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Zn含量对Zn/ZSM-5催化剂表面Zn物种结构及催化性能的影响

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燃料化学学报（中英文） 2024年第6期52卷 800-808页

作者：耿蕊刘亚聪牛宪军董梅樊卫斌秦张峰王建国晋中学院化学化工系山西晋中030619 中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室山西太原030001 中国科学院大学北京100049

HZSM-5(Si/Al=30)为载体,用等体积浸渍法合成了系列不同Zn负载量的双功能Zn/ZSM-5催化剂,考察了Zn负载量在乙烯芳构化过程中的催化性能。用X射线粉末衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附和吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)方法考察了催化剂的结构和酸性... 详细信息

HZSM-5(Si/Al=30)为载体,用等体积浸渍法合成了系列不同Zn负载量的双功能Zn/ZSM-5催化剂,考察了Zn负载量在乙烯芳构化过程中的催化性能。用X射线粉末衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附和吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)方法考察了催化剂的结构和酸性,用电感耦合等离子发射光谱(ICP)、紫外可见光谱(UV-vis DRS)、X射线吸收精细结构(XAFS)技术解析了Zn物种的结构及其流失行为。结果表明,Zn含量对其在HZSM-5上的存在状态及催化乙烯芳构化反应性能均有明显的影响,具有较多活性六配位ZnOH+物种的1.5%-Zn(IM)/Z5催化剂表现出较高的芳烃选择性和催化剂稳定性,且表现出较低的Zn流失速率。

关键词： Zn/ZSM-5 等体积浸渍 Zn负载量 Zn物种乙烯芳构化

改性煤气化细渣精选炭吸附废水中苯酚性能研究

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煤炭转化 2024年

作者：雷云裕刘哲语烟台职业学院食品与生化工程系中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室

煤气化细渣是一种产量大且含碳量高的固体废弃物。用煤气化细渣中残炭制备的多孔吸附剂处理废水中的苯酚可达到以废治废的目的。先后通过氨水浸渍和微波辐照相结合的手段对精选炭进行改性以增强其对苯酚吸附能力，采用Box-Behnken响应... 详细信息

煤气化细渣是一种产量大且含碳量高的固体废弃物。用煤气化细渣中残炭制备的多孔吸附剂处理废水中的苯酚可达到以废治废的目的。先后通过氨水浸渍和微波辐照相结合的手段对精选炭进行改性以增强其对苯酚吸附能力，采用Box-Behnken响应曲面法设计改性实验，选定浸渍时间、氨水浓度及用量、精选炭投放量、微波辐照时间及功率等作为设计变量，以苯酚去除率为响应值，通过方差分析及响应面分析研究了模型的可靠性及各变量之间的交互影响关系。经过响应面模型预测及验证后得到了氨水浸渍和微波辐照改性的最佳工艺条件为氨水浓度25%、浸渍时间660 min、氨水用量153 mL、微波辐照时间6 min、辐照功率550W、精选炭投放量2.9 g。在此条件下得到的改性精选炭苯酚去除率达到了92.31%，实验值与预测值基本一致。对改性精选炭进行分析表征及吸附评价发现，改性后的精选炭酸性官能团（羧基、内酯基、羟基）含量和平均孔径分别下降了84%和47%，但碱性官能团、总孔容和比表面积分别提高了86%，43%和108%。

关键词：气化细渣精选炭氨水苯酚改性

加压流化床Co-Ca催化煤焦加氢气化反应动力学

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洁净煤技术 2024年第5期30卷 128-135页

作者：刘佳敏顾素敏张荣李伟伟曲旋中北大学化学与化工学院山西太原030051 中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室山西太原030001

煤催化加氢气化是极具发展潜力的煤制天然气技术,包括煤催化加氢热解和煤焦催化加氢气化2个步骤,其中煤焦催化加氢气化的反应速率远小于煤催化加氢热解的反应速率,是整个气化过程的速率控制步骤,因此建立适宜的煤焦催化加氢气化反应动... 详细信息

煤催化加氢气化是极具发展潜力的煤制天然气技术,包括煤催化加氢热解和煤焦催化加氢气化2个步骤,其中煤焦催化加氢气化的反应速率远小于煤催化加氢热解的反应速率,是整个气化过程的速率控制步骤,因此建立适宜的煤焦催化加氢气化反应动力学对该技术的应用具有重要的意义。在小型加压流化床中,研究了Co-Ca催化煤焦加氢气化过程中煤焦颗粒密度和孔隙结构随碳转化率的变化规律,发现随反应进行煤焦颗粒密度减小,孔隙总比表面积与反应速率线性相关,表明Co-Ca催化煤焦加氢气化反应符合随机孔模型的特征。通过调控反应温度、氢分压和Co负载量,获得了煤焦中碳转化率的变化规律。结果表明:650~850℃反应仍处于动力学控制阶段;反应温度超过750℃后,反应速率显著提升,进一步提升温度至850℃时,碳转化率由650℃时的16.32%增至95.32%。随氢分压升高,碳转化率增大,氢气分压由0.6 MPa增至2.5 MPa时,碳转化率由19.49%提高至94.11%。随Co催化剂负载量由1%提高至3%,碳转化率持续提升,继续增加Co负载量至5%,碳转化率变化较小。采用扩展随机孔模型,引入经验参数c和p对试验数据进行分析,得到煤焦催化加氢气化反应的活化能为122.7 kJ/mol,反应级数为1.54。模型预测的反应速率值与试验值之间的平均偏差为4.81%。

关键词：煤焦催化加氢气化加压流化床反应动力学随机孔模型

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工业固废CO_(2)矿化协同减污降碳关键技术进展

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洁净煤技术 2024年第7期30卷 1-12页

作者：李磊潘鑫刘鲁豫中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室山西太原030001 中国科学院大学北京101408

针对工业过程CO_(2)和固废排放的问题,减污降碳刻不容缓。CO_(2)矿化技术在封存CO_(2)的同时固废得到资源化利用,受到广泛关注。论述了不同工业固废作为CO_(2)矿化原料的利用情况,对比分析了不同矿化工艺优缺点及CO_(2)矿化机理,总结了... 详细信息

针对工业过程CO_(2)和固废排放的问题,减污降碳刻不容缓。CO_(2)矿化技术在封存CO_(2)的同时固废得到资源化利用,受到广泛关注。论述了不同工业固废作为CO_(2)矿化原料的利用情况,对比分析了不同矿化工艺优缺点及CO_(2)矿化机理,总结了不同CO_(2)矿化工艺研究现状和工业化应用情况。研究发现,目前针对固废CO_(2)矿化缺乏机制性解释,无法有效控制金属离子的浸取过程和矿化过程中气液固传质的效率,同时矿化形成的碳酸盐产品存在粒径大、易团聚、功能单一等问题。未来需进一步研究浸渍过程中表面溶剂扩散等控制浸取速率和程度的机制;深入研究碳酸盐成核结晶动力学机制及碳酸盐晶体形貌、粒度调控方法;构建煤基固废浸取、矿化溶质气-液-固传输模型,进行工艺参数优化和过程强化并确定放大规律;进一步加强CO_(2)矿化利用技术全生命周期和经济评价;最后,需加大CO_(2)矿化利用技术的中试、示范技术集成和成套工艺建设,为规模化减污降碳技术的工业化发展奠定技术支撑。

关键词： CO_(2)捕集工业固废 CO_(2)矿化吸收-矿化一体化减污降碳

Cu-La-Al尖晶石催化剂的甲醇水蒸气重整制氢反应性能研究

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洁净煤技术 2024年

作者：武文杰冯阳王俊刚陈从标马中义郗宏娟侯博杨晓峰中北大学化学与化工学院中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室

在甲醇水蒸气重整制氢(MSR)反应中，Cu-Al尖晶石催化剂因具有低成本和高选择性的特点，使其成为该反应的理想催化剂，但其催化性能还有待进一步提高。本文采取共沉淀法、溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Cu-Al尖晶石催化剂，并将其用于MSR反... 详细信息

在甲醇水蒸气重整制氢(MSR)反应中，Cu-Al尖晶石催化剂因具有低成本和高选择性的特点，使其成为该反应的理想催化剂，但其催化性能还有待进一步提高。本文采取共沉淀法、溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Cu-Al尖晶石催化剂，并将其用于MSR反应中。结果表明，共沉淀法制备的Cu-Al尖晶石催化剂在MSR反应中表现出优异的性能，这是由于其比表面积最大，有利于活性位点的暴露。在此基础上，用不同含量的稀土元素La对共沉淀法制备的Cu-Al尖晶石催化剂进行了改性。结果表明，稀土元素La的引入不仅能进一步提升催化剂的比表面积，还会导致Cu-Al尖晶石微观结构发生变化。由于部分La进入尖晶石结构中，从而改变了Cu-Al尖晶石阳离子的分布情况，并使晶粒尺寸减小。因此，添加适量的稀土元素La可以提升Cu-Al尖晶石的MSR反应性能，而过量的La会导致催化剂表面形成LaAlO3，从而降低催化剂的活性。

关键词：共沉淀法 Cu-La-Al尖晶石甲醇水蒸气重整制氢制氢催化剂

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Matlab软件在教学实验中的应用

集成电路应用 2024年第6期41卷 244-245页

作者：朱青春大同煤炭职业技术学院山西037003

阐述Matlab在数值计算、数据分析、图形可视化和模拟仿真等方面的应用策略,探讨Matlab在创新性实验设计、科技竞赛项目开发、校企合作项目创新实践中的应用前景。

关键词：教学软件模拟分析数值计算 Matlab

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生物质灰对煤焦气化反应的影响

洁净煤技术 2024年第2期30卷 72-83页

作者：丁亮张旭魏佳乐李文远李伟鹏王志青房倚天西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室山西太原030001

生物质灰富含碱金属及碱土金属(AAEM),可作为天然催化剂应用于煤催化气化。生物质灰对煤焦气化反应促进作用也是生物质与煤共气化协同作用的本质原因。然而,生物质灰中AAEM在煤气化过程中会失活,失去部分催化作用。通过固定床热解及气... 详细信息

生物质灰富含碱金属及碱土金属(AAEM),可作为天然催化剂应用于煤催化气化。生物质灰对煤焦气化反应促进作用也是生物质与煤共气化协同作用的本质原因。然而,生物质灰中AAEM在煤气化过程中会失活,失去部分催化作用。通过固定床热解及气化试验,结合XRD、Raman、XRF及BET等手段,分析了生物质灰种类、添加量、气化温度等因素对煤焦气化反应的影响。结果表明,生物质灰对煤焦气化反应催化作用与AAEM含量及存在形态相关。煤焦气化反应速率随小麦秸秆灰添加量增大而增大,小麦秸秆灰添加量达40%时,煤焦气化反应速率变化趋于平缓。气化反应前期,小麦秸秆灰对煤焦气化反应存在抑制作用;随转化率升高,在相同转化率下,温度越高,小麦秸秆灰催化作用越弱。为抑制小麦秸秆灰中K的失活,以蛋壳作为添加剂,探究了小麦秸秆灰与蛋壳的混灰对煤焦气化反应的影响。结果表明,25%小麦秸秆灰与5%蛋壳的混灰,可进一步增强小麦秸秆灰对煤焦气化反应催化作用。添加小麦秸秆灰使煤焦在气化过程中比表面积增大,孔隙结构丰富,石墨化程度减弱,无定形碳含量增加,气化反应活化能降低,气化反应速率增大。煤焦及添加小麦秸秆灰煤焦气化反应采用随机孔模型模拟效果最好。研究结果为生物质灰在煤催化气化中的应用提供参考。

关键词：生物质灰煤催化气化碱金属失活钙基添加剂气化反应动力学

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河曲民歌山曲艺术特点浅析

黄河之声 2024年第14期 20-23页

作者：雷慧君大同煤炭职业技术学院

中华民族源远流长的音乐文化,孕育了无数闪耀的民间音乐瑰宝。作为中国民歌的重要组成部分,河曲民歌山曲就如一颗光彩夺目的明珠,熠熠生辉。它源于黄河中下游山西地区这片富饶而纵横交错的土地,孕育于劳作民歌的滚滚长河,饱含着人民群... 详细信息

中华民族源远流长的音乐文化,孕育了无数闪耀的民间音乐瑰宝。作为中国民歌的重要组成部分,河曲民歌山曲就如一颗光彩夺目的明珠,熠熠生辉。它源于黄河中下游山西地区这片富饶而纵横交错的土地,孕育于劳作民歌的滚滚长河,饱含着人民群众最质朴纯真的审美情趣。山区在音乐旋律和语言文字等方面,均展现出独特的艺术魅力,成为中华民族音乐瑰宝的经典代表。其音乐旋律朴实质朴、富有民族风格,语言文字贴近生活、融入自然,充分体现了黄土高原这片热土所孕育的乡村音韵的独特风采。

关键词：河曲民歌山曲音乐形态艺术特征,传承

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“双碳”背景下现代煤化工发展路径

清洗世界 2024年第10期 53-55页

作者：张洁大同煤炭职业技术学院

在“双碳”目标背景下，煤炭清洁高效利用是保障国家能源安全的重要支撑，而现代煤化工则是实现煤炭清洁高效利用的重要途径。随着技术的不断进步和成本下降，我国现代煤化工产业快速发展，已经成为国家重要的战略性新兴产业和传统产业... 详细信息

在“双碳”目标背景下，煤炭清洁高效利用是保障国家能源安全的重要支撑，而现代煤化工则是实现煤炭清洁高效利用的重要途径。随着技术的不断进步和成本下降，我国现代煤化工产业快速发展，已经成为国家重要的战略性新兴产业和传统产业转型升级的重要方向。在“十四五”期间，随着《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》等政策文件相继发布，我国现代煤化工产业将进入高质量发展新阶段，加快推进现代煤化工高质量发展已成为我国能源领域一项重大战略任务。

关键词： “双碳” 煤化工产业发展路径