基于分布活化能模型法的农林生物质热解动力学对比研究

采用热重质谱（TG-MS）联用技术,考察杏壳、小麦秸秆与杨树木屑等典型农林生物质的热解行为及动力学。结果表明,组分差异使得三种生物质在主要反应区间内（200–450℃）表现出不同的特征。采用等转化率法计算发现,杏壳平均活化能为188.22 kJ/mol,秸秆平均活化能为220.77 kJ/mol,木屑平均活化能为175.87 kJ/mol。利用分布活化能模型（DAEM）法计算生物质中各组分的平均活化能,发现三种生物质中存在平均活化能较高的第四组分（杏壳297.44 kJ/mol、秸秆284.35 kJ/mol和木屑309.96 kJ/mol）,而半纤维素与纤维素呈现“秸秆<杏壳<木屑”规律。各类动力学计算方法能够互为补充,等转化率方法的整体计算结果与单组分分布活化能模型法结果接近,方法更简便,而分布活化能模型法可以求得原料不同组分的动力学参数,弥补等转化率法的不足,综合使用可以形成对热解反应更为全面的认识。     

Ga／HZSM－5催化剂中镓的状态及其分布的XPS研究

利用ＸＰＳ技术对不同Ｇａ／ＨＺＳＭ－５中镓组分的分布状态进行考察。结果表明镓与分子筛之间产生了相互作用，以活性组分和游离态镓存在，且镓呈外表面富集。还原、氧化处理对镓的状态及分布有明显的影响。关联催化活性评价结果，认为与ＨＺＳＭ－５产生相互作用的镓组分为低碳烷烃催化芳构化反应的活性物种。镓的均匀分布有利于提高催化活性。     

秸秆发酵燃料乙醇关键问题及其进展

利用木质纤维素原料生产燃料乙醇是国际公认的难题。本文从秸秆原料组分不均一性出发,分析了秸秆难以高值化原因;进一步分析了秸秆酶解发酵燃料乙醇的关键问题,介绍了有关秸秆原料预处理、纤维素酶生产、秸秆酶解发酵乙醇和产业化示范工程等的进展。秸秆酶解发酵燃料乙醇产业化示范工程具有自主知识产权,为实现我国秸秆转化燃料乙醇的规模化、产业化、低成本生产奠定了基础。     

综合性化学实验的线上线下混合式教学——以水泥分析为例

水泥熟料分析是一个经典的综合性实验,涉及重量分析和配位滴定分析的很多原理及操作。为了有效开展实验教学、缩短课堂讲解时间、客观评价学生实验数据及结果,我们开展了线上线下混合式教学,引导学生课前自主学习,训练学生综合和创新实验技能。这一改革提高了实验教学质量,取得了较好的教学效果。     

Ga／HZSM—5催化剂中镓的状态及其颁的XPS研究

利用ＸＰＳ技术对不同Ｇａ／ＨＺＳＭ－５镓组分的分布状态进行考察。结果表明镓与分子筛之间产生了相互作用，以活性组分和游离太镓存在，且镓呈外表面富集。还原、氧化处理对镓的状态及分布有明显的影响。关联催化活性评价结果，认为与ＨＺＳＭ－５产生相互作用的镓组分为低碳烷烃催化芳构化反应的活性物种。镓的均匀分布有利于提高催化活性。     

秸秆发酵燃料乙醇关键问题及其进展

利用木质纤维素原料生产燃料乙醇是国际公认的难题.本文从秸秆原料组分不均一性出发,分析了秸秆难以高值化原因;进一步分析了秸秆酶解发酵燃料乙醇的关键问题,介绍了有关秸秆原料预处理、纤维素酶生产、秸秆酶解发酵乙醇和产业化示范工程等的进展.秸秆酶解发酵燃料乙醇产业化示范工程具有自主知识产权,为实现我国秸秆转化燃料乙醇的规模化、产业化、低成本生产奠定了基础.     

城市生活垃圾典型有机组分混合热解特性的研究

利用自行设计的较大物量(约10 g)的热重分析装置对城市生活垃圾典型有机组分（纸屑、木屑、织物、塑料、橡胶、厨余）的混合热解特性进行了实验研究，并用最小二乘法计算得到由若干平行反应组成的热解反应动力学模型，实验结果与模型计算结果吻合较好。在此基础上对城市生活垃圾典型有机组分混合热解中的交互影响和非线性规律进行了分析。结果表明，城市生活垃圾典型有机组分混合热解动力学模型由2个～4个平行反应组成；混合热解中有反应发生合并的现象；热效应和组分比例对混合物综合热解特性有显著影响。     

氧弹量热仪测定生物质原料热值不确定度的评定

生物质原料是重要的环保燃料,具有成本低、来源广、热值高的特点.本文利用标准型氧弹量热仪测定牛粪、猪粪、玉米秸秆和水稻秸秆等生物质原料热值,并对试验结果进行不确定度影响分析,以表征合理地赋予被测量值的分散性,为资源化利用农业废弃物提供依据.本文构建了不确定度评定数学模型,逐层对不确定度来源进行分析和评定,并对各不确定度分...     

秸秆发酵燃料乙醇关键问题及其进展

利用木质纤维素原料生产燃料乙醇是国际公认的难题.本文从秸秆原料组分不均一性出发,分析了秸秆难以高值化原因;进一步分析了秸秆酶解发酵燃料乙醇的关键问题,介绍了有关秸秆原料预处理、纤维素酶生产、秸秆酶解发酵乙醇和产业化示范工程等的进展.秸秆酶解发酵燃料乙醇产业化示范工程具有自主知识产权,为实现我国秸秆转化燃料乙醇的规模化、产业化、低成本生产奠定了基础.     

秸秆预处理工艺对秸秆基人造板性能的影响

随着木材工业的快速发展,以及木材原料的日益减少,利用农作物秸秆代替木材生产复合材料十分必要。 本文以水稻秸秆为原料,以脲醛树脂为粘合剂,通过湿热法、偶联剂表面化学改性的方法,对秸秆表面进行改性,从而提高了树脂和秸秆之间的结合力,探索了水稻秸秆板的制作工艺。 实验表明较好的制备工艺为:温度150 ℃,压强15 MPa,热压时间8 min,树脂胶粉和水的质量比为1:1,脲醛树脂胶含量为15%(质量分数),发现秸秆表面预处理采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)偶联剂后,所制得的秸秆板的诸多性能优于未经预处理及采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)进行改性后所制的秸秆板。     

煤粉物化特性对燃烧后灰颗粒物的影响

以三种煤粉在沉降炉中做燃烧实验,用Andersen粒子撞击器分离并捕集燃烧后的灰颗粒物,借助于压汞仪、扫描电镜及能谱、ICP-AES等对煤粉及分级颗粒物进行检测,研究煤粉物化特性对灰颗粒物的粒径分布、形貌、组成、痕量元素的富集等特性的影响。结果表明,煤粉孔结构、组分的赋存方式及含量等影响其破碎行为及组分迁移、转化的过程...     

苏州地区化学教师对实施探究实验忧虑的调查分析

为了解中学化学教师对探究实验的评价、信息、课堂管理及实施后果等方面的忧虑,对已有问卷修改和补充,组成了苏州地区化学教师对探究实验忧虑的问卷并实施了调查与分析。提出促进化学探究实验实施的策略是提高学生知识储备和实验技能;积极利用与开发高质量的探究实验课题;设置探究实验小组,尝试开放化学实验室;开展探究教学研究,促进教师专业发展等。     

低阶煤与生物质混合低温共热解特性分析及对产物组成的影响

通过非等温热重实验和固定床实验对两种低阶煤(内蒙兴和煤、小龙潭煤)和三种比较常见的生物质(秸秆、向日葵杆、苹果树枝)的低温共热解特性进行了研究。结果表明,煤与生物质共热解是否存在协同效应与生物质种类及混合比例密切相关。对于内蒙兴和煤,秸秆和向日葵杆的加入对于共热解过程影响不显著,与苹果树枝共热解效果明显大于前两种生物质,且内蒙兴和煤与苹果树枝混合比例为2∶1时,共热解协同效果最为明显。通过固定床实验对共热解产物的研究进一步证明了苹果树枝与内蒙兴和煤共热解时协同效应的存在。焦油组分分析结果表明,焦油中含氧化合物组分含量升高,烃类含量降低,即共热解提高了焦油产率,但不能改善焦油品质。     

“化学实验教学研究”课程的改革探索与实践

重庆师范大学化学学院坚持“以本为本”,针对当前“化学实验教学研究”课程教学存在的问题,开展了教学改革实践探索。改革的总体思路是瞄准“一夯实两提升”,即夯实师范生实验操作技能、提升师范生实验教学能力和实验创新能力的课程目标,构建以“七项训练任务”为核心的课程教学改革内容。采取了包括基于板块任务法开展教学设计训练、基于模型认知开展展示讲解训练、基于模拟授课开展实验探究指导训练、基于素养表现开展实验教学评价训练、基于创新视角开展实验创新能力训练和基于专业发展开展实验反思能力训练等策略的课堂教学改革,成效显著。师范生的各项能力得到不同程度的发展。     

提高高聚物化学分析结果准确度的方法

从分析方法、分析过程、仪器与试剂、实验环境条件、试样组成的变动性、试样中被测组分分布的不均匀性等方面分析了高聚物材料化学分析结果的误差来源,提出了提高高聚物化学分析结果准确度的方法。     

正十二烷高温机理简化及验证

由于详细化学反应机理在模拟燃烧室燃烧时,计算量极大,很难被广泛运用。为了满足工程设计要求,采用替代燃料的简化机理进行计算不失为一种行之有效的方法。本文基于误差传播的直接关系图法和敏感性分析法对正十二烷180组分1962步高温机理(温度大于1100 K)进行简化,获得40组分234步化学反应机理。在温度为1100–1650 K,压力为0.1–4 MPa条件下,采用简化机理及详细机理对不同当量比、压力下着火延迟时间进行模拟,模拟结果与实验数据吻合得较好。通过对不同压力及温度下火焰传播速度进行模拟,验证了简化机理能够正确地反映正十二烷的燃烧特性。利用C_(12)H_(26)/OH/H_2O/CO_2等重要组分随时间变化的数据,验证了简化机理能够准确描述燃烧过程反应物消耗、基团变化、生成物产生的过程,并表明该机理具有较高的模拟精度。利用该简化机理对本生灯进行数值分析,结果表明该机理能够准确地反映火焰区温度和组分浓度的变化。紧凑的正十二烷高温简化机理不仅能够正确体现其物理化学特性,而且能够用于三维数值模拟,具有较高的工程运用价值和应用前景。     

具有油水分配系数测算功能的中药指纹图谱

建立了一种能同时测算中药中主要成分的油水分配系数Pow的功能化中药指纹图谱。采用微乳液电动色谱,以中药女贞子为例,对运行缓冲液浓度、pH值、十二烷基硫酸钠浓度等参数进行了优化。利用SPSS程序对磺胺等从女贞子中提取的6种标准化合物组分的迁移时间tm与其log Pow文献值进行非线性拟合,得到女贞子提取组分的标准方程线性关系良好（r=0.9880）。在相同的实验条件下测得化合物的log Pow与文献报道值较好的符合,证明该方法可靠。获得了能代表组分疏水化学特征的中药指纹图谱,测得女贞子的主要有效成分齐墩果酸的log Pow为3.63。该指纹图谱较为可靠地提供了女贞子中各种成分的log Pow,直观地反映出各组分油水分配性质的分布,对中药有效成分提取溶剂的选择、剂型的设计及制剂工艺的改进具有指导意义。     

有氧烘焙对生物质气化及碱金属迁移转化特性的影响

本工作研究了有氧烘焙对玉米秸秆组成成分、烘焙产率、化学结构及微观结构等理化特性及气化特性的影响,同时考察了玉米秸秆烘焙及气化过程中碱金属的迁移转化规律。结果表明,烘焙可有效提高玉米秸秆中固定碳含量,降低H/C、O/C。相较于惰性烘焙,有氧烘焙具有更好的提质效果,结合H/C、O/C、质量产率和能量产率发现,氧气体积分数为6%时较合适。烘焙玉米秸秆气化气中CO含量、气体产率及热值随烘焙气氛中氧气含量的增加呈先上升后下降的趋势,在氧气体积分数为6%时气化品质相对较好,此时气体组分中CO体积分数为14.73%、气体产率达到1.09 L/g、气体热值达到4.93 MJ/m³。烘焙过程中碱金属在玉米秸秆中富集,并促进部分水溶态钾向醋酸铵溶态钾转化,有助于气化过程中生成更多不溶态钾,且有氧烘焙促进作用更明显。研究结果可为生物质有氧烘焙提质及气化产气的技术推广提供基础数据及技术支持。     

“聚丙烯酸酯的合成及降凝性能评价”综合实验能力考核平台

设计了以柴油中饱和烃含量及碳数分布测定、聚丙烯酸高级醇酯（PTA）的合成与纯化、PTA的红外表征与分子量测定、PTA降凝性能评价等4个模块组成的综合实验，作为化工专业实验的考核及成绩评定平台。这种考核方式将过程考核与结果考核融合，将笔试、操作、设计融合，可以全面准确地考核学生的有机合成、仪器分析等基础实验技能，同时考核综述、数据处理、实验设计等综合实验能力和实验室工作素质。此外，还能够有效训练学生的学习能力、解决问题能力、实践能力和创新能力，并促进了实验教学水平提高。     

弱还原气氛下水稻秸秆对晋城无烟煤的助熔机理

以高灰熔点的晋城无烟煤和水稻秸秆为研究对象,通过CaO-Al_2O_3-SiO_2三元相图、X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜耦合X射线能谱分析(SEM-EDX)研究了弱还原气氛下水稻秸秆对晋城无烟煤的助熔机理。随着水稻秸秆添加比例的增加,灰熔融特征温度呈下降趋势,灰中碱性氧化物CaO、Na_2O和K_2O含量增多,结渣指数Rb/a值在0.20-0.69;当水稻秸秆添加量为20%(质量分数)时,流动温度(FT)降低至1 369℃,可满足气化炉液态排渣的要求;水稻秸秆的添加降低了灰中液相出现的温度,增加了液相物质出现的比例和几率,使灰更易发生熔融;混合灰中所形成的钠长石等低熔点矿物质以及钙长石、石英和莫来石所形成的低温共熔物导致灰熔点降低。