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煤热化学性质的量子化学研究

煤炭学报 2009年第9期34卷 1239-1243页

作者：王宝俊凌丽霞章日光谢克昌太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024

针对不同煤阶的典型煤种褐煤、次烟煤、高挥发分烟煤、低挥发分烟煤和无烟煤,构建了9种分子结构模型,采用量子化学密度泛函计算方法,研究了煤的稳定性、发热量和燃烧反应热力学函数等热化学性质.结果显示,煤大分子在含碳量为85%附近具... 详细信息

针对不同煤阶的典型煤种褐煤、次烟煤、高挥发分烟煤、低挥发分烟煤和无烟煤,构建了9种分子结构模型,采用量子化学密度泛函计算方法,研究了煤的稳定性、发热量和燃烧反应热力学函数等热化学性质.结果显示,煤大分子在含碳量为85%附近具有较低的单位结合能、较高的发热量和反应活性.

关键词：煤热化学量子化学计算分子结构模型

不同价态金属掺杂对LaO(001)表面上甲烷活化影响的研究(英文)

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燃料化学学报(中英文) 2023年

作者：张家宇孙娜凌丽霞章日光贾丽涛李德宝王宝俊太原理工大学化学工程与技术学院太原理工大学清洁高效煤利用国家重点实验室山西-浙大先进材料化工研究院中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室

La2O3因具有优异的稳定性和较高的C2烃选择性，因此常被用于催化甲烷氧化偶联反应，而较差的甲烷解离活性却限制了其广泛应用。为了提高镧基催化剂活化甲烷的性能，将不同价态的金属掺杂在La2O3(001)表面，并采用密度泛函理论方法对CH4... 详细信息

La2O3因具有优异的稳定性和较高的C2烃选择性，因此常被用于催化甲烷氧化偶联反应，而较差的甲烷解离活性却限制了其广泛应用。为了提高镧基催化剂活化甲烷的性能，将不同价态的金属掺杂在La2O3(001)表面，并采用密度泛函理论方法对CH4在这些催化剂表面的活化行为进行了研究。结果表明，低价态金属(Li, Na, K, Mg, Ca, Sr和Ba)和等价态金属(Al, Ga, In)的掺杂可以显著提高La2O3(001)表面的CH4解离活性。其中，CH4在Li-La2O3(001)表面解离的活化能最低，仅为13.0 kJ/mol。而高价态金属(Zr、Nb、Re和W)掺杂不能提高La2O3(001)表面的CH4解离活性。此外，通过研究催化剂表面氧空位形成能、酸碱性与CH4解离活化能之间的关系发现，随着掺杂金属价态的增加，氧空位形成能也逐渐增大，而CH4的解离活性呈现出降低趋势；碱金属和碱土金属的掺杂增大了催化剂表面的碱性，且碱金属掺杂的碱性强于碱土金属，同时，较强的碱性也表现出较高的CH4转化活性。本研究对提高La2O3催化剂的甲烷转化活性具有指导意义。

关键词：甲烷 La O 催化剂金属掺杂活性密度泛函理论

巯基-乙烯基点击反应在紫外光固化过程中的应用

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高分子材料科学与工程 2013年第10期29卷 169-174页

作者：吴建兵凌丽霞马国章王宝俊太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024 山西省应用化学研究所山西太原030027 太原理工大学精细化工研究所山西太原030024

巯基-乙烯基反应是点击化学中的一类重要反应,在紫外光固化过程中通过添加巯基化合物可以克服自由基聚合过程中的氧阻聚、光引发剂小分子碎片等,因而近年来在紫外光固化过程中引入巯基-乙烯基点击反应成为紫外固化材料领域的前沿研究内... 详细信息

巯基-乙烯基反应是点击化学中的一类重要反应,在紫外光固化过程中通过添加巯基化合物可以克服自由基聚合过程中的氧阻聚、光引发剂小分子碎片等,因而近年来在紫外光固化过程中引入巯基-乙烯基点击反应成为紫外固化材料领域的前沿研究内容。文中综述了近年来巯基-乙烯基点击反应在紫外光固化过程中的研究成果,详细介绍了巯基-乙烯基反应在紫外光固化过程中的优缺点、反应机理、分子选择及分子设计原理,最后对巯基-乙烯基反应在紫外光固化过程中的进一步应用前景做了展望。

关键词：巯基-乙烯基反应紫外光固化点击反应

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一种可聚合光引发剂的合成及性能

高分子材料科学与工程 2012年第9期28卷 5-8页

作者：吴建兵李萍马国章凌丽霞王保俊太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024 山西省应用化学研究所山西太原030027 太原理工大学精细化工研究所山西太原030024

以2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、异佛尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯合成了一种可聚合紫外光引发剂。用红外光谱、核磁共振谱和紫外-可见吸收光谱对合成产物进行了分析和表征。通过综合热分析仪(Photo-DSC)研究了合成产物和2-羟基-2-甲基-1... 详细信息

以2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、异佛尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯合成了一种可聚合紫外光引发剂。用红外光谱、核磁共振谱和紫外-可见吸收光谱对合成产物进行了分析和表征。通过综合热分析仪(Photo-DSC)研究了合成产物和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮在光固化体系中的引发效率及其固化后的相对迁移率。结果表明,合成的产物为目标可聚合紫外光引发剂,将其添加在紫外光固化体系中,随着添加量从3%增加到15%,引发效率逐渐增强。按照相同自由基浓度条件计算,12%合成产物的引发效率接近于5%1173,但是其固化过程中的迁移率却不到1173的10%。

关键词：可聚合光引发剂综合热分析仪迁移率转化率

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煤分子结构对煤层气吸附与扩散行为的影响

化工学报 2016年第6期67卷 2548-2557页

作者：王宝俊章丽娜凌丽霞章日光太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024 太原理工大学化学化工学院山西太原030024

对煤的芳香单元延展度、芳香单元堆砌层数以及包括不同缺陷和含氧官能团类型的表面结构对煤层气吸附与扩散的影响进行了研究。采用Monte Carlo模拟方法及分子动力学模拟方法分别得到了煤层气的吸附量与扩散系数,模拟温度为303 K,压力为1... 详细信息

对煤的芳香单元延展度、芳香单元堆砌层数以及包括不同缺陷和含氧官能团类型的表面结构对煤层气吸附与扩散的影响进行了研究。采用Monte Carlo模拟方法及分子动力学模拟方法分别得到了煤层气的吸附量与扩散系数,模拟温度为303 K,压力为10 MPa。研究结果表明,单位质量的煤对甲烷的吸附量随着芳香单元堆砌层数的增加而降低,缺陷和含氧官能团的存在不利于甲烷的吸附。甲烷的扩散随着芳香单元延展度的增加呈现出一个N形的复杂变化过程,单缺陷和羰基的存在有利于煤层气的扩散,煤结构中大的裂隙更有利于煤层气的扩散。最后,基于煤层气的微观影响因素和宏观运移行为提出了煤颗粒径向不均质的煤层气扩散微观模型。

关键词：煤分子结构煤层甲烷吸附扩散分子模拟

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苯甲酸和苯甲醛热解机理的量子化学研究

化工学报 2009年第5期60卷 1224-1230页

作者：凌丽霞赵俐娟章日光王宝俊太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024

采用量子化学密度泛函方法分析了煤相关含氧模型化合物苯甲酸和苯甲醛的热解机理。微观结构分析、热力学和动力学分析结果表明:煤热解过程中CO2和CO的逸出分别与脱羧和脱羰反应相对应,而脱羰反应活化能较大,即CO的脱除较CO2难于发生;脱... 详细信息

采用量子化学密度泛函方法分析了煤相关含氧模型化合物苯甲酸和苯甲醛的热解机理。微观结构分析、热力学和动力学分析结果表明:煤热解过程中CO2和CO的逸出分别与脱羧和脱羰反应相对应,而脱羰反应活化能较大,即CO的脱除较CO2难于发生;脱羧和脱羰基反应为分子内氢转移协同过程,煤热解脱羧放出CO2与交联反应的发生无直接关系。

关键词：煤苯甲酸苯甲醛热解动力学密度泛函理论

CuCl与SiO_2-TiO_2载体相互作用的密度泛函理论研究

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化学学报 2010年第9期68卷 851-857页

作者：章日光任军凌丽霞刘树森李忠太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室太原030024

以SiO2簇模型为基体,通过Ti原子取代建立Ti中心原子上连接0个或1个OH基团的典型SiO2-TiO2复合氧化物模型来模拟处于体相中和表面上的四配位Ti(IV)中心.采用广义梯度近似的密度泛函理论(DFT-GGA)研究了CuCl与SiO2-TiO2载体的相互作用.计... 详细信息

以SiO2簇模型为基体,通过Ti原子取代建立Ti中心原子上连接0个或1个OH基团的典型SiO2-TiO2复合氧化物模型来模拟处于体相中和表面上的四配位Ti(IV)中心.采用广义梯度近似的密度泛函理论(DFT-GGA)研究了CuCl与SiO2-TiO2载体的相互作用.计算结果表明,在SiO2基体中嵌入Ti(IV)离子可以大大加强CuCl与氧化物载体之间的相互作用,使CuCl/SiO2-TiO2催化剂的结构更稳定.分子前线轨道表明Cu(I)作为催化剂的活性中心贡献了HOMO轨道,容易失去电子;Ti(IV)中心原子贡献LUMO轨道,容易得到电子,计算结果与实验事实相一致.

关键词：氯化亚铜二氧化硅钛硅复合氧化物几何构型密度泛函理论

苯为前驱体的稠环芳烃的自由基反应机理的量子化学研究(英文)

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2009年第3期17卷 394-400页

作者：章日光王宝俊田亚峻凌丽霞 Key Laboratory of Coal Science and Technology (Taiyuan University of Technology) Ministry of Education and Shanxi Province Key Laboratory of Multiphase Reactions Institute of Process EngineeringChinese Academy of Sciences

The free-radical growth mechanisms for the formation of polycyclic arenes (PCAs) were constructed based on the block unit of benzene, and were calculated by the quantum chemistry PM3 method. Two kinds of reaction paths are proposed and discussed. The calculation results show that the formation of PCAs is only controlled by the elimination of H atom from benzene, and the corresponding activation energy is 307.60 kJ·mol-1. H2 is only the ef-fluent gas in our proposed reaction mechanism, and the calculation results are in accord with the experimental facts.

关键词：计算量子化学芳烃苯自由基生长机理化学研究前兆 PCAs 计算结果

不同价态金属掺杂对La_(2)O_(3)(001)表面上甲烷活化影响的研究

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燃料化学学报（中英文） 2023年第5期51卷 673-683页

作者：张家宇孙娜凌丽霞章日光贾丽涛李德宝王宝俊太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 太原理工大学清洁高效煤利用国家重点实验室山西太原030024 山西-浙大先进材料化工研究院山西太原030024 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原030024

La_(2)O_(3)因具有优异的稳定性和较高的C_(2)烃选择性,因此,常被用于催化甲烷氧化偶联反应,而较差的甲烷解离活性却限制了其广泛应用。为了提高镧基催化剂活化甲烷的性能,将不同价态的金属掺杂在La_(2)O_(3)(001)表面,并采用密度泛函... 详细信息

La_(2)O_(3)因具有优异的稳定性和较高的C_(2)烃选择性,因此,常被用于催化甲烷氧化偶联反应,而较差的甲烷解离活性却限制了其广泛应用。为了提高镧基催化剂活化甲烷的性能,将不同价态的金属掺杂在La_(2)O_(3)(001)表面,并采用密度泛函理论方法对CH_(4)在催化剂表面的活化行为进行了研究。结果表明,低价态金属(Li、Na、K、Mg、Ca、Sr和Ba)和等价态金属(Al、Ga、In)的掺杂可以显著提高La_(2)O_(3)(001)表面的CH4解离活性。其中,CH4在Li-La_(2)O_(3)(001)表面解离的活化能最低,仅为13.0 kJ/mol。而高价态金属(Zr、Nb、Re和W)掺杂不能提高La_(2)O_(3)(001)表面的CH4解离活性。此外,通过研究催化剂表面氧空位形成能、酸碱性与CH4解离活化能之间的关系发现,随着掺杂金属价态的增加,氧空位形成能也逐渐增大,而CH4的解离活性呈现出降低趋势;碱金属和碱土金属的掺杂增大了催化剂表面的碱性,且碱金属掺杂的碱性强于碱土金属,同时,较强的碱性也表现出较高的CH4转化活性。本研究对提高La_(2)O_(3)催化剂的甲烷转化活性具有指导意义。

关键词：甲烷 La_(2)O_(3)催化剂金属掺杂活性密度泛函理论