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甲烷低温活化机理及其参与的化学反应研究进展

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低碳化学与化工 2023年第4期48卷 1-7,15页

作者：申志兵付娆唐瑞源张武张赏莉梁生荣张君涛尚柯舟西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 西安石油大学化学化工学院西安市高碳资源低碳化利用重点实验室陕西省绿色低碳能源材料与过程工程技术研究中心陕西西安710065

基于甲烷在400~600℃时与其他烃类原料共反应可出现低温活化现象,综述了此过程中甲烷的不同活化机理和反应路径,总结了甲烷在低温活化后参与的重质油改质反应、烯烃加氢反应、低碳烃芳构化反应以及含氧化合物的脱氧芳构反应等不同类型... 详细信息

基于甲烷在400~600℃时与其他烃类原料共反应可出现低温活化现象,综述了此过程中甲烷的不同活化机理和反应路径,总结了甲烷在低温活化后参与的重质油改质反应、烯烃加氢反应、低碳烃芳构化反应以及含氧化合物的脱氧芳构反应等不同类型反应的特征、共反应助剂的作用和催化剂的催化作用等方面的研究进展。总结发现,虽然甲烷与其他原料共反应过程的活化机理和参与路径不同,但均可认为甲烷在其他大分子烃类的促进下发生低温活化并参与到相关反应中,起到供氢、增碳和优化产物分布等作用。尤其是在甲烷参与的芳构化反应过程中,甲烷的参与可以起到改善产物分布、提高甲基侧链产物选择性等多方面的作用,这可为甲烷低成本利用技术的开发提供良好的研究基础。

关键词：甲烷转化低温活化反应机理催化剂

气化细渣残炭的低温活化及其在超级电容器中的应用

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煤炭工程 2024年第1期56卷 199-206页

作者：朱嘉琪宋金玲韩宝宝高建民刘忠义王耀辛国祥边亭亭内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古博大实地化学有限公司内蒙古鄂尔多斯017004

为了高值化利用煤炭气化细渣,以气化细渣残炭为原料,KOH为活化剂,制备了具有多孔结构的碳材料。首先探究对比了不同碳碱质量比对制得的活性炭的结构和电化学性能的影响,结果表明:在N2气氛下、500℃活化90 min、碳碱质量比为1∶2时,活化... 详细信息

为了高值化利用煤炭气化细渣,以气化细渣残炭为原料,KOH为活化剂,制备了具有多孔结构的碳材料。首先探究对比了不同碳碱质量比对制得的活性炭的结构和电化学性能的影响,结果表明:在N2气氛下、500℃活化90 min、碳碱质量比为1∶2时,活化的气化细渣残炭(CK-2)具有更好的电化学性能,在电流密度为0.5 A/g时,其质量比容量达到86 F/g,表现出了良好的倍率性能,较之前未处理的气化细渣残炭提高了约1.5倍。然后,将筛选的活化材料CK-2为活性物质组装为对称型电容器,在2 A/g的电流密度下,能量密度达到4.72 W?h/kg;10000次循环后,电容能保持初始值的89%,表现出了较优的能量密度及循环稳定性。

关键词：煤基碳材料气化细渣残炭电化学性能低温活化超级电容器

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棉织物双氧水/乙酰胍低温活化漂白

印染 2011年第7期37卷 4-7页

作者：王宏曹机良河南工程学院河南郑州450007

采用双氧水/乙酰胍(ACG)活化体系替代传统工艺对棉织物进行漂白。通过考察活化剂种类、ACG的用量、漂白温度和时间,以及漂白pH值对漂白效果的影响,并与双氧水、双氧水/TAED漂白体系进行比较。结果显示,在30%双氧水3 g/L、ACG用量1.6 g/L... 详细信息

采用双氧水/乙酰胍(ACG)活化体系替代传统工艺对棉织物进行漂白。通过考察活化剂种类、ACG的用量、漂白温度和时间,以及漂白pH值对漂白效果的影响,并与双氧水、双氧水/TAED漂白体系进行比较。结果显示,在30%双氧水3 g/L、ACG用量1.6 g/L、pH值约为8和温度60℃的条件下处理60 min,可获得很好的漂白效果。

关键词：漂白温度双氧水棉织物低温活化乙酰胍漂白效果传统工艺

用于生物柴油生产的固体碱催化剂CaO的低温活化

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用于生物柴油生产的固体碱催化剂CaO的低温活化

作者：黄仕钧太原理工大学

学位级别：硕士

随着石油资源的不断枯竭及全球范围内对能源需求的不断增加,发展可替代能源已成为必然趋势。生物柴油不仅燃烧性能与石化柴油相当,且具有环境友好、资源可再生等优点而成为石油柴油的理想替代品,成为目前能源领域的研究热点。对于目前... 详细信息

随着石油资源的不断枯竭及全球范围内对能源需求的不断增加,发展可替代能源已成为必然趋势。生物柴油不仅燃烧性能与石化柴油相当,且具有环境友好、资源可再生等优点而成为石油柴油的理想替代品,成为目前能源领域的研究热点。对于目前生物柴油生产的过程,一般使用均相催化剂如NaOH,KOH等,使用这些均相催化剂在1小时内就可以完成反应。然而,应该提到的是,目前普遍使用的均相催化存在许多的问题:在洗掉生物柴油产品中溶解的均相催化剂的过程中,会导致大量酸碱废水的排放,造成严重的环境污染;而且催化剂不能够重复利用。由于遇到上述问题,许多研究者开发了生物柴油的非均相生产过程。氧化钙CaO作为一种非均相的固体碱催化剂,在生物柴油的生产中因其原料来源广、价格便宜、在甲醇中溶解度低且催化活性较高等优点,成为固体碱催化剂中最具代表性的一种催化剂,具有极大的工业化潜力。但CaO在储存过程中极易和空气中的水分和二氧化碳反应而逐渐羟基化和碳酸化,从而降低其催化酯交换反应的能力。一般反应前需将CaO在800℃以上煅烧以恢复它的活性,使得CaO在实际应用中受到了某些限制(如有些载体在高温下煅烧会和CaO发生化学反应),而且它的高活性无法得到保持。针对上述问题,本课题分别研究了甲醇活化,甘油活化和水活化三种不同的低温活化方式对固体碱催化剂CaO在制备生物柴油中的活化作用,考察了活化时间和催化剂用量对CaO活性的影响以及三种活化方式活化后的CaO样品对空气的耐受能力,同时也探讨了低温活化的活化机理。结果发现:对于活性较低的CaO,甲醇的活化效果不是很好,而甘油和水则有较好的活化效果,并且水不需要预先活化就有较高的活化作用;甘油活化后的CaO在空气中放置15天活性没有明显降低,但更实用的保存CaO活性的方法是把CaO浸没在甲醇中密封保存。无论是甲醇活化,甘油活化还是水活化,其对CaO活性的提高除了在活化阶段生成的甲氧基离子CH3O-和甘油基离子C3H5O33-对酯交换反应体系的加速作用外,甲醇和水活化还有对CaO表面的去碳酸化作用,而甘油活化则同时有去羟基化和去碳酸化作用。水不需要预先活化就对CaO有较高活化作用的可能机理是水在反应体系中作为一种刘易斯碱能够协助甲醇中H+离子的解离。

关键词： CaO 固体碱催化剂低温活化生物柴油

气化细渣残碳的低温活化及其在超级电容器中的应用

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气化细渣残碳的低温活化及其在超级电容器中的应用

作者：朱嘉琪内蒙古科技大学

学位级别：硕士

新型储能器件超级电容器的炭电极材料由于其成本低、比表面积大等优点而备受关注并实现了广泛的应用。目前炭电极材料主要以含碳高的煤、生物质、沥青和半焦等为前驱体通过700℃以上的高温火法活化制得。然而,气化渣残碳与上述前驱体属... 详细信息

新型储能器件超级电容器的炭电极材料由于其成本低、比表面积大等优点而备受关注并实现了广泛的应用。目前炭电极材料主要以含碳高的煤、生物质、沥青和半焦等为前驱体通过700℃以上的高温火法活化制得。然而,气化渣残碳与上述前驱体属于同源材料,含有类似的化学成分。若能以低廉的气化渣残碳为原料,通过低温活化技术将其制备为炭电极材料对其实际应用具有极大的推动作用。基于此,本文以某煤化工厂的气化细渣残碳（CK）为研究对象,通过酸碱化学低温活化,制备了一系列炭电极材料,对其形貌结构及电化学性能进行表征与测试,具体研究结果如下:（1）以CK为原料通过KOH低温火法活化,探究了不同碳碱比（1:1、1:2、1:3和1:4）对材料结构及电化学性能的影响。研究结果表明:500℃下活化1.5 h,当碳碱比为1:2时,制得的CK-2材料具有较高的碳含量及较大的比表面积（573m/g）。当电流密度为0.5 A/g时,CK-2材料的电化学性能最好,比电容值达到了86 F/g,是原料CK比电容的2.5倍。将CK-2组装成对称型（CK-2//CK-2）超级电容器,当功率密度为250 W/Kg时能量密度达到了4.75 Wh/Kg。经过10 000次循环稳定性测试,CK-2//CK-2电容器的电容保持率为89%。该结果缘于CK-2较高的含碳量、较丰富的孔结构和较大的比表面积。（2）以CK为原料,通过HNO低温活化,增加CK表面含氧官能团,制备一系列炭材料（CN-X）,并探究了不同浓度的HNO（1、2、3和4 mol/L）对材料结构以及电化学性能的影响。研究结果表明:在80℃反应1.0 h,当HNO浓度为2mol/L时,制得的CN-2材料具有较大的比表面积（619 m/g）、较多的含氧官能团和较小的水接触角（47.3°）。当电流密度为0.5 A/g时,在HNO活化的样品中,CN-2材料的电化学性能最好,比电容值达到了97 F/g。将CN-2组装成一个对称型（CN-2//CN-2）超级电容器,在功率密度为250 W/Kg时,能量密度为6.28 Wh/Kg。在10 000次稳定性测试后,CN-2//CN-2电容器的电容保持率为90%。该结果得益于HNO氧化修饰于材料表面的具有亲水性的含氧官能团、较丰富的孔结构和较大的比表面积。（3）为了进一步提高材料的电化学性能,以CK-2为前驱体,探究了不同浓度的HNO（1、2、3和4 mol/L）对材料结构以及电化学性能的影响。研究结果表明:在80℃化学活化1 h,当HNO浓度为2 mol/L时,制得的材料CKN-2具有更大的平均孔径（4.690 nm）、更小的水接触角（41.8°）。当电流密度为0.5 A/g时,CKN-2比电容达到了142 F/g。将CKN-2组装成一个对称型（CKN-2//CKN-2）超级电容器,在功率密度为244.8 W/Kg时,能量密度为6.80 Wh/Kg。CKN-2//CKN-2电容器在经过10 000次的稳定性测试后,其电容保持率为97%。该结果缘于KOH除杂与HNO氧化的协同作用。

关键词：气化细渣残碳 KOH活化 HNO3活化低温活化超级电容器

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氯化锌法低温活化制备桑枝活性炭的研究

四川林业科技 2009年第5期30卷 86-87,107页

作者：胡刘平杨凌黄洋王宇四川省林业科学研究院四川成都610066

世界活性炭需求量的增加,使原料变得紧张。开发和节约资源,是解决原料紧张的重要措施。用桑枝为原料,ZnC l2为活化剂,在充氮条件下,采用低温450℃活化,使活性炭得率为50%(原料以含水率20%桑木屑计),同目前用的高温活化比较,生产1 t活性... 详细信息

世界活性炭需求量的增加,使原料变得紧张。开发和节约资源,是解决原料紧张的重要措施。用桑枝为原料,ZnC l2为活化剂,在充氮条件下,采用低温450℃活化,使活性炭得率为50%(原料以含水率20%桑木屑计),同目前用的高温活化比较,生产1 t活性炭就节约1 t桑木屑。且制备出的药用活性炭亚甲基兰脱色高达285 mg.g-1,糖用活性炭A法焦糖脱色100%。

关键词：活性炭低温活化氮气桑枝

用于生物柴油生产的固体碱催化剂CaO的低温活化

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茂名学院学报 2010年第4期20卷 16-19页

作者：黄仕钧赵秋勇陈英谢颖陈小平太原理工大学化学与化工学院山西太原030024 茂名学院化工所广东茂名525000

分别研究了甲醇、甘油和水三种不同的活化剂对固体碱催化剂CaO在制备生物柴油中的活化作用,考察了活化时间对CaO活性的影响以及三种活化方式在空气中的耐失活能力,同时也探讨了三种活化方式的活化机理。结果发现:甲醇的活化效果不是很好... 详细信息

分别研究了甲醇、甘油和水三种不同的活化剂对固体碱催化剂CaO在制备生物柴油中的活化作用,考察了活化时间对CaO活性的影响以及三种活化方式在空气中的耐失活能力,同时也探讨了三种活化方式的活化机理。结果发现:甲醇的活化效果不是很好,而甘油和水则对CaO有较好的活化效果,并且用水活化时不需要预先活化就有较高的活化作用;甘油活化后的CaO在空气中放置15d活性没有明显降低。无论是用甲醇、甘油还是用水来活化,它们对CaO活性的提高除了对酯交换反应体系的加速作用外,甲醇和水还有对CaO表面的去碳酸化作用,同时甘油还有去羟基化和去碳酸化作用。

关键词： CaO 固体碱催化剂低温活化生物柴油