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强氧还原性氮化硼的制备及其催化甲烷部分氧化反应性能

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低碳化学与化工 2024年

作者：闫妍琼王晓斌陈海洁吕岩原沁波丁传敏王俊文太原理工大学化学工程与技术学院上海电气国控环球工程有限公司清创人和生态工程技术有限公司

氮化硼（BN）作为一种新兴的二维无机材料，近年来在烷烃氧化脱氢方面得到了广泛的应用，目前有研究表明氧物种的引入可以使BN具有更好的催化性能。采用以硼酸为硼源、尿素为氮源直接共融的合成方法制备了含氧BN催化剂(n（硼酸）:n（尿... 详细信息

氮化硼（BN）作为一种新兴的二维无机材料，近年来在烷烃氧化脱氢方面得到了广泛的应用，目前有研究表明氧物种的引入可以使BN具有更好的催化性能。采用以硼酸为硼源、尿素为氮源直接共融的合成方法制备了含氧BN催化剂(n（硼酸）:n（尿素）=1:1、1:2、1:3和1:4)，探究了在温度400～700℃、空速14400 mL/（g·h）和V（CH4）:V（O2）=2:1的反应条件下，催化剂在甲烷部分氧化（POM）反应中的催化性能。采用FT-IR、ICP-OES、XRD、和循环伏安（CV）等测试方法对催化剂的含氧官能团、元素含量、晶形结构和氧还原性能等进行了表征。结果表明，在POM反应中，n（硼酸）:n（尿素）=1:2条件下制得的催化剂（BN-1:2）表现出最佳的催化性能（CH4转化率43%,CO选择性72%,H2选择性17%）。与其他3种催化剂相比，BN-1:2具有最高的结晶度，使其与O2的相互作用更强，促进O2激活，而且其在CV测试中具有最大的电流密度(3.4889×10-4A/cm2)，说明其具有最强的氧还原性能，可促进活性位点形成，从而表现出更好的催化性能。

关键词：氮化硼甲烷部分氧化氧还原性能催化剂

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超细煤矸石作天然橡胶补强填充剂的性能研究

超细煤矸石作天然橡胶补强填充剂的性能研究

作者：原沁波太原理工大学

学位级别：硕士

煤矸石是煤层中或煤层周围伴有可燃物质的岩石，是采煤和选煤过程中所排出的工业废料，主要矿物由高岭土和有机矿物组分构成，煤矸石的大量排放不仅占用大量土地，而且还会对土壤、植被、水体和大气造成严重的污染，危害人体健康。本论... 详细信息

煤矸石是煤层中或煤层周围伴有可燃物质的岩石，是采煤和选煤过程中所排出的工业废料，主要矿物由高岭土和有机矿物组分构成，煤矸石的大量排放不仅占用大量土地，而且还会对土壤、植被、水体和大气造成严重的污染，危害人体健康。本论文用煤矸石作原料，通过超细粉碎，表面改性制成了一种高分子聚合物的补强填充剂。用它部分取代炭黑做橡胶补强填充剂，既可以利用废物，又能降低橡胶制品的价格，具有明显的经济效益和社会效益。实验中的煤矸石采自山西某矿，主要化学组成为SiO：31.98％，AlO：19.95％，FeO：0.74％，烧失量：45.7 5％ DBP吸油值0.45～0.50ml／g，DTA分析表明，煤矸石矿物组成为高岭土和部分有机组分。用超细气流粉碎机对煤矸石超细粉碎以后获得三个产品，用激光粒度分析仪对其粒度分析结果表明，煤矸石的大部分颗粒都在1 μm以下，粉碎前后的红外光谱表明煤矸石经超细粉碎以后，表面的有机官能团活性变强。本课题用硅烷偶联剂KH-550、钛酸酯偶联剂NDZ-130、NDZ-201对粉碎后的煤矸石进行了表面改性，并用活化指数法和红外光谱对表面改性的煤矸石进行太原理}学顿一卜泪{究‘}几学位论文预评价，结果表明在改性后煤研石的表面覆盖了一层有机分子，山亲水农面变为疏水表面，井对改性的机理作一了进一步的讨论。将经过超细粉碎和表而改性的煤研石填充到人然橡胶中，对混炼胶的拉伸强度、撕裂强度等力学性能的测试结果表明，煤研石的粒度，表面性质、表而改性剂的利，类等对混炼胶性能有很大的影响，祠’‘粉粒度越细，与橡胶基体的作用越好，混炼胶的性能越好。超细煤研石表面的有机基团和大量缺陷，使它不同于一般的无机填料，而使用不同的偶联剂对混炼胶的性能的改变也不 1!一刁，所以选用合适的偶联剂对于提高改性效果足关键的 ‘步。煤研石的填充量的大小对橡胶的力学性能有很大的影响，在天然橡胶用量为300克时，粗煤研石工liJ量为 759左右，超细煤研石用量为759一1059，改性煤研石在1059左右时补强性能址仕。另外，本论文还对锻烧煤研石和非锻烧煤不i1=石进行了对比，结果表明锻烧煤研石和非锻烧煤研石的改性机理，与橡胶基体的作用机理都有很人的不同。非锻烧煤研石主要是利用表面的烃基，而锻烧煤歼石则主要是利用农而的51一。键和八卜。键。

关键词：煤矸石超细粉碎表面改性补强填充剂

废ZSM-5分子筛再晶化并应用于甲烷部分氧化性能研究

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低碳化学与化工 2023年第6期48卷 30-36页

作者：王进丁传敏吕岩王琦琛石子兴原沁波刘世斌王俊文太原理工大学化学化工学院山西太原030024 清创人和生态工程技术有限公司山西太原030031

废ZSM-5分子筛资源化利用可有效减少工业固废排放、降低环境污染,是一条节约能源、绿色环保且可持续发展的路线。探究了沸石废分子筛催化剂(主要为废ZSM-5分子筛)定向再生为ZSM-5分子筛的绿色回收工艺,重点考察了模板剂用量、补加硅源... 详细信息

废ZSM-5分子筛资源化利用可有效减少工业固废排放、降低环境污染,是一条节约能源、绿色环保且可持续发展的路线。探究了沸石废分子筛催化剂(主要为废ZSM-5分子筛)定向再生为ZSM-5分子筛的绿色回收工艺,重点考察了模板剂用量、补加硅源用量和模板剂种类对沸石废分子筛催化剂回收率的影响。通过X射线衍射(XRD)、氮气吸/脱附和扫描电镜(SEM)等分析合成分子筛的结晶度、比表面积和形貌,从而得出最佳合成条件:模板剂为四丙基氢氧化铵(TPAOH)、硅源与模板剂比例为n(SiO_(2)):n(TPAOH)=1:1且补加硅源量与废分子筛硅源量比例为n(Si补加):n(Si废)=2.5:1.0,对应废分子筛催化剂回收率可达88.0%。利用废分子筛催化剂再晶化所得ZSM-5分子筛作为载体制得的催化剂用于甲烷部分氧化反应进行性能测试,在600°C下较未变废原料表现出更优异的CH4转化率、CO选择性和H2选择性。

关键词：沸石废分子筛绿色回收 ZSM-5分子筛载体甲烷部分氧化

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黄岩汇煤矿开采对地下水的影响研究

煤炭加工与综合利用 2013年第6期 73-75页

作者：原沁波山西省生态环境研究中心山西太原030002

介绍了黄岩汇煤矿所在地区的水文地质情况,应用Visual MODFLOW软件,通过对计算域进行剖分,确定二类流边界,采用迭代逼近法模拟预测了黄岩汇煤矿15号煤层开采对上覆含水层的影响。结果表明,煤矿开采59.8 a后,漏斗中心的水位降深约为60 m... 详细信息

介绍了黄岩汇煤矿所在地区的水文地质情况,应用Visual MODFLOW软件,通过对计算域进行剖分,确定二类流边界,采用迭代逼近法模拟预测了黄岩汇煤矿15号煤层开采对上覆含水层的影响。结果表明,煤矿开采59.8 a后,漏斗中心的水位降深约为60 m,影响面积约为54.4 km2。

关键词：上覆含水层地下水水位降深煤矿开采

超细煤矸石矿粉作天然橡胶补强填充剂的性能研究

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能源环境保护 2004年第1期18卷 27-30页

作者：原沁波赵鸣太原理工大学山西太原030024

以煤矸石为原料 ,通过超细粉碎、表面改性等深度加工 ,制取了一种新的橡胶补强剂 ,并对煤矸石作补强剂影响因素进行初步的研究 ,实验表明它能够取代或部分取代炭黑用作天然橡胶的补强剂。

关键词：超细煤矸石矿粉天然橡胶填充剂表面改性补强剂

南峪口铁矿生态影响评价中的植物物种多样性分析

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绿色科技 2014年第2期16卷 24-26页

作者：原沁波山西省生态环境研究中心山西太原030027

在植被现状调查的基础上,采用物种多样性指数法,对南峪口铁矿生态影响评价的植物物种多样性进行了比较,结果表明:该矿的植被可划分为8个群落类型,反映了矿区不同功能区的植物群落主要类型。根据物种多样性指数的计算结果,不同功能区的... 详细信息

在植被现状调查的基础上,采用物种多样性指数法,对南峪口铁矿生态影响评价的植物物种多样性进行了比较,结果表明:该矿的植被可划分为8个群落类型,反映了矿区不同功能区的植物群落主要类型。根据物种多样性指数的计算结果,不同功能区的植物物种多样性表现出明显差异,按照物种多样性指数大小排序:矿界外评价区>矿区非开采区>拟选废石场>相邻矿区>工业场地>炸药库>铁矿开采区,反映了铁矿开采活动对周边环境干扰程度的差异性。

关键词：分类物种多样性铁矿

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矿山开采对地质环境的影响及防治对策研究

科技情报开发与经济 2011年第9期21卷 173-174页

作者：原沁波山西省环境科学研究院山西太原030027

开元煤矿经过多年的开采,已导致地面裂缝、地面塌陷、地下水下降等地质灾害的出现。通过对开元煤矿矿山开采对地质环境影响的研究,提出了综合治理方案。

关键词：开元煤矿地质环境综合治理

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山西麦捷煤矿不同功能区植物物种多样性研究

绿色科技 2014年第5期16卷 19-21页

作者：原沁波山西省生态环境研究中心山西太原030027

在野外调查的基础上,采用多样性指数法,研究了山西麦捷煤矿不同功能区植物物种多样性,结果表明:调查区植被可划分为7个群落类型,反映了矿区植物群落的主要类型。多样性指数计算结果显示,方山国家森林公园与工业场地物种组成较为丰富,主... 详细信息

在野外调查的基础上,采用多样性指数法,研究了山西麦捷煤矿不同功能区植物物种多样性,结果表明:调查区植被可划分为7个群落类型,反映了矿区植物群落的主要类型。多样性指数计算结果显示,方山国家森林公园与工业场地物种组成较为丰富,主要以灌木层为主,拟建矸石沟物种丰富度较高,而新建回风立井旁生境破坏较为严重,物种多样性最低。

关键词：麦捷煤矿群落分类物种多样性

Co3O4/N-CNT阵列的制备及其锂空气电池性能研究

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电源技术 2020年第9期44卷 1293-1296,1394页

作者：李瑜王昆磊原沁波赵鸣刘世斌太原理工大学化学化工学院山西太原030024 清创人和生态工程技术有限公司山西太原030032

可充电锂空气电池具有高的理论能量密度,被认为是新型电动汽车领域里最有潜力的能量储存与转换系统。首先对碳纳米管阵列进行氮原子掺杂及表面氧化,形成结构稳定的氮掺杂碳纳米管阵列材料,然后采用热回流法对氮掺杂碳纳米管表面以杂化... 详细信息

可充电锂空气电池具有高的理论能量密度,被认为是新型电动汽车领域里最有潜力的能量储存与转换系统。首先对碳纳米管阵列进行氮原子掺杂及表面氧化,形成结构稳定的氮掺杂碳纳米管阵列材料,然后采用热回流法对氮掺杂碳纳米管表面以杂化复合的形式结合纳米Co3O4粒子,形成锂空气电池空气电极。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman、XPS等进行表征,结果显示氮掺杂碳纳米管阵列表面上均匀结合纳米Ci3O4颗粒,直径约为50~100 nm左右。以纳米Co3O4/氮掺杂碳纳米管阵列为空气电极,与金属锂片构成锂空气电池,并进行电池充放电性能、循环伏安和交流阻抗等电化学测试,结果表明,在电流密度为0.05 mA/cm^2的条件下循环40次后仍能保持较稳定的循环性能,与纯氮掺杂碳纳米管阵列相比,锂空气电池的充放电性能有了明显的改善。

关键词：锂空气电池 Co3O4 氮掺杂碳纳米管阵列杂化复合充放电性能