低中煤级煤结构演化的XRD表征

通过对28个最大镜质组反射率0.30%-2.05%镜煤样品的X射线衍射(XRD)分析,获得XRD结构参数,得到这些参数随反射率增大呈现的阶段性规律。在镜质组反射率小于1.0%阶段,L_a和L_c急剧增加,d_(002)迅速减小,含氧官能团的脱落和脂肪长度支链化程度减小占主导;在1.0%-1.6%阶段,L_a持续增加,d_(002)先增加后减小,L_c先减小然后趋于平稳,芳香体系脱氢和调整空间位阻同时进行;在1.6%-2.0%阶段,d_(002)持续减小,L_c和L_a的增大,煤结构演化以芳构化为主。XRD结构参数演化与第一、二次煤化作用跃变关系密切。     

基于醛类交联剂的煤焦油沥青族组分改性石油沥青

以中温煤焦油沥青的四氢呋喃萃取物(THFS)对石油基质沥青进行改性,考察了掺混量、掺混温度和不同种类交联剂对改性沥青性能的影响,确定了THFS最佳掺混量为8%,最佳掺混温度为135℃,甲醛交联剂的最佳掺混量为0.8%,三聚甲醛的最佳掺混量为0.2%。考察了两两和单族组分对基质沥青的改性性能,发现重油(HS)使得改性沥青的针入度、延度增大,沥青烯(A)和甲苯不溶四氢呋喃可溶物(PA)提高感温性,软化点升高。随着醛类交联剂的添加,提高了改性沥青的抗老化性能;甲基(CH_3)、亚甲基(CH_2)透射峰强度逐渐变强,770-730 cm~(-1)、710-690 cm~(-1)和770-810 cm~(-1)苯环取代透射峰强度逐渐增强,1 010~(-1) 270 cm~(-1)处C-O-C伸缩振动峰逐渐增强;热解峰温向高温移动,残炭率增加2%;改性粒子呈现一种连续的流线分布,添加三聚甲醛的改性沥青的流线分布更加集中。     

利用SiO2-Al2O3-CaO-FeOx四元体系评价煤中矿物质的热及流变特性研究

利用SiO₂-Al₂O₃-CaO-FeO_x四元体系研究了煤中矿物质热和黏温特性规律。 利用热机械分析、差热、X射线衍射和热力学模拟以及高温旋转黏度计分析了矿物质的高温演化、反应和黏温特性（1 700℃到固化温度）。结果表明,热机械分析和差热可以较好地在线考察矿物质高温特性。二氧化硅和氧化铝从低温矿物转变成高温形态,表现出稳定的结构和高黏度;另一方面,加入氧化钙或氧化铁可以起到助熔剂的作用,显著加快二氧化硅和氧化铝的反应和转化并降低黏度。氧化亚铁相比氧化铁和四氧化三铁表现出更明显的降低黏度的作用,而氧化铁还原成金属将显著提高体系黏度。三价铁离子与铝类似,可构成网架结构。另外,氧化铁在弱还原或高温下将产生部分二价铁离子对网架机构进行调整。氧化钙的存在可以加强四元体系中氧化铁的溶解能力,进而降低黏度。     

氨基功能化的金属有机框架与模型燃油中含氮化合物的结合作用

合成了金属有机骨架MIL-53(Al)和MIL-53(Al)-NH_2,并且将其作为吸附剂去除油品中的含氮化合物(喹啉和吡咯)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、FT-IR光谱以及热重分析等对两种吸附剂进行了表征。结果表明,MIL-53(Al)-NH_2能够快速地吸附油品中的喹啉/吡咯并且显示了较高的吸附容量,但MIL-53(Al)对喹啉/吡咯的吸附容量较低,原因是MIL-53(Al)-NH_2和喹啉之间存在有利的氢键结合,但MIL-53(Al)-NH_2与吡咯的氢键作用相对较低。研究了影响吸附容量的因素,包括吸附时间和温度。采用准一级和准二级动力学模型拟合了喹啉和吡咯的吸附数据,研究了MIL-53(Al)-NH_2对喹啉和吡咯的吸附等温线和吸附热力学。通过简单的溶剂洗涤使得MIL-53(Al)-NH_2再生,并重新用于吸附过程。     

SiO_2负载磷钨钒杂多酸杂化材料的制备及其氧化脱硫性能的研究

利用磷酸氢二钠、偏钒酸纳和钨酸钠为原料,合成了具有Keggin结构的磷钨钒杂多化合物(H5PW10V2O40),并与1-丁基-3-甲基咪唑溴(BmimBr)离子液体反应生成一种杂多酸杂化材料([Bmim]5PW10V2O40)。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)和紫外可见光谱(UV-vis)对所合成的杂多酸杂化材料进行表征。结果表明,[Bmim]5PW10V2O40具有咪唑阳离子基团和Keggin型杂多阴离子基团的结构特征,并且两种基团之间存在相互作用。以SiO_2为载体制备负载型的杂多酸杂化材料催化剂[Bmim]5PW10V2O40/SiO_2,以H2O_2作为氧化剂,考察该催化剂对模拟油中DBT的氧化性能,并优化氧化反应条件,在反应温度40℃,O/S物质的量比为3.0的条件下,反应50min,模拟油品中的DBT的转化率可以达到100%。催化剂可以通过离心法分离,经过干燥之后,可以循环使用至少七次,而对DBT的氧化活性没有降低。     

Co-APO-5分子筛催化的环己烷选择氧化:溶剂和改性方法对其催化性能的影响

通过合成改性制备了系列Co-APO-5分子筛催化剂,用于环己烷选择氧化,研究了溶剂和改性方法对其催化性能的影响。结果表明,含有π键的极性溶剂对环己烷选择氧化反应有利,环己烷转化率随着π键极性的增加而提高。引入Si和F降低了Co-APO-5分子筛骨架中四配位钴的含量;引入F后Co-APO-5分子筛的结晶度有所提高,而引入Si则能改善Co物种的氧化和还原性,提升其催化反应活性。同时,Co-APO-5的催化活性与其骨架中四配位Co（Ⅱ）的含量相关,说明骨架Co（Ⅱ）是环己烷选择氧化的催化活性中心。     

加压热解气氛对碳酸钾催化煤热解过程中硫迁移的影响

在加压热解装置上,考察了碳酸钾及热解气氛对煤热解过程中硫分布及其形态的影响。结果表明,碳酸钾通过捕获H_2S增加了半焦硫含量,同时可将煤焦表面活化,导致煤中有机质与黄铁矿分解产生的活泼硫结合形成新的有机硫。氢气能促进煤中硫的脱除,但是碳酸钾存在下热解释放的硫一部分以K_2S的形式固定于半焦中。水蒸气可显著促进煤中黄铁矿的分解,同时可与煤焦中的K_2S反应,降低半焦中的硫含量。两段床催化气化炉中,碳酸钾催化剂经热解后不影响其对煤焦的催化性能。     

煤燃烧过程中铍的迁移转化特性研究

通过热力学平衡模拟计算煤燃烧过程中铍的形态转化,采用高温真空管式炉进行含铍化合物与矿物的固固反应实验,以及富铍煤中加入添加剂的燃烧实验,通过X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光探针(XRF)以及电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)揭示煤燃烧过程中铍的迁移转化规律。结果表明,模拟计算发现铍只与含铝化合物反应生成BeAl_2O_4和Be Al6O10,同时固固反应实验也印证了这一结论,但反应温度在1 000℃左右,明显高于模拟计算温度650℃。添加Al_2O_3的富铍煤在燃烧时,由于铍与Al_2O_3发生反应,铍的释放率明显降低,最高降低33%以上;添加了伊利石的富铍煤,由于伊利石与铍的反应温度高于Al_2O_3,其抑制作用弱于Al_2O_3;而高岭石由于与铍的反应温度过高,在高岭石与铍发生反应产生抑制效果之前,部分铍已经在燃烧过程中释放出去,因此,抑制效果最差。     

Au/BiOBr/石墨烯复合物的制备及其苯酚降解光催化性能

采用水热法和多巴胺还原法制备了Bi OBr、Bi OBr/石墨烯和Au/Bi OBr/石墨烯光催化剂,并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等方法表征其形貌、相结构、光谱吸收性质以及组成结构。在可见光照射下,通过对水相中苯酚的降解,考察了Au/Bi OBr/石墨烯复合光催化剂活性。结果表明,由于量子效率的提高、带隙能的降低(2.25 e V)以及Au表面等离子体共振,复合光催化剂表现出比纯Bi OBr更高的光催化活性,Au/Bi OBr/石墨烯复合物在180 min内对苯酚降解率可达到64%。     

噻吩在Au_(13)和Pt_(13)团簇上加氢脱硫的反应机理比较

采用密度泛函理论研究了噻吩在立方正八面体的M_(13)(M=Au、Pt)团簇上的吸附和加氢脱硫行为。结果表明,噻吩以环吸附于Au_(13)上的Hol-tri位或Pt_(13)上的Hol-quadr位时最稳定,且Pt_(13)上的吸附稳定性更高。在M_(13)催化体系中,按间接加氢脱硫机理,反应可能依顺式加氢的方式进行;其中,C-S键断裂开环所需的活化能最高,是反应的限速步骤;按直接加氢脱硫机理,HS加氢所需活化能最高,是反应的限速步骤。同时该机理总体所需活化能较间接加氢脱硫机理更低,是更为合理的脱硫机理。噻吩加氢脱硫过程中,Au_(13)体系为放热反应,而Pt_(13)体系为吸热反应,并且Au_(13)体系加氢所需活化能更低;因此,Au_(13)更有利于噻吩加氢脱硫反应的进行。