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纳米CeO的制备及其在CO合成聚碳酸酯中的活性

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无机材料学报 2024年

作者：马俊杰杨钰莹高名扬齐冰杰吴玉龙黄雪莉黄河新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室清华大学核能与新能源技术研究院

CO2和二醇直接聚合制备碳酸酯是一种绿色高效的CO2应用途径，CeO2在该反应体系中表现出良好的催化性能。本研究以NaOH为沉淀剂，采用水热法制备纳米CeO2催化剂，探究了焙烧温度（500、600、700 ℃）和不同类型表面活性剂（阳离子、阴离... 详细信息

CO2和二醇直接聚合制备碳酸酯是一种绿色高效的CO2应用途径，CeO2在该反应体系中表现出良好的催化性能。本研究以NaOH为沉淀剂，采用水热法制备纳米CeO2催化剂，探究了焙烧温度（500、600、700 ℃）和不同类型表面活性剂（阳离子、阴离子和非离子型）对CeO2的结构和性质的影响规律。当焙烧温度为600 ℃时，CeO2结晶度良好且缺陷位点数量高于其他焙烧温度。各类表面活性剂（阳离子、阴离子和非离子型）能有效提高CeO2表面氧空位浓度，25 ℃下的CO2吸收量最高可达0.532 mmol/g。基于以上研究，将合成的一系列CeO2催化剂应用于CO2和二醇一步法合成聚碳酸酯的反应中，可有效提高反应体系的转化率和选择性。结果表明，不同焙烧温度和表面活性剂类型制备的CeO2的催化活性存在显著差异。以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为表面活性剂，在600 ℃下焙烧得到的CeO2显示出最高的催化活性和选择性(1，6-己二醇转化率：91.0%，聚（6-羟基己基）碳酸酯选择性：76.6%)。CeO2优异的催化活性以及高产率主要归因于其良好的结构、丰富的缺陷位点和高CO2吸收能力。

关键词：纳米CeO 缺陷位点表面活性剂 CO 转化二醇聚碳酸酯

聚丙烯/改性二氧化钛纳米复合纤维的制备及其在煤化工废水处理中的应用

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高分子材料科学与工程 2024年

作者：邵腾飞李洋甄卫军周玉生马春梅孙朋涛葛庆徐建波陈步宁省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室石油天然气精细化工教育部重点实验室新疆大学化工学院新疆宣力环保能源股份有限公司

本文以二氧化钛为原料制备了改性二氧化钛(m@TiO2)，然后以其为助剂通过熔喷非织造技术制备了聚丙烯/m@TiO2纳米复合纤维膜，通过正交实验确定了其最优制备工艺条件为，热风温度为295 ℃、热风压力为400 kPa、料筒压力为400 kPa。对聚丙... 详细信息

本文以二氧化钛为原料制备了改性二氧化钛(m@TiO2)，然后以其为助剂通过熔喷非织造技术制备了聚丙烯/m@TiO2纳米复合纤维膜，通过正交实验确定了其最优制备工艺条件为，热风温度为295 ℃、热风压力为400 kPa、料筒压力为400 kPa。对聚丙烯/m@TiO2纳米复合纤维膜的结构和热性能进行了表征，并研究了其在煤化工废水的应用性能。结果表明，PP5纳米复合纤维膜的结晶度为37.6%，孔隙率为96.3%，纤维平均直径为3.8 μm，且具有较高的热稳定性。在pH=3、温度为45 ℃、吸附时间50 min时，PP1与PP5对煤化工废水吸附处理降低化学需氧量（COD）值。结果表明，PP5对COD的去除率达到了20.1%，远高于PP1（COD的去除率11.1%）。25 ℃下经过光催化降解后，PP5对COD的去除率达到82.5%，表明PP5具有优异的光催化降解煤化工废水中有机物的性能并且PP5对煤化工废水中有机物的光降解反应符合一级动力学模型。聚丙烯/m@TiO2纳米复合纤维膜在降低煤化工废水中的COD表现出良好的应用前景。

关键词：聚丙烯改性二氧化钛熔喷非织造纳米复合纤维煤化工废水

重质油高温快速热解自动反应网络的动力学建模

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化工学报 2024年第7期75卷 2644-2655页

作者：姚宏哲黄飞宇杨松钟梅代正华新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆乌鲁木齐830017 华东理工大学资源与环境工程学院上海市煤气化工程技术研究中心上海200237

重质油高温快速热解过程模型对提高产品收率、附加值及降低能耗具有重要意义。利用自动反应网络生成器RMG(reaction mechanism generator)构建重质油高温快速热解的机理模型。选择了分步构建方法,最终合并的模型包含230种物质和1468个... 详细信息

重质油高温快速热解过程模型对提高产品收率、附加值及降低能耗具有重要意义。利用自动反应网络生成器RMG(reaction mechanism generator)构建重质油高温快速热解的机理模型。选择了分步构建方法,最终合并的模型包含230种物质和1468个反应。采用高频炉对二十烷、十氢萘、乙苯和不同质量比例混合物(二十烷、乙苯和十氢萘)进行快速热解实验验证,结果表明:机理模型可准确模拟出重质油高温快速热解主要气体产物生成结果,当重质油中链烷烃含量较多时和芳烃含量较多时,分别控制温度在1300℃左右和800℃左右有利于乙烯的生产。

关键词：重质油高温快速热解自动反应网络生成器高频炉

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电发酵技术强化有机废物资源化的原理及应用

化学进展 2024年第8期36卷 1200-1216页

作者：孙笑言阴亚楠陈辉赵雷王诚王建龙清华大学核能与新能源技术研究院武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

有机废物产量的不断提升为废物处理处置带来难题。由于富含多糖、蛋白质和矿物质等营养物质，有机废物的生物资源化备受关注。目前，传统厌氧发酵技术处理有机废物存在发酵周期长、产物产量低、产物选择性差和有机废物降解率低等问题。... 详细信息

有机废物产量的不断提升为废物处理处置带来难题。由于富含多糖、蛋白质和矿物质等营养物质，有机废物的生物资源化备受关注。目前，传统厌氧发酵技术处理有机废物存在发酵周期长、产物产量低、产物选择性差和有机废物降解率低等问题。将生物电化学系统应用到传统厌氧发酵技术中形成的电发酵技术可以通过电化学手段调控微生物反应的氧化还原平衡，克服传统发酵的热力学局限性，强化微生物电子传递，促进有机废物的降解和资源化产物的生成，实现有机废物的高效资源化。本文系统梳理了电发酵技术促进有机废物资源化的基本原理，综述了电极材料、微生物、反应器结构以及提升系统运行的方法，介绍了电发酵技术强化有机废物资源化产物（包括甲烷、氢气、醇、短链脂肪酸、中链脂肪酸、聚羟基丁酸酯、聚羟基烷酸脂等）生成的研究现状，并总结和展望了电发酵技术在有机废物资源化应用中的发展前景和面临的挑战。

关键词：电发酵技术有机废物电极材料电活性微生物电发酵产物胞外电子传递高值化学品

分子筛负载Pt催化剂酸性位点调控及对蒽深度加氢性能的影响

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化工进展 2024年第4期43卷 1832-1839页

作者：刘雨蓉王兴宝李文英太原理工大学化学工程与技术学院省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024

对煤焦油中稠环芳烃深度加氢是制备煤基高能量密度燃料的有效方法。为解决稠环芳烃特有的电子结构和位阻效应影响其加氢饱和程度以及提高催化剂的酸性和反应条件会导致裂解产物的增加、全氢产物的选择性下降问题,本文使用Al-SBA15与USY... 详细信息

对煤焦油中稠环芳烃深度加氢是制备煤基高能量密度燃料的有效方法。为解决稠环芳烃特有的电子结构和位阻效应影响其加氢饱和程度以及提高催化剂的酸性和反应条件会导致裂解产物的增加、全氢产物的选择性下降问题,本文使用Al-SBA15与USY分子筛,通过水热合成方法制备酸性适中的复合介-微孔载体,通过等体积浸渍法将贵金属Pt负载在复合酸性载体上,经蒽饱和加氢探针反应研究发现,当总酸量为144.4μmol/g时,全氢蒽的选择性达到99%。通过电镜分析表征发现水热复合后Pt/Al-SBA15+USY催化剂形貌呈棒状,其内部为USY,外部为Al-SBA15,此时Pt/Al-SBA15+USY保持各自原有的孔径,分别为9.6nm和0.8nm左右。Pt纳米颗粒有较高的分散性,最优尺寸为3.03nm。对比分析显示,Al-SBA15与USY分子筛水热合成制备的复合载体,其酸量较二者机械混合后的分子筛载体酸量有所降低,从而导致饱和加氢反应能力提升。

关键词：催化剂载体复合材料加氢

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“新疆大学建校100周年校庆”特刊序言

洁净煤技术 2024年第6期 3-4页

作者：魏博黄雪莉代正华钟梅新疆大学新疆大学新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆大学“煤的灰化学理论基础与应用”天山创新团队新疆新业集团-新疆大学联合研究院新疆大学化工学院新疆大学省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆现代煤化工产业技术创新战略联盟新疆石油和化学工业协会

1924年,时任新疆都督杨增新以为新疆造就外交人才及各县法界人才为培养目标,组建成立了“新疆俄文法政专门学校”,开创新疆高等教育的历史先河,是新疆历史上第一所高等学校,是新疆大学的历史起点。其后,历经多次更名,包括新疆俄文法政...

1924年,时任新疆都督杨增新以为新疆造就外交人才及各县法界人才为培养目标,组建成立了“新疆俄文法政专门学校”,开创新疆高等教育的历史先河,是新疆历史上第一所高等学校,是新疆大学的历史起点。其后,历经多次更名,包括新疆俄文法政学院、新疆学院、新疆民族学院,直至1960年10月1日,在新疆学院的基础上正式成立了新疆大学。

关键词：

棉秆掺烧对燃煤锅炉燃烧特性影响的数值模拟研究

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锅炉技术 2024年第2期55卷 1-6页

作者：刘宁魏博王珊刘坤朋王建江程泽宁新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆乌鲁木齐830017 新疆天池能源有限责任公司准东能源研究院新疆昌吉831100

以某热电公司330 MW锅炉为研究对象,基于Fluent数值模拟软件对煤粉与棉秆混燃特性进行研究。以其结构参数与运行参数为依据,研究纯煤工况以及生物质不同掺烧比例、不同掺烧方式的6种工况。通过分析各个工况时炉膛的速度场、温度场、烟... 详细信息

以某热电公司330 MW锅炉为研究对象,基于Fluent数值模拟软件对煤粉与棉秆混燃特性进行研究。以其结构参数与运行参数为依据,研究纯煤工况以及生物质不同掺烧比例、不同掺烧方式的6种工况。通过分析各个工况时炉膛的速度场、温度场、烟气组分及污染物NO的变化趋势,确定出最佳燃烧方式以提高燃煤效率,减少NO污染物排放。结果显示:相比于纯煤燃烧,掺烧棉秆后炉内主燃区温度降低,炉膛出口O_(2)含量减少,NO排放量随掺烧比例增大而减小。在掺烧方式的比较中,只在D层喷入棉秆有利于减少NO排放,其NO排放率较混合燃烧工况降低了15.2%。

关键词：掺烧方式棉秆燃烧特性数值模拟

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淖毛湖煤和棉秆共热解协同效应分析

洁净煤技术 2024年第6期30卷 85-94页

作者：胡孟启罗杰刘洋钟梅代正华靳立军亚力昆江·吐尔逊李建新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017 新疆大学化工学院新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室煤化工研究所辽宁大连116024

煤和生物质共热解过程中,填料方式会显著影响挥发分之间相互作用及产物分布。分析分隔放置(Case 1)、机械混合(Case 2)、煤在棉秆上层(Case 3)和煤在棉秆下层(Case 4)4种填料方式下淖毛湖煤(NMH)和棉秆(CS)共热解产物的分布、组成及性质... 详细信息

煤和生物质共热解过程中,填料方式会显著影响挥发分之间相互作用及产物分布。分析分隔放置(Case 1)、机械混合(Case 2)、煤在棉秆上层(Case 3)和煤在棉秆下层(Case 4)4种填料方式下淖毛湖煤(NMH)和棉秆(CS)共热解产物的分布、组成及性质,并结合分形理论研究共热解半焦的孔隙特征,探究共热解协同效应。结果表明,NMH和CS协同作用因填料方式不同而变化,填料方式对共热解产物分布及性质影响大。用Case 4方式时,共热解焦油产率最高,为15.94%,较理论计算值增加3.89%,正协同效应最显著。此时,CS热解产生的富氢组分及时与NMH热解挥发物发生交互作用,导致H_(2)、CH_(4)和C_(2)~C_(4)产量较理论值降低,共热解焦油产率增加。不同填料方式对共热解焦油中轻油馏分均产生负协同作用。含氧化合物相对含量减少可能是因为共热解过程促进脱氧反应(如脱羧和脱羰基化等),进一步生成脂肪烃,减少含氧官能团发生交联反应;在共热解中,·H自由基与活性含氧基团产生正协同作用,促使焦油中O、N、S原子向固体或气体产物转移。由半焦分形结果可知半焦分形维数D_(1)和D_(2)均在2~3间,说明半焦粗糙度和孔结构均满足分形结构基本特征。对于Case 3和Case 4方式,位于下层样品半焦的表面更粗糙。用Case 3方式所得CS-C孔隙更小;而Case 4方式所得NMH-C孔隙更不均匀,孔结构更复杂。

关键词：低阶煤棉秆填料方式共热解协同效应

CaCl_(2)复合热化学储热材料的研究进展

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化工进展 2024年第8期43卷 4506-4515页

作者：孙忻茹张秋怡卓建坤杨润姚强新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830046 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

水合盐热化学储热技术具有储热密度高、长期储存热损失小等优点,有望解决太阳能供给与能源需求间不平衡的问题。CaCl_(2)具有快速水合反应动力学、高储热密度、低成本、原料广泛的优势。然而,纯水合盐存在膨胀结块、热导率低、稳定性差... 详细信息

水合盐热化学储热技术具有储热密度高、长期储存热损失小等优点,有望解决太阳能供给与能源需求间不平衡的问题。CaCl_(2)具有快速水合反应动力学、高储热密度、低成本、原料广泛的优势。然而,纯水合盐存在膨胀结块、热导率低、稳定性差等问题。目前,研究者主要通过高热导率的多孔基质担载使水合盐均匀分散,实现稳定性的提升,并通过微纳米孔增加气体扩散通道,加快反应速率。本文分析了CaCl_(2)复合热化学储热材料性能的主要影响因素,分别从储/放热机理分析、性能评价指标、复合材料物性的调控三方面展开。研究发现,多孔基质的孔隙特性、CaCl_(2)的担载量是影响复合材料储热密度的主要影响因素,介孔结构的多孔基质更适宜作为水合盐热化学反应的载体。同时,加入镁基盐类形成二元盐复合材料是另一种有效的物性调控方法,其中,MgCl2能有效提高CaCl_(2)的循环稳定性,在50次循环测试后仍保持良好性能。最后,指出了未来研究的重要技术方向,即开发以介孔结构为主的多孔基质,包括提高多孔基质的孔道开放度和稳定性、探索构建新的二元盐复合材料以及储热系统与储热材料的匹配等。

关键词：热化学储热氯化钙复合材料多孔基质储热性能