表现出与Rh/C等贵金属相近的催化效果,离子液体阴离子结构（OTf）在催化脱氧过程中起关键性作用。     

秸秆灰利用的研究进展

生物质热化学转化过程中产生的秸秆灰已逐渐成为经济和环境的负担。随着生物质热化学转化技术的进一步发展,秸秆灰的利用问题逐步凸显。基于秸秆灰的特性,秸秆灰能制备很多的化学产品;能应用在建筑工业中;作为一种主要的吸附剂能去除很多污染物,尤其是在经过物理和化学活化后吸附效果更显著;由于秸秆灰的基本矿物元素与土壤相近,经过处理后,还能作为农业肥料使用。本文还介绍了秸秆灰在化学工业、建筑材料、环境管理及农业领域的更进一步的研究情况。     

稻壳与褐煤共热解过程的TG-FTIR分析

利用TG-FTIR技术对稻壳与褐煤按照不同比例进行的共热解过程进行分析.结果发现,共热解过程的热失重相对于单独热解有所加深,尤其是在稻壳与褐煤按照2∶8比例进行共热解时;共热解过程的热解产物发生变化,其中CO2产物增加明显,CH4产物略有减少,CO产物略有增加,其他有机化合物如酚类化合物、含羰基结构化合物和含芳环结构的化合物都有所减少.根据共热解产物变化规律和生物质与褐煤单独热解反应的机理,分析共热解过程中二者发生协同作用的原因是:生物质中的金属氧化物对煤炭黏结成焦炭过程有抑制作用,从而促进了煤炭的进一步分解;并且在慢速共热解过程中生物质相对于煤炭先产生H2,而H2的存在抑制了煤炭在高温时的缩合反应,从而加强了其裂解反应.     

稻壳和褐煤热解特性的初步研究

利用TG-DSC联用分析稻壳与褐煤热解过程中热失重规律及吸放热情况,结果发现,稻壳的热失重率较大,共热解失重过程相当于二者单独热失重过程的叠加。通过DSC曲线分析稻壳与褐煤热解过程的吸放热量显示,与二者单独热解过程不同的是共热解在高温热分解阶段须吸收大量的热量。利用气相色谱分析不同温度下稻壳与褐煤热解气体产物各组分比例,并与热失重过程相对应分析气体产物变化规律,结果发现,H2和CH4气体组分变化规律相同;与褐煤热解相比,稻壳热解气体产物中CO气体组分较多。总体而言,共热解产物是二者单独热解产物的简单加和,但共热解过程吸放热量变化却显示二者存在热量交换和相互影响。     

水热碱改性枣木炭及其吸附性能研究

为处理净化印染废水,以枣木炭为原材料,利用KOH溶液在水热反应釜中对其进行改性处理,并考察其物理特性及吸附性能变化.结果 表明,枣木炭经水热碱改性处理后,BET比表面积和孔数量都有所增加,其对亚甲基蓝吸附量也明显提高.改性处理效果最好的枣木炭在10 min内亚甲基蓝吸附量可达70.491 mg/g,较未改性前提升了23...     

稻壳与褐煤共热解动力学研究

利用热重分析仪对稻壳与褐煤单独及共热解过程进行研究。动力学分析选用Coats-Redfern模型和分布活化能模型(DAEM),发现Coats-Redfern模型无法在整个温度区间内对生物质的热解进行预测,只能将热解过程分为多段的单一反应;DAEM法计算得到的热解活化能随原料转化率的增大,大体呈现升高—平稳—升高的趋势;稻壳热解平均活化能约为182 k J/mol,褐煤为288 k J/mol,共热解因混合比例的不同而有所差异,为180~190 k J/mol,远小于褐煤,推测生物质的存在对煤炭热解具有一定的促进作用;对比Coats-Redfern模型和DAEM模型对于共热解过程动力学分析,发现DAEM模型更适于模拟稻壳与褐煤共热解过程中的活化能变化情况。     

秸秆热解催化重整制备合成气实验研究及模型预测

利用自制的闭式循环装置对秸秆类生物质进行热解催化重整实验,探究了水蒸气量、热解温度、催化重整温度对合成气组分的影响。在此基础上,通过元素守恒和热力学平衡计算,建立了生物质催化重整模型,并使用一组实验数据对模型进行修正。利用修正后的模型对玉米秸秆热解气催化重整实验进行了模拟,预测温度、水蒸气添加量和生物质种类对合成气成分的影响。结果表明:当热解温度和催化重整温度均为850℃,S/B为1时,合成气的品质最佳;热解炉温度(750～900℃)升高有利于氢气的合成,催化重整炉温度(750～900℃)升高有利于温室气体(CO_2和CH_4)含量的减少。     

烘焙棉秆的成型特性影响研究及工艺优化北大核心CSCD

文章以棉花秸秆为研究对象,对其进行烘焙预处理以提升燃烧特性与热值并降低粉碎能耗。采用单因素实验研究了成型压力、成型温度和原料含水率对烘焙棉秆成型燃料的松弛密度、吸湿性和抗压强度3个特性评价指标的影响。基于单因素实验开展了正交实验,探讨三者间的相互作用并对热压成型过程进行工艺优化。结果表明:烘焙预处理提高了棉秆的燃烧稳定性及粉碎效率,烘焙棉秆的粉碎能耗与棉秆原样相比降低了66.6%;在烘焙棉秆的热压成型过程中,成型燃料的特性评价指标在合适的压力范围内(3~23 kN)均随着成型压力的增大逐渐提升;而随着成型温度和原料含水率的增加,特性评价指标均呈现先上升后下降的趋势,并分别在成型温度为115℃和含水率为9%时出现拐点。根据正交实验得出烘焙棉秆热压成型的最佳工艺条件:压力为18 kN,温度为100℃,含水率为9%,此时制得的成型燃料的松弛密度、抗压强度和吸湿性分别达到1.220kg/m3,8.17 MPa和8.45%,完全符合我国生物质颗粒燃料的行业标准。     

褐煤与稻壳加水共热解特性研究

研究了试样中加水量对褐煤与稻壳共热解过程的影响.在原料中加水再进行热解,考察不同加水量下热解气体产物总量变化规律,并利用气相色谱分析热解气体产物组分的变化情况,同时分析加水量对热解剩余固体产物的影响.结果发现,随着加水量的增多,共热解气体产物总量增多,当加水量为原料质量的60%时气体产物增加最多;此外,加水量增多可以提高共热解气体产物中H2/CO比,但对CO2组分影响不大;不同加水量下固体转化率变化不大,但不同加水量对剩余物表面官能团有一定影响,从加水量为60%开始剩余固体表面含氧官能团有明显减少,这与加水量对气体产物的影响规律相对应.