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不同宽高比矿柱偏心压缩失稳破坏规律研究

金属矿山 2024年第10期 38-44页

作者：吕欣建马强英王薪荣张哲浩路增祥辽宁科技大学矿业工程学院辽宁省金属矿产资源绿色开采工程研究中心

研究非等跨采场结构下,矿柱偏心压缩失稳破坏规律,可以为矿柱结构参数优化提供技术支撑。通过偏心加载装置,以岩样模拟矿柱,开展了不同宽高比岩样偏心压缩试验。结合数字图像相关方法,得到了宽高比(w/h)分别为2∶1、1∶1、1∶2和1∶3时... 详细信息

研究非等跨采场结构下,矿柱偏心压缩失稳破坏规律,可以为矿柱结构参数优化提供技术支撑。通过偏心加载装置,以岩样模拟矿柱,开展了不同宽高比岩样偏心压缩试验。结合数字图像相关方法,得到了宽高比(w/h)分别为2∶1、1∶1、1∶2和1∶3时矿柱偏心承载性能和加载过程中位移场及应变场的演化规律。结果表明:(1)偏心压缩条件下,矿柱抗压强度随着宽高比增加逐渐增加,弹性模量则反之;在考虑偏心荷载作用的矿柱设计时,应适当增加矿柱宽高比,从而保障采场安全性。(2)当w/h=2∶1时,偏心承载矿柱破坏形式主要为压剪破坏,表现为偏心荷载侧局部劈裂破坏;当w/h=1∶1时,矿柱以压缩破坏为主拉伸破坏为辅;当w/h<1∶2时,矿柱破坏以偏心拉伸破坏为主。(3)不同宽高比矿柱的水平位移场在距偏心荷载较远一侧发生较大变形,剪切应变场也为压—拉应变场;当w/h≥1∶2时,矿柱的破坏主要是由压应变局部化带引发;w/h=1∶3时,矿柱破坏主要由拉应变局部化带引发。

关键词：矿柱偏心压缩宽高比承载特性破坏模式

球磨法制备堇青石负载Fe/Ce载氧体的甲烷化学链重整性能

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化工进展 2024年第5期43卷 2396-2408页

作者：邓耀赵青鹏徐瑾刘大伟马晓迅徐龙西北大学化工学院碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710127

通过球磨法制备一系列堇青石负载Fe/Ce的复合载氧体,并在固定床装置上评价复合载氧体的甲烷化学链重整的反应性能。系统考察了堇青石质量分数、Fe/Ce摩尔比、椰壳添加量以及球磨参数对复合载氧体的氧化还原性能的影响,并进行了一系列表... 详细信息

通过球磨法制备一系列堇青石负载Fe/Ce的复合载氧体,并在固定床装置上评价复合载氧体的甲烷化学链重整的反应性能。系统考察了堇青石质量分数、Fe/Ce摩尔比、椰壳添加量以及球磨参数对复合载氧体的氧化还原性能的影响,并进行了一系列表征(XRD、H2-TPR、BET、SEM、XPS)。研究发现,在球料比10∶1、转速500r/min、时间1h的球磨参数下制备质量分数30%堇青石负载Fe/Ce摩尔比为1∶9的复合载氧体具有较优的氧化还原性能。质量分数15%椰壳炭的添加使复合载氧体的实际出氧量提升了38.7%,并且在还原氧化循环反应中表现出良好的稳定性和氧释放能力。

关键词：化学链重整载氧体球磨法堇青石椰壳

低冷量下强化CO_(2)吸收的甲醇基纳米流体性能

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化工进展 2024年第5期43卷 2811-2822页

作者：武西宁张宁秦佳敏徐龙魏朝阳马晓迅西北大学化工学院碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710127

冷甲醇洗法捕集CO_(2)技术要求低温环境,需要大量的冷冻能量,能耗较大。在吸收剂中引入纳米颗粒,可以有效提高气液传质速率,降低能耗。本研究旨在开发冷量需求少,吸收、解吸性能提升的甲醇基纳米流体。实验分别考察了纳米颗粒种类、固... 详细信息

冷甲醇洗法捕集CO_(2)技术要求低温环境,需要大量的冷冻能量,能耗较大。在吸收剂中引入纳米颗粒,可以有效提高气液传质速率,降低能耗。本研究旨在开发冷量需求少,吸收、解吸性能提升的甲醇基纳米流体。实验分别考察了纳米颗粒种类、固含量、尺寸,表面活性剂含量、操作温度和初始CO_(2)浓度等因素对吸收剂捕集CO_(2)性能的影响及机理。结果表明,在0.2~1.0g/L的TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)纳米流体中,0.4g/L的TiO_(2)-甲醇纳米流体的CO_(2)吸收、解吸增强效果最佳。向其中添加0.10%(质量分数)聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)后,纳米流体的吸收、解吸增强效果达到最大,且在5次循环后仍呈现良好增强效果。此外,本文对纳米流体增强吸收的机理进行了深入分析,提出了一个经验公式来预测TiO_(2)-甲醇纳米流体的增强因子E和最佳固含量。

关键词：二氧化碳捕集鼓泡反应器模型纳米流体低冷量供给传质增强

γ-Al_(2)O_(3)负载的Ni、Fe、Cu对介质阻挡放电等离子体转化CO_(2)/CH_(4)的影响

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化工进展 2024年第5期43卷 2705-2713页

作者：冯勇强王洁茹王超娴李芳苏婉婷孙宇赵彬然西北大学化工学院碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710127

二氧化碳和甲烷是大气中主要的温室气体,两者的高效资源化利用有助于实现双碳目标。等离子体催化CH_(4)/CO_(2)气液两相均有产物,但存在产物组成复杂、选择性低的问题。等离子体与催化剂结合可以有效提高目标产物选择性,本文采用微燃烧... 详细信息

二氧化碳和甲烷是大气中主要的温室气体,两者的高效资源化利用有助于实现双碳目标。等离子体催化CH_(4)/CO_(2)气液两相均有产物,但存在产物组成复杂、选择性低的问题。等离子体与催化剂结合可以有效提高目标产物选择性,本文采用微燃烧法将活性金属负载在载体γ-Al_(2)O_(3)上,与等离子体结合催化转化CH_(4)/CO_(2)。负载金属后催化剂氧空位比例的改变增强催化剂表面碱性,进而提高CO_(2)转化率。负载金属后弱酸比例增加,有利于合成液相产物,其中Lewis酸有利于合成醇类产物,而Brønsted酸促进了乙酸合成。金属催化剂装填增强了介质阻挡放电功率,转移更多电荷,提升了反应能量效率。通过催化剂结构对产物选择性的影响规律研究,有利于针对等离子体催化进行催化剂的理性设计。

关键词：等离子体催化剂介质阻挡放电二氧化碳甲烷

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载氧体在甲烷化学链重整反应中的研究进展

化工进展 2024年第5期43卷 2235-2253页

作者：王嘉锐刘大伟邓耀徐瑾马晓迅徐龙西北大学化工学院碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710127

甲烷化学链重整(CLRM)反应利用固体载氧体材料作为中间体,将传统甲烷重整反应分成还原和氧化两个反应,载氧体在这个过程中不断地被氧化还原,形成链式循环反应,实现了合成气或氢气的连续生产。相比传统重整反应而言,CLRM反应无须高成本... 详细信息

甲烷化学链重整(CLRM)反应利用固体载氧体材料作为中间体,将传统甲烷重整反应分成还原和氧化两个反应,载氧体在这个过程中不断地被氧化还原,形成链式循环反应,实现了合成气或氢气的连续生产。相比传统重整反应而言,CLRM反应无须高成本的空分装置即可得到高纯度的产物。CLRM反应研究的关键在于载氧体的设计与选择,本文总结了近年来金属基载氧体(Ni、Fe、Cu、Co、Mn、Ce基)、复合型载氧体(包括钙钛矿和六铝酸盐)的最新研究进展,重点讨论了这些载氧体的组成、结构对反应性能的影响以及材料的设计与优化策略。进一步地,对载氧体的合成方法也做了总结和论述。此外,在甲烷化学链重整的工业化方面,探讨了反应器工艺流程设计的相关内容并提出了潜在问题。最后,对CLRM反应载氧体的研究现状提出了一些存在的挑战和未来的展望。

关键词：甲烷化学链重整载氧体合成气氢气

螺[4,5]-癸烷和螺[5,6]-十二烷燃料热解机理及反应动力学研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第7期52卷 1020-1034页

作者：王鸿燕孙欣悦周雨柔刘国柱王宇桐曹景沛中国矿业大学江苏省碳资源精细化利用工程研究中心江苏徐州221116 天津大学化学工学院教育部绿色化学技术重点实验室天津300072 沈阳化工大学化工学院辽宁沈阳110142

采用B3LYP/6-311++G(d,p)和反应性分子动力学方法,对螺[4,5]-癸烷(C_(10)H_(18))和螺[5,6]-十二烷(C_(12)H_(22))的热解机理进行研究,揭示不同碳环结构和尺寸效应对燃料初始分解反应活性及小分子和芳烃产物生成行为的影响。结果表明,两... 详细信息

采用B3LYP/6-311++G(d,p)和反应性分子动力学方法,对螺[4,5]-癸烷(C_(10)H_(18))和螺[5,6]-十二烷(C_(12)H_(22))的热解机理进行研究,揭示不同碳环结构和尺寸效应对燃料初始分解反应活性及小分子和芳烃产物生成行为的影响。结果表明,两种螺环烷烃燃料初始分解路径相似,均通过单分子碳碳键解离发生开环异构反应和小分子自由基进攻燃料母体的氢提取反应而消耗。相较于C_(10)H_(18),C_(12)H_(22)中分子张力更大的七元环使速控步碳碳键及碳氢键能更低,导致燃料呈现出更低的初始分解温度和更高的反应活性。两种螺环燃料初始分解产生的自由基进一步影响了C1−C7小分子烃类和环烯产物的生成。其中,乙烯的生成始终占据主导地位。由于螺环尺寸效应的影响,链烃和环烯烃的生成表现出明显的结构差异性。对于C_(10)H_(18)分解而言,生成大量的五元环烯产物,包括环戊二烯、环戊烯、富烯、甲基环戊二烯和甲基环戊烯;而C_(12)H_(22)中更大的七元环结构,将生成对应的七元环烯产物(环庚烯、亚甲基环庚烷)。

关键词：螺环烷烃高密度燃料热解机理反应动力学密度泛函理论

鄂尔多斯褐煤显微组分结构与其热解特性间的关系

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化工进展 2024年第5期43卷 2370-2385页

作者：吴琪白柏杨尹永杰马晓迅西北大学化工学院碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710127 陕西煤基特种燃料研究院有限公司陕西西安710069

采用浮沉分离法将鄂尔多斯褐煤分离成富镜质组(EL-V)和富惰质组(EL-I),通过工业分析、元素分析、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体核磁(13C NMR)分析了原煤及显微组分的结构和组成。采用粉-粒流化床和TG-FTIR装置分... 详细信息

采用浮沉分离法将鄂尔多斯褐煤分离成富镜质组(EL-V)和富惰质组(EL-I),通过工业分析、元素分析、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体核磁(13C NMR)分析了原煤及显微组分的结构和组成。采用粉-粒流化床和TG-FTIR装置分别考察了原煤及显微组分的热解特性和气态挥发物的逸出规律,进一步构建原煤及显微组分的大分子结构模型,并进行了量子化学计算,认识了化学键的断裂规律。结果表明,富镜质组的挥发分含量较高,含有丰富的烷基侧链,热失重速率最大,表明镜质组的热解反应性较强。与原煤和惰质组相比,富镜质组热解气体含量和焦油含量较高,且热解焦油含有较多的脂肪烃和轻质芳烃(TXE)。富惰质组的H/C比较低,含氧量和芳环缩合程度较高,所得热解焦油中多环芳烃和酚类物质含量较高。此外,通过TG-FTIR重点分析了CO_(2)、CO、CH_(4)、脂肪烃和芳烃的析出行为。根据煤样大分子结构中化学键的断裂和气态挥发物的逸出规律,提出了煤热解过程中可能进行的反应路线。

关键词：煤热解流化床显微组分计算机模拟

Mo掺杂改性NiC/Al-MCM-41的芘催化加氢性能

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化工进展 2024年第5期43卷 2386-2395页

作者：桂鑫陈汇勇白柏杨贾永梁马晓迅西北大学化工学院碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710127 陕西煤基特种燃料研究院有限公司陕西西安710069

通过水热合成法分别制备了负载型NiC/Al-MCM-41和NiMoC/Al-MCM-41催化剂,并将其应用于芘加氢反应。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2物理吸附、NH3... 详细信息

通过水热合成法分别制备了负载型NiC/Al-MCM-41和NiMoC/Al-MCM-41催化剂,并将其应用于芘加氢反应。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2物理吸附、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和热重(TG)对催化剂进行表征,并通过间歇高压反应釜对催化剂的芘加氢活性进行评价。探究Mo掺杂改性对NiC/Al-MCM-41催化剂物理-化学结构及加氢反应活性的影响,揭示催化剂物理和化学性质与加氢活性之间的构效关系。结果表明,在反应温度为340℃、H_(2)压力为6MPa、连续反应2h时,NiMoC/Al-MCM-41催化剂表现出最佳的加氢活性,且具有一定的再生性能。相较于NiC/Al-MCM-41催化剂,Mo掺杂改性使得芘加氢转化率和深度加氢选择性分别从65.2%和58.9%提升至90.8%和76.2%,有效地提高了催化剂的加氢反应性能。但由于积炭堵塞催化剂孔道,阻碍了芘分子在催化剂孔道内的扩散转递,导致NiMoC/Al-MCM-41催化剂的稳定性较差,后续应进一步提高催化剂的抗积炭性能。

关键词：多环芳烃芘加氢催化剂 Mo掺杂

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五指毛桃水提液制备泡腾片工艺优化

食品工业科技 2024年第8期45卷 200-207页

作者：杨琳江蓉倩张杭颖李树玉武马璐张君诚三明学院资源与化工学院药用植物开发利用福建省高校工程研究中心福建三明365000

为研究五指毛桃泡腾片制备工艺,以水为溶剂,超声辅助提取五指毛桃中活性成分,采用高效液相色谱质谱联用技术(HPLC-MS/MS)测定提取物种类,通过单因素实验和正交试验优化五指毛桃泡腾片配方。结果表明,五指毛桃水提液检测到433种物质,种... 详细信息

为研究五指毛桃泡腾片制备工艺,以水为溶剂,超声辅助提取五指毛桃中活性成分,采用高效液相色谱质谱联用技术(HPLC-MS/MS)测定提取物种类,通过单因素实验和正交试验优化五指毛桃泡腾片配方。结果表明,五指毛桃水提液检测到433种物质,种类最多的三种物质分别是羧酸及其衍生物(103种)、脂肪酰基(45种)和苯及其取代衍生物(36种)。主要活性成分糖类23种(含量6.71%),黄酮9种(含量0.22%),酚类16种(含量1.65%),香豆素类化合物5种(含量0.51‰),苯丙素类9种。五指毛桃泡腾片最佳制备工艺条件为:25%五指毛桃水提液干粉,50%崩解剂(柠檬酸与碳酸氢钠质量比为1:1.5),20%甘露醇,5%PEG-6000。此工艺条件下制得的五指毛桃泡腾片溶液呈棕黄色,且澄清透明,口感酸甜适口,对DPPH自由基的清除率IC50为1.65 mg/mL。五指毛桃水提液制备泡腾片含有丰富的活性成分且具备抗氧化活性。

关键词：五指毛桃水提液活性成分泡腾片制备工艺