聚甲基丙烯酸甲酯热氧化降解的化学动力学研究

使用质谱、热分析手段研究了PMMA热解反应 .结果表明 ,在氮气中 ,PMMA -CH =CH2 有两个失重阶段 ,分别对应于主链末端双键引发的断链和主链无规则断链反应 ,转折点的失重率约为 2 6 % .其中 ,第一阶段的失重速率受扩散过程控制 ,平均表观活化能E为 15 8.5kJ/mol,lnA为 2 7.6 9;第二失重阶段为 1.5级化学反应 ,平均表观活化能E为 2 14 .79kJ/mol,lnA为 4 0 .4 6 .在空气中 ,PMMA也有两个失重阶段 ,反应机理为 1级化学反应 ,转折点处的失重率约为 70 % .其中在第一失重阶段平均表观活化能E为 130 .32kJ/mol,lnA为 2 4 .81,在此阶段中 ,过氧化基团的分解反应对PMMA的失重速率有重要影响 ;在空气中第二失重阶段平均表观活化能E为 78.2 5kJ/mol,lnA为 13.97.     

电流对苯甲醚电催化重整过程的影响

用电催化重整方法和NiCuZn-Al₂O₃催化剂进行生物油模型化合物苯甲醚的水蒸气重整制氢研究,结果表明,在700 oC和4 A条件下,获得的最高碳转化率和氢产率分别为98.3%和88.7%,电催化重整过程中发现的电流促进效应主要归结于重整反应床中温度分布的改变和电阻丝发射的热电子影响. 利用X射线衍射方法分析了反应前后的NiCuZn-Al₂O₃催化剂结构变化. 实验导出的苯甲醚重整反应表观活化能为99.54 kJ/mol,明显高于乙醇、乙酸和生物油轻质组分的重整反应表观活化能.     

溴酸钾氧化甲基红褪色分光光度法的动力学

依据褪色分光光度法对BrO3--甲基红-NaCl体系进行了研究,实验表明,在518nm为最大吸收波长下,测定了该反应的动力学参数,确定了反应速率方程式,得知该反应的总反应级数为2.5级,表观活化能为55.82k J/mol,活化能为66.87kJ/mol,实验还测定了其他离子对该反应的催化作用,达到了预期的结果.     

聚-α-甲基苯乙烯热降解动力学研究

利用热分析技术(TG/DTG)对聚--甲基苯乙烯(PAMS)在氮气气氛下以不同升温速率为条件进行热降解动力学研究。研究结果表明:PAMS的热降解步骤为一步反应,在升温速率为10 ℃/min时,主要失重温度区间为302～343 ℃,热失重速率最大时温度为325 ℃。在同一温度下,随着升温速率的不断提高,主要降解温度向高温区移动。采用了Kissinger,Flynn-Wall-Ozawa及Coats-Redfern方法研究其动力学参数,确定了PAMS的降解活化能在160～220 kJ/mol之间、反应级数为一级。     

地开石热分解过程及非等温动力学研究

用傅利叶变换红外光谱仪研究了湖南晨溪地开石热分解前后的红外光谱,加热反应后原矿粉红外光谱在3620.73、3695.34cm-1处的地开石羟基伸缩振动吸收峰和在916.06、1009.33cm-1处的羟基弯曲振动吸收峰都消失,表明其质量失重为羟基脱水.在298～1123K,用TG DTA综合分析仪研究了地开石在程序升温下的热分解行为.结果表明,在600～1000K,其质量损失为13.7%,与理论计算的脱水量相近.根据TG DTG曲线上的基础数据,联合运用积分法(Coats Redfern方程、HM方程、MKN方程)和微分法(Achar方程)对地开石脱水反应过程进行了非等温动力学研究,结果显示,地开石热分解反应的机理函数为F2,求得反应的动力学参数:反应级数为2.1,表观活化能为131.62kJ/mol,指前因子为108.3s-1.作为一种验证方法,使用Ozawa方程对不同升温速率TG曲线上相同分解率处的绝对温度进行线性回归分析,求出的表观活化能值为133.07kJ/mol,此值不仅与上述各种方法的表观活化能值相近,也与确定机理函数时的表观活化能值相近.说明实验求得的动力学参数在很大程度上是可靠的.     

3,7-二硝基亚氨基-2,4-二氮杂双环[3,3,0]辛烷的放热分解反应动力学

在程序升温条件下 ,用DSC研究了标题化合物的放热分解反应动力学 .用线性最小二乘法、迭代法以及二分法与最小二乘法相结合的方法 ,以积分方程、微分方程和放热速率方程拟合DSC数据 .在逻辑选择建立了微分和积分机理函数的最可几一般表达式后 ,用放热速率方程得到相应的表观活化能 (Ea)、指前因子 (A)和反应级数 (n)的值 .结果表明 :该反应的微分形式的经验动力学模式函数、Ea 和A值分别为 (1-α) 0 .44、2 30 .4kJ/mol和 10 18.16s-1.借助加热速率和所得动力学参数值 ,提出了标题化合物放热分解反应的动力学方程 .该化合物的热爆炸临界温度为 30 2 .6℃ .上述动力学参数对分析、评价标题化合物的稳定性和热变化规律十分有用 .     

基于TG-FTIR分析的柳桉热解特性研究

以柳桉生物质为原料,利用红外光谱(FTIR)对其结构进行表征,获得主要官能团的分布信息。随后利用热重红外联用技术(TG-FTIR)研究柳桉的热解行为。柳桉主热解阶段存在由纤维素热解造成的主失重峰以及半纤维素和木质素热解引起的两个肩状峰。同时引入双高斯分布活化能模型(DG-DAEM)对柳桉的热解动力学参数进行计算,结果表明其表观活化能主要分布在第一高斯区间。此外通过在线FTIR分析进一步探讨了典型小分子气体产物的生成和演变机理。     

流化床生物质快速热解制取生物油试验研究

本文在小型流化床试验装置中对颗粒状的樟子松进行制取生物油的试验研究.考察了反应温度对热解生物油物理性质和产率的影响,并重点研究了各个参数对热解生物油组分的影响规律.结果表明,在550℃下生物油产率最高,为50.4%(w/w).随着热裂解温度升高,生物油的密度略有增加,生物油的粘度随着含水率的增加而减小.反应温度对生物油的主要化学成分和含量影响不明显,生物油主要含有有机酸类、酚类和糖类等化合物.     

生物油轻质馏分加氢试验研究

本文基于分子蒸馏设备对流化床快速热解试验装置所产生物油进行预分离,得到的轻质馏分在固定床加氢微反应装置上进行Ru/γ-Al2O3催化的加氢精制研究,分析了反应温度(60～140℃)、氢气压力(常压～3MPa)和进料速率(1.5～4.5ml/h)对反应产物组分分布的影响规律.研究结果表明,通过加氢精制后,生物油轻质馏分中不饱合化合物在大于120℃的反应条件下得到完全转化;醇类化合物的种类有所增多.     

酪氨酸-溴酸钾-硫酸-丙酮在三邻菲啰啉合铁(Ⅱ)催化下的B-Z振荡反应

研究了酪氨酸 溴酸钾 硫酸 丙酮在三邻菲啉合铁 (Ⅱ )催化下的化学振荡反应 ,对振荡的影响因素进行了研究和讨论 .运用正交实验法确立了振荡反应进行的浓度范围 ,得到一个 4 0多次振荡寿命为 6 0min的振荡波 .获得振荡的诱导期和周期与反应物浓度之间的变化趋势曲线 ,以及振荡反应在诱导期和振荡期的表观活化能分别为Ein=4 9.0kJ/mol和E =5 7.0kJ/mol.根据反应过程中的现象和实验数据 ,建立了振荡反应的模型和反应机理 ,确定 [Br-]是振荡反应自发进行的关键因素 .     

生物质热裂解生物油特性的分析研究

基于生物油广泛应用的目的,对生物油的理化特性进行了深入的研究。结合色质联机技术分析了由流化床热裂解水曲柳获得的生物油主要组分的分布。生物油由于高含氧量需要进一步改性才能高端应用。     

金属盐对生物质热解特性影响试验研究

基于深入了解生物质热解行为的目的,在自行研制的热解机理试验台上系统研究了金属盐对生物质热解的影响规律。试验结果表明,钾离子对生物油中的一些大分子量组分发生重聚反应生成焦炭和小分子气体产物具有强烈的催化作用,从而降低了热解生物油产量而得到更多的焦炭和气体产物。相比钾离子而言,钙离子对焦炭生成的促进作用更为强烈;镁离子对白松热解的影响远没有钾离子和钙离子明显。     

污泥的热解提油-半焦燃烧工艺的实验研究

本文提出了双流化床中污泥的热解提油-半焦燃烧工艺,组织实验论证并进行了探索研究。结果表明,双流化床中可以实现污泥热解提油工艺和半焦燃烧工艺的耦合,即获得了污泥热解产生的油和气,又实现了污泥的焚烧无害化处理。污泥在双流化床中发生热解反应时,干燥无灰基污泥的油产率为24.1%,是煤的2.4倍,干燥无灰基污泥的轻油产率为8.44%,是煤的9倍。该工艺中,污泥中热量的43.1%转化为油,10.4%转化为热值10.54MJ/m~3的气体燃料,46.5%的热量残留在污泥半焦中,在燃烧炉内燃烧放热。     

TG-FTIR法研究低变质煤共热解过程气体的析出规律

采用热重-红外联用技术（TG-FTIR）对比研究了陕北低变质粉煤（SJC）与重油（HS）、焦煤（JM）、液化残渣（DCLR）共热解过程中气相产物的析出特性。研究表明,随热解温度升高,SJC与HS,JM,DCLR的共热解过程均可分为三个阶段。第一阶段表现为原料表面吸附物的释放,第二阶段发生解聚和分解反应,随温度继续升高,第三阶段形成更为稳定的半焦。在热解第二阶段中均存在煤与添加剂之间的协同效应,SJC作为主要的供氢体,热解产生的氢自由基与HS,JM,DCLR热解产生的小分子自由基碎片之间发生相互作用生成焦油和煤气。SJC和SJC+DCLR在450 ℃附近的温度区间内热解反应进行的更加充分,大部分N元素转移到了焦油组分中。热解过程气相产物中H₂O和酚类物质、含N杂环物质及CO的析出伴随着热解的整个温度区间,SJC+JM和SJC+HS热解过程含N物质的转移主要集中在400~650 ℃区间,CH₄和脂肪烃类物质的析出最高峰出现在450 ℃附近,而SJC+DCLR和SJC则出现在550 ℃。JM,HS及DCLR的添加可促使焦油中芳香族化合物的析出,SJC+JM与SJC+HS热解过程芳香族物质大量析出的温度区间在400~550 ℃。该研究结果为低变质粉煤的清洁转化与提质分级新技术的研究开发提供理论依据,对低变质煤的增值利用具有重要的意义。     

玉米芯流化床快速热解制取生物油试验研究

本文在流化床上对玉米芯进行了快速热解制取生物油的试验研究.首先在非催化条件下考察了温度、气体流量、床高和物料粒径对热解产物产率的影响,得到了制取生物油的最优工况.在此工况下进行了催化热解试验,研究了FCC催化剂对热解产物产率和生物油品质的影响.结果表明,最优工况下生物油产率为56.8%.同未加催化剂相比,FCC催化剂的存在使得生物油中油组分和焦炭的产率降低,不凝结气体、水分和焦的产率增加.分级冷凝系统的应用较好的实现了重油、轻油和水的分离.对催化条件下第二级冷凝器收集的生物油分析表明,其油组分的氧含量和高位热值分别为13.64%和36.7 MJ/kg,具有很好的应用前景.     

木质装饰板材贫氧条件下燃烧和热解特性研究

本文利用热重差热分析仪,在各种不同的氧气浓度下对落叶松、红木和红松样品进行实验。通过对TG、DTG和DTA曲线的分析,样品干燥基要经历两个失重过程,第一个失重过程主要是纤维素和半纤维素的热解,第二个失重过程主要是木质素的炭化分解和燃烧。在各氧气浓度条件下,热解失重的第一个阶段TG和DTG曲线差异很小;在各样品失重的第二个阶段,随着氧气浓度的增加,TG和DTG曲线左移,反应结束的温度明显降低。氧气能使木质素的炭化物氧化并进而可能使其着火燃烧,从而使反应进程加快。当氧气浓度大于6.32%时,各样品DTA曲线上均有两个明显放热峰,并且随着氧气浓度的增加,DTA曲线放热峰越尖锐,放热峰面积越大,说明氧气浓度越大,在两阶段失重过程中更多的挥发分物质和固体炭化物参与燃烧。     

玉米秸秆生物油-柴油乳化油的燃烧特性

试验用生物油是玉米秸秆快速热解液化的产物,主要成分为含氧有机混合物和水,不宜直接作为燃料使用,但与柴油乳化后可实现其在发动机中应用.在一台未作改动的直喷式柴油机上研究了玉米秸秆生物油质量分数分别为10%(B10)和20%(B20)的生物油-柴油乳化油的燃烧特性.结果表明:与0号柴油相比,乳化油的滞燃期延长,预混燃烧放热...     

Ultrasonic-assisted catalytic transfer hydrogenation for upgrading pyrolysis-oil

Recent interest in biomass-based fuel blendstocks and chemical compounds has stimulated research efforts on conversion and upgrading pathways, which are considered as critical commercialization drivers. Existing pre-/post-conversion pathways are energy intense (e.g., pyrolysis and hydrogenation) and economically unsustainable, thus, more efficient process solutions can result in supporting the renewable fuels and green chemicals industry. This study proposes a process, including biomass conversion and bio-oil upgrading, using mixed fast and slow pyrolysis conversion pathway, as well as sono-catalytic transfer hydrogenation (SCTH) treatment process. The proposed SCTH treatment employs ammonium formate as a hydrogen transfer additive and palladium supported on carbon as the catalyst. Utilizing SCTH, bio-oil molecular bonds were broken and restructured via the phenomena of cavitation, rarefaction, and hydrogenation, with the resulting product composition, investigated using ultimate analysis and spectroscopy. Additionally, an in-line characterization approach is proposed, using near-infrared spectroscopy, calibrated by multivariate analysis and modeling. The results indicate the potentiality of ultrasonic cavitation, catalytic transfer hydrogenation, and SCTH for incorporating hydrogen into the organic phase of bio-oil. It is concluded that the integration of pyrolysis with SCTH can improve bio-oil for enabling the production of fuel blendstocks and chemical compounds from lignocellulosic biomass.     

太湖藻及模型化合物的分级热解 (cited: 1)

以太湖藻为原料,通过分级热解来制备生物油,分别以棕榈酸、琼脂糖和蛋清粉模拟藻中的脂质、糖类和蛋白质,研究了藻分级热解生物油中主要组分的来源及热解过程中三大组分之间的相互作 用．结果表明,藻生物油中的烃类、十六酸及酯类均源自藻中脂质的热解,藻中蛋白质热解主要生成酚类、吲哚类、吡咯类和小分子酸;生物油中大部分的酰胺和腈类是脂质和蛋白质热解中间物相互作用的产物．藻组分中脂质和糖类的热解主要发生在473～573 K,而蛋白质的热解主要发生在523 K以上．藻生物油中仅有少量的糖类直接热解产物,可能是糖类热解产物在蛋白质热解产生的氨气等的作用下发生了聚合,使473和523 K所得生物油中有相当量的寡聚物;脂质与蛋白质的热解中间物相互作用生成了酰胺,酰胺再脱水又生成了腈类;而脂质与糖类之间相互作用不明显．     

粗生物油催化裂解制取低碳轻烯烃

利用La/HZSM-5催化剂,研究了催化裂解粗生物油及其模型化合物(包括甲醇、乙醇、乙酸、丙酮和苯酚)制取轻烯烃的过程. 获得的最大轻烯烃产率为0.19 kg/kg粗生物油. 研究表明,温度、重时空速和镧对HZSM-5分子筛的改性等因素可用来调制烯烃产率和选择性. 分子筛中添加镧,可适当的调节催化剂酸度和强弱酸位比例,从而提高烯烃选择性、产率和催化剂稳定性. 生物油制备轻烯烃的效率与原料的化学成分和氢碳有效比(H/Ce? )密切相关. 此外,比较了粗生物油催化裂解和热裂解过程,同时利用模型化合物研究了生物油转化为轻烯烃的相关反应历程和机理.