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径向分层对随机堆积固定床内气体流动特性的影响研究

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新疆大学学报（自然科学版）（中英文） 2022年第5期39卷 567-572页

作者：张亚新海东新疆大学化工学院新疆乌鲁木齐830017 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乌鲁木齐830017

为了更好地探究径向分层对随机堆积固定床内气体流动特性的影响,采用离散元计算流体力学耦合方法(DEMCFD)对径向双层随机堆积床内的流场进行数值模拟,分别建立常规床层、径向25%分层、径向50%分层及径向75%分层床层模型,分析床层径向空... 详细信息

为了更好地探究径向分层对随机堆积固定床内气体流动特性的影响,采用离散元计算流体力学耦合方法(DEMCFD)对径向双层随机堆积床内的流场进行数值模拟,分别建立常规床层、径向25%分层、径向50%分层及径向75%分层床层模型,分析床层径向空隙率、压降和速度场的变化.模拟结果表明:在床层中施加径向分层装置,使得两侧床层内颗粒堆积空间再分配,颗粒堆积总数减少,床层整体空隙率增大,床层流动阻力降低,压降减小,径向空隙率在径向分层处回归峰值,极大改善床层内部流动;其中径向50%分层床内颗粒堆积数分别较常规床层及25%、75%分层床层减少了5.4%、3.5%、1.5%,床层整体空隙率分别增大了5.2%、3.3%、2.4%,床层压降分别降低了14.1%、10%、7.75%,在筒体壁面处的床层速度分别减少了5.4%、3.5%、1.5%.

关键词：固定床径向分层随机堆积离散元法计算流体力学

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逆水煤气变换反应研究进展

化工进展 2023年第3期42卷 1583-1594页

作者：王晓月张伟敏姚正阳郭晓宏李聪明太原理工大学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

逆水煤气变换(RWGS)反应是将二氧化碳(CO_(2))加氢转化为甲醇、低碳烯烃、芳烃以及汽油等高附加值化学品和燃料的关键步骤,对于实现CO_(2)资源化利用具有重要意义。本文综述了近年来RWGS反应的研究进展,包括RWGS反应热力学分析、催化机... 详细信息

逆水煤气变换(RWGS)反应是将二氧化碳(CO_(2))加氢转化为甲醇、低碳烯烃、芳烃以及汽油等高附加值化学品和燃料的关键步骤,对于实现CO_(2)资源化利用具有重要意义。本文综述了近年来RWGS反应的研究进展,包括RWGS反应热力学分析、催化机理、可选择的催化剂种类以及提升催化剂性能策略等方面。文章从热力学角度分析,RWGS反应在高温下有利,而低温下存在甲烷化竞争反应。RWGS反应机理主要包括氧化还原机理以及缔合机理,其中缔合机理包括甲酸盐路径和羧酸盐路径等。相比于其他催化体系,负载型金属催化剂展现出较优异的RWGS反应性能。另外,通过添加碱金属助剂、形成双金属合金以及选择合适载体和减小金属颗粒尺寸以优化金属-载体相互作用等手段可实现低温高效稳定的RWGS反应催化剂的设计开发。

关键词：逆水煤气变换反应二氧化碳一氧化碳热力学催化剂

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五彩湾次烟煤醇解可溶物的组成特征与不溶物的快速热解产物分布

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化工进展 2024年第5期43卷 2449-2462页

作者：焦锟鹏赵子涛犹成裔莫文龙郭凤娇杨晓勤张书培郭佳魏贤勇樊星 AKRAM Naeem 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煤炭清洁转化与化工过程新疆维吾尔自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆宜化化工有限公司新疆昌吉831700 新疆能源(集团)有限公司新疆乌鲁木齐830000 中国矿业大学煤炭加工与高效利用教育部重点实验室江苏徐州221116 山东科技大学化学与生物工程学院山东青岛266590 明哈吉大学拉合尔分校化工学院巴基斯坦旁遮普拉合尔54000

以异丙醇为溶剂在300℃对五彩湾次烟煤(WSBC)进行醇解,得到可溶物(SP)与不溶物(ISP)。GC/MS分析表明,SP中芳烃含量占比最大,质量分数为27.9%;其次是酚类化合物,说明含苯环的化合物在异丙醇醇解时更容易被提取。红外光谱表明,在脂肪族和... 详细信息

以异丙醇为溶剂在300℃对五彩湾次烟煤(WSBC)进行醇解,得到可溶物(SP)与不溶物(ISP)。GC/MS分析表明,SP中芳烃含量占比最大,质量分数为27.9%;其次是酚类化合物,说明含苯环的化合物在异丙醇醇解时更容易被提取。红外光谱表明,在脂肪族和芳香族区域ISP的吸收峰强度相对于原煤都有明显的升高,说明醇解过程破坏了煤的大分子结构,通过断键和醇解反应产生新的官能团。从TG-DTG曲线可以看出,原煤失重率比ISP大,两者在400~500℃温度段内出现的第二个失重速率峰,其中WSBC在450℃失重速率达到最大,而ISP最大失重速率所对应温度向右移动(480℃),两样品在第二个失重峰温度区间内的热解反应最为剧烈,归属于有机质的热裂解和大量挥发。Py-GC/MS结果表明,WSBC与ISP在450℃热解产物中可检测的化合物均以脂肪烃和含氧化合物为主,醇解使含氧化合物明显下降,但是对ISP中含氮类化合物脱除不明显。

关键词：次烟煤醇解组成与结构特征快速热解气相色谱/质谱

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生物质与油浆共热解产物分布及相互作用

煤炭学报 2022年第1期47卷 480-488页

作者：黄伟郝泽光张乾高增林张宏文彭泽宇杨凯梁丽彤太原理工大学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

生物质作为一种全生命周期碳近零排放的可再生资源,从生物质中提取轻质燃料和化学品是实现碳达峰和碳中和的终极方向。将化石能源与生物质共转化是符合我国的基本国情、寻求化石能源和新能源优化组合的可行之路。以玉米秆(CS)与催化裂... 详细信息

生物质作为一种全生命周期碳近零排放的可再生资源,从生物质中提取轻质燃料和化学品是实现碳达峰和碳中和的终极方向。将化石能源与生物质共转化是符合我国的基本国情、寻求化石能源和新能源优化组合的可行之路。以玉米秆(CS)与催化裂化油浆(FCC)为原料,研究了2者共热解过程中的相互作用及生物质内在矿物质对产物分布和产物特性的影响。结果表明,不同比例的CS与FCC油浆共热解过程中的相互作用以聚合反应为主,导致所得半焦产率均有所增加,进一步分析发现反应过程中的相互作用增强了热解焦油中含氧化合物的脱除,促进了烃类物质的生成,提高了焦油产物的品质。其中,酚类物质含量明显降低,芳香烃中3~4个环的稠环芳烃增加较多,脂肪烃中碳原子数量大于13的烃类含量有所增加。当添加30%FCC时,共热解油中酚类物质较计算值减少约7%,芳香烃和脂肪烃含量分别高出约2%和9%。与脱矿CS相比,未脱矿的CS与FCC油浆共热解促进了焦油的生成,抑制了半焦和气体的产生。矿物质的存在对2者的相互作用具有增强效果,不仅促进了油浆的裂解,增强了生物质的脱氧反应,产生更多的烃类,而且减缓了自由基的聚合反应,改善了共热解体系中稠环化合物的缩聚程度。焦油中蓖系物含量减少,脂肪烃含量增加。热重实验评价表明,共热解所得的半焦气化反应活性明显提高,有利于后续的利用。

关键词：生物质 FCC油浆共热解相互作用

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中空贵金属纳米材料氧还原催化的研究进展

高等学校化学学报 2023年第5期44卷 190-210页

作者：李瑞松苗政培李静田新龙海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室化学工程与技术学院海口570228

中空纳米结构具有比表面积大、传质可控和活性位点明确等优势,其结构设计与电催化应用在能源转化与储存领域引起了广泛关注.特别是中空贵金属纳米材料用于氧还原催化时,中空内腔引入到贵金属纳米结构,不仅暴露更多的活性位点,还能减少... 详细信息

中空纳米结构具有比表面积大、传质可控和活性位点明确等优势,其结构设计与电催化应用在能源转化与储存领域引起了广泛关注.特别是中空贵金属纳米材料用于氧还原催化时,中空内腔引入到贵金属纳米结构,不仅暴露更多的活性位点,还能减少贵金属的用量,这将为贵金属催化剂的大规模应用提供一个理想的研发平台.本文综合评述了近年来中空贵金属的合成策略及其氧还原催化应用.首先,回顾了中空贵金属在氧还原催化剂研制中的优势与意义;然后,介绍了近期关于中空贵金属的制备策略(硬模板法、软模板法、自模板和无模板法等)及其优势;最后,分析了中空贵金属在氧还原领域所面临的挑战,并对其设计进行了展望.

关键词：中空结构贵金属催化剂合成策略氧还原反应

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金属铁络合物光催化二氧化碳还原

化学进展 2022年第1期34卷 142-154页

作者：唐晨柳邹云杰徐明楷凌岚污染控制与资源化研究国家重点实验室同济大学环境科学与工程学院上海200092 福州大学能源与环境光催化国家重点实验室福州350116

二氧化碳(CO_(2))光催化还原技术因兼具解决能源和全球变暖问题的潜力而受到关注。金属铁络合物作为分子型催化剂,具有价格低廉、量子效率高、结构可调控和选择性好等优势,表现出优异的CO_(2)光催化还原性能,成为CO_(2)光催化还原领域... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))光催化还原技术因兼具解决能源和全球变暖问题的潜力而受到关注。金属铁络合物作为分子型催化剂,具有价格低廉、量子效率高、结构可调控和选择性好等优势,表现出优异的CO_(2)光催化还原性能,成为CO_(2)光催化还原领域的研究热点。本文综述了近年来基于金属铁络合物光催化二氧化碳还原研究进展。介绍了铁金属络合物(如:铁卟啉、铁多吡啶、五齿铁配合物)CO_(2)均相光催化还原体系,总结了体系的构成以及作用机理等,着重关注了体系的催化效率和产物的选择性。此外,综述了以半导体纳米材料/量子点作为光敏剂,金属铁络合物作为催化剂的非均相催化体系的研究进展。最后,对该领域未来的研究方向和所面临的挑战做出展望。

关键词： CO_(2)光催化还原铁卟啉铁络合物均相光催化人工光合作用

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水回流法提取煤基碳点及其荧光性能应用研究

化工新型材料 2024年第S1期52卷 412-417页

作者：刘雅雯董付涛安迪娜·艾萨江韩荣冯剑任铁真省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室煤炭清洁转化与化工过程新疆维吾尔自治区重点实验室新疆大学化工学院乌鲁木齐830046 新疆轻工职业技术学院乌鲁木齐830021

通过水回流法从3种煤中提取出了煤基碳点,对水溶剂回流时间与用量进行了工艺优化,所制备碳点具有蓝色荧光特征,通过红外表征确认了煤基碳点表面具有O—H、C=O、C—H等官能团,通过时间分辨荧光光谱计算出煤基碳点的荧光寿命为2.2μs。同... 详细信息

通过水回流法从3种煤中提取出了煤基碳点,对水溶剂回流时间与用量进行了工艺优化,所制备碳点具有蓝色荧光特征,通过红外表征确认了煤基碳点表面具有O—H、C=O、C—H等官能团,通过时间分辨荧光光谱计算出煤基碳点的荧光寿命为2.2μs。同时探究了3种煤基碳点在离子检测中的实际应用,它们作为荧光探针在与Fe^(3+)或Cu ^(2+)结合时会发生荧光淬灭,并且反应迅速,其中CCD-W1对Fe^(3+)和Cu^(2+)的检出限最低,检出限分别为0.16μmol/L和0.10μmol/L。

关键词：煤炭水回流法碳点荧光探针 Fe^(3+)和Cu^(2+)检测

温度对准东煤裂解特性及碱金属释放影响的试验研究

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中国电机工程学报 2015年第S1期35卷 113-117页

作者：王智化许东相何勇万凯迪朱燕群岑可法能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

新疆准东煤是我国近年发现的重要煤炭资源,研究其裂解特性对于准东煤的裂解多联产高效清洁利用具有重要意义。文中利用自行搭建的单颗粒煤裂解光学试验平台,综合分析了不同温度下准东煤裂解过程中颗粒质量及中心温度变化规律,并利用激... 详细信息

新疆准东煤是我国近年发现的重要煤炭资源,研究其裂解特性对于准东煤的裂解多联产高效清洁利用具有重要意义。文中利用自行搭建的单颗粒煤裂解光学试验平台,综合分析了不同温度下准东煤裂解过程中颗粒质量及中心温度变化规律,并利用激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术在线测量了碱金属钠(Na)的动态释放特性。试验结果表明,升高温度促进热解反应,且使挥发分产量增大。Na释放量也随温度的升高显著增加,高温下水溶性Na为主要释放来源。

关键词：准东煤裂解特性温度碱金属释放

缺陷型Bi.333（Bi6S9）Br/Bi2S3异质结构纳米棒有效增强可见光光催化还原Cr（VI）性能

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缺陷型Bi.333（Bi6S9）Br/Bi2S3异质结构纳米棒有效增强可见光光...