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水合CaO对微拟球藻催化热解制备生物油的影响

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化工学报 2014年第12期65卷 4785-4792页

作者：杨林张秀丽郭庆杰青岛科技大学化工学院、清洁化工过程山东省高校重点实验室山东青岛266042

以水合Ca O为催化剂,在管式炉内研究了微拟球藻的催化热解。考察了催化剂用量对微拟球藻热解产物及油品组成的影响,并通过直接再生和强化再生研究了催化剂的再生特性。结果表明:随着水合Ca O用量逐渐加大,生物油性能明显改善。在催化剂... 详细信息

以水合Ca O为催化剂,在管式炉内研究了微拟球藻的催化热解。考察了催化剂用量对微拟球藻热解产物及油品组成的影响,并通过直接再生和强化再生研究了催化剂的再生特性。结果表明:随着水合Ca O用量逐渐加大,生物油性能明显改善。在催化剂/藻质量比为1:3时催化热解得到的生物油产率为28.5%,具有含氧量低、热值高、运动黏度低、含水率低等优点。与直接热解油相比,催化热解油中羧基化合物和羟基化合物含量均有明显下降,而脂肪烃和芳香烃含量均显著增加。第1次和第2次循环再生实验中,直接再生催化剂依然具有较高的催化活性。通过在直接再生过程中引入水洗强化步骤,可对再生催化剂表面进行更新,并降低其表面的碱金属含量,明显改善再生催化剂所催化热解的油品质量,提高再生催化剂活性。

关键词： CaO 微拟球藻催化热解生物油再生

石墨烯/聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中的应用

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化工学报 2014年第6期65卷 2186-2192页

作者：何海波王许云白立俊郭庆杰青岛科技大学化工学院清洁化工过程山东省高校重点实验室山东青岛266042

采用化学氧化还原法制备高纯度石墨烯(GR),利用电化学修饰法得到石墨烯/聚苯胺(GR/PANI)膜阳极,采用红外光谱(FI-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)对所制备复合电极进行了表征,采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)考察了复... 详细信息

采用化学氧化还原法制备高纯度石墨烯(GR),利用电化学修饰法得到石墨烯/聚苯胺(GR/PANI)膜阳极,采用红外光谱(FI-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)对所制备复合电极进行了表征,采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)考察了复合电极的电化学性能。将GR/PANI膜阳极应用于固定床微生物燃料电池(MFC),考察了电池的产电性能。均匀地附着在石墨烯表面,GR/PANI膜电极具有良好可逆性,其电阻小、导电性良好。GR/PANI膜阳极应用于MFC,最大功率密度和开路电压分别为230.2 mW·m-2和834.6 mV,比未修饰阳极的最大功率密度和开路电压分别提高了110.6%和34.8%,GR/PANI膜阳极的表观内阻也由未修饰阳极的843.2Ω降低为469.4Ω,且电池启动时间大大缩短,产电稳定性增强。结果表明,GR/PANI复合物是一种优良的电极材料,GR/PANI膜阳极MFC具有良好的产电性能。

关键词：膜循环伏安法交流阻抗法固定床燃料电池

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餐厨垃圾热解实验研究

高校化学工程学报 2012年第4期26卷 721-728页

作者：黄云龙郭庆杰田红景侯良玉青岛科技大学化工学院清洁化工过程山东省高校重点实验室山东青岛266042

利用热重分析仪及管式炉反应器研究了餐厨垃圾的热解行为。餐厨垃圾的热解过程包括两个阶段,结合微分法与积分法对两阶段进行了动力学计算,确定管式炉热解实验反应温度。对热解产物进行了分析,结果表明,气体产物主要是CO和CH4;固体产物... 详细信息

利用热重分析仪及管式炉反应器研究了餐厨垃圾的热解行为。餐厨垃圾的热解过程包括两个阶段,结合微分法与积分法对两阶段进行了动力学计算,确定管式炉热解实验反应温度。对热解产物进行了分析,结果表明,气体产物主要是CO和CH4;固体产物焦的恒容低位发热量为20.33 MJ kg 1;液体产物焦油主要是醇和烃,占焦油总量的70.55%。通过分析不同热解温度焦的红外谱图、元素组成及热解过程的小分子气体释放规律,探究了餐厨垃圾的热解机理。290℃时,餐厨垃圾中肽键断裂,释放出大量CO2和CO;350℃时,脂类化合物已经完全分解或挥发;500℃时,焦中甲基及亚甲基峰消失,释放出大量烃类;未分解的物质主要是淀粉。最后考察了升温速率对热解产物分布的影响,发现提高升温速率,焦收率基本不变,焦油收率下降,气体产物收率增加。

关键词：餐厨垃圾热解动力学分析气质联用机理分析升温速率

新型多级微/介孔固态胺吸附剂的制备及其CO_2吸附性能研究

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燃料化学学报 2015年第12期43卷 1489-1497页

作者：孔童童王霞郭庆杰青岛科技大学化工学院清洁化工过程山东省高校重点实验室山东青岛266042

将HZSM-5与MCM-41按不同质量比混合得到复合分子筛载体,以四乙烯五胺(TEPA)为改性剂,采用浸渍法将其负载到复合分子筛上,制备了一系列新型的具有多级微/介孔结构的固态胺吸附剂。采用N_2吸脱附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(T... 详细信息

将HZSM-5与MCM-41按不同质量比混合得到复合分子筛载体,以四乙烯五胺(TEPA)为改性剂,采用浸渍法将其负载到复合分子筛上,制备了一系列新型的具有多级微/介孔结构的固态胺吸附剂。采用N_2吸脱附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等手段对吸附剂进行表征。在固定床反应器中考察了HZSM-5和MCM-41的质量比、TEPA负载量、吸附温度、进气流量和CO_2分压等因素对CO_2吸附性能的影响。结果表明,当HZSM-5与MCM-41的质量比为1∶1、TEPA负载量为30%、吸附温度为55℃、进气流量为30 m L/min时,平衡吸附量高达3.57 mmol/g,且经10次吸脱附循环后,吸附量仅下降8.1%。HZSM-5/MCM-41-30%TEPA对CO_2的吸附过程包括快速的穿透吸附和相对缓慢的逐渐平衡阶段,且穿透吸附量接近于平衡吸附量的80%。HZSM-5/MCM-41-30%TEPA对CO_2的吸附过程符合Avrami动力学模型,表明CO_2吸附是物理吸附和化学吸附的结果。

关键词：微/介孔复合分子筛四乙烯五胺 CO2吸附再生性能吸附动力学

PEDOT/MWCNTs复合阳极的制备及在MFC中的应用

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化工学报 2013年第5期64卷 1773-1779页

作者：刘兴倩王许云郭庆杰青岛科技大学化工学院清洁化工过程山东省高校重点实验室山东青岛266042

采用循环伏安法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩/多壁碳纳米管(PEDOT/MWCNTs)导电复合物修饰石墨棒阳极,并应用于厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)中以考察其产电性能。采用场发射扫描电镜(FESEM)观察复合阳极的表面形貌及断面结构,并用循环伏... 详细信息

采用循环伏安法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩/多壁碳纳米管(PEDOT/MWCNTs)导电复合物修饰石墨棒阳极,并应用于厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)中以考察其产电性能。采用场发射扫描电镜(FESEM)观察复合阳极的表面形貌及断面结构,并用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)测试了碳纳米管加入前后修饰电极的电化学性能变化。结果表明,复合阳极在MFC中运行时,其最大输出功率密度达到217mW.m-2,比未加碳纳米管的PEDOT修饰电极提高30%;相应的开路电压为837.8mV,运行3d后污水COD去除率达到96.4%,说明在液固流化床对传质的强化作用下,复合阳极在AFBMFC中具有良好的产电性能和污水处理效果,其中碳纳米管的加入在一定程度上提高了复合阳极的导电性及改善了微生物的附着情况。

关键词：循环伏安法 3,4-乙烯二氧噻吩多壁碳纳米管导电复合物微生物燃料电池功率密度

分散染料在超临界CO_(2)流体染色聚酯纤维中的扩散行为

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纺织学报 2024年第2期45卷 134-141页

作者：范博吴伟王健徐红毛志平东华大学生态纺织教育部重点实验室上海201620 东华大学化学与化工学院上海201620 青岛即发集团股份有限公司山东青岛266000 东华大学纺织科技创新中心上海201620 东华大学国家染整工程技术研究中心上海201620

为深入研究分散染料的扩散性能在超临界CO_(2)染色过程中影响染色条件及染色质量的理论机制,使用共聚焦拉曼显微镜研究了超临界CO_(2)流体染色在不同工况条件(100~140℃、21~27 MPa、5~90 min)下分散染料(分散红167、分散橙30、分散蓝79... 详细信息

为深入研究分散染料的扩散性能在超临界CO_(2)染色过程中影响染色条件及染色质量的理论机制,使用共聚焦拉曼显微镜研究了超临界CO_(2)流体染色在不同工况条件(100~140℃、21~27 MPa、5~90 min)下分散染料(分散红167、分散橙30、分散蓝79)在涤纶中的扩散行为。通过拉曼深度成像图获得了染料在纤维径向分布的数据,计算扩散系数。结果显示:分散染料在染色初期(5 min内)已在纤维内分布均匀,且随染色时间、染色压力的增加,染料在纤维内部均匀上染。对比染色后纤维径向的拉曼光谱数据与纱线上染量数据,验证了拉曼光谱数据的有效性。经计算分散染料中分散橙30的扩散系数最高(9.744×10^(-15) m^(2)/s)。表明拉曼技术用于分析单纤维内染料扩散有着巨大的优势,反应快速,制样简单,同时可在无损纤维的前提下对涤纶内部的染料分布进行测量。

关键词：分散染料聚酯纤维超临界CO_(2)流体共聚焦拉曼显微镜扩散

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铁基复合载氧体煤化学链气化反应特性及机理

化工学报 2013年第7期64卷 2587-2595页

作者：程煜刘永卓田红景郭庆杰青岛科技大学化工学院清洁化工过程山东省高校重点实验室山东青岛266042

以水蒸气作为气化/流化介质,在流化床中研究了两种铁基复合载氧体的化学链气化反应特性及循环特性,并对气化过程中的反应机理、动力学方程进行了推断。结果表明:温度为920℃时,添加不同修饰物的铁基复合载氧体与煤焦气化的反应活性依次... 详细信息

以水蒸气作为气化/流化介质,在流化床中研究了两种铁基复合载氧体的化学链气化反应特性及循环特性,并对气化过程中的反应机理、动力学方程进行了推断。结果表明:温度为920℃时,添加不同修饰物的铁基复合载氧体与煤焦气化的反应活性依次为Fe4Al6K1>Fe4Al6>Fe4Al6Ni1。在多次循环实验过程中,合成气成分保持稳定,表明Fe4Al6K1复合载氧体循环特性良好。XRD谱图分析表明,六次氧化还原实验后的铁基载氧体氧化态仍为Fe2O3。K+主要以铁酸钾形态存在,该结构有利于促进化学链气化反应。利用高斯函数对气化反应速率进行了峰拟合,拟合结果表明化学链气化主要分为3个阶段:化学链作用阶段、煤气化阶段以及Fe3O4向FeO转变的气化阶段。

关键词：化学链气化流化床反应器铁基复合载氧体动力学模型

浒苔降解过程中颗粒有机碳、氮释放及相关微生物种群丰度变化研究

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渔业科学进展 2024年

作者：赵苗苗毕蓉李鸿妹宋欣荣黄圣荣冯秀婷张海龙李莉赵美训中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室中国科学院青岛生物能源与过程研究所中国科学院生物燃料重点实验室山东省能源生物遗传资源重点实验室中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室崂山实验室

我国黄海海域已连续18年暴发浒苔(Ulva prolifera)绿潮，数百万t浒苔在绿潮消亡阶段沉降入海并向海水中释放大量有机质。目前对于量化浒苔降解过程中颗粒有机碳(particulate organic carbon， POC)、颗粒有机氮(particulate organic nit... 详细信息

我国黄海海域已连续18年暴发浒苔(Ulva prolifera)绿潮，数百万t浒苔在绿潮消亡阶段沉降入海并向海水中释放大量有机质。目前对于量化浒苔降解过程中颗粒有机碳(particulate organic carbon， POC)、颗粒有机氮(particulate organic nitrogen， PON)的释放及其微生物调控机制的相关研究亟待开展。本研究选择浒苔为对象，设置2种降解密度(1 g/L、5 g/L)，研究90 d降解过程中POC和PON浓度、POC︰PON及微生物丰度的变化特征，并探究微生物丰度与POC、PON浓度及其比值的相关关系。结果表明，90 d降解过程中POC浓度[1 g/L与5 g/L处理组峰值分别为(90.17±24.77)和(219.99±45.11) μmol/L]、PON浓度[峰值分别为(16.15±0.71)和(23.20±7.16) μmol/L]变化显著。POC、PON浓度随时间变化规律不同：前60 d POC、PON浓度均先上升后下降，第60～90天POC浓度持续下降约49%，而PON浓度上升约430%。浒苔降解初期POC︰PON升高，表明此时氮的释放滞后于碳；随后POC︰PON下降与微生物对氮的固定以及呼吸作用消耗碳有关。微生物丰度与POC、PON浓度显著相关，表明微生物对浒苔降解过程中POC、PON释放具有重要作用。降解密度对POC、PON浓度有显著影响，5 g/L处理组POC、PON浓度约为1 g/L处理组的2～3倍，且5 g/L处理组达到峰值所需时间较长。本研究厘清了浒苔降解过程中POC、PON的释放特征，明确了微生物丰度变化与POC、PON含量及二者比值变化的关系，为深入探究浒苔降解过程中微生物对POC、PON释放的调控机制以及POC、PON降解机制提供研究基础。

关键词：浒苔降解降解密度微生物丰度颗粒有机碳颗粒有机氮

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声场流化床A类颗粒浓度分布研究

化学反应工程与工艺 2008年第1期24卷 12-17页

作者：司崇殿郭庆杰崔春霞青岛科技大学化工学院清洁化工过程山东省重点实验室山东青岛266042

在内径140mm，高1600mm的鼓泡流化床中，以流化催化裂化（FCC）颗粒为流化介质，采用光导纤维探针测定不同轴／径向位置的颗粒浓度分布，考察了操作气速和外加声场对密相区颗粒浓度的影响。结果表明，鼓泡床密相区颗粒浓度沿轴向逐渐减... 详细信息

在内径140mm，高1600mm的鼓泡流化床中，以流化催化裂化（FCC）颗粒为流化介质，采用光导纤维探针测定不同轴／径向位置的颗粒浓度分布，考察了操作气速和外加声场对密相区颗粒浓度的影响。结果表明，鼓泡床密相区颗粒浓度沿轴向逐渐减小，沿径向呈抛物线分布。声场的引入可以降低颗粒起始流化速度；声压级越大，起始流化速度越小；固定声压频率在150Hz时颗粒起始流化速度最小。随着声压强度的增大，床层中心区和上部密相区颗粒浓度增大。固定声压级，频率在100～400Hz颗粒浓度较大，频率低于100Hz或高于400Hz时，声波的作用效果减弱。

关键词：声场流化床颗粒浓度光纤探针