显化反应条件视角 发展反应调控意识——受控的燃烧

以波义耳研究燃烧的史实为背景,创新设计燃烧条件的探究实验,并提出“条件叠加式”燃烧条件探究新思路。以“燃灭控”为主线,一以贯之地显性化“条件是认识化学反应的一种基本视角”,落实“在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化”的化学观念。基于调控化学反应思想创新设计“燃旺弱灭”反应控制视域,统整开展“情境”“活动”与“任务”三位一体的学习活动。重置教材实验的教学价值取向,结合燃烧的形式美、汉语言文字解读,将化学学科知识与美育、汉语言文化领域跨领域融合。     

热力学数据对1, 3-丁二烯燃烧特性的影响

基于G4方法, 计算了1,^{3-丁二烯框架燃烧反应机理中102个物种的热力学数据, 并考察了振动非谐性、 频率校正因子以及受阻内转动对结果的影响. 结果表明, 考虑振动非谐性或采用不同的频率校正因子, 对热力学数据的影响不大; 考虑内转动后, 对热力学数据有较大影响. 而且考虑内转动后, 得到的热力学数据与实验热力学数据吻合得更好. 用所得热力学数据模拟了1,3-丁二烯的绝热燃烧温度以及点火延迟时间, 结果显示, 要得到可靠的绝热火焰温度, 对小分子(如CO和CO₂等)的热力学数据需要采用实验结果. 将用所得热力学数据模拟得到的点火延迟时间, 与机理本身的热力学数据所得点火延迟时间进行对比, 二者差别显著, 表明所得热力学数据主要通过改变一些反应的逆反应速率常数来影响点火延迟时间. 进一步确定了用所得热力学数据对点火延迟时间有显著影响的一些物种.}     

高频感应炉燃烧–红外吸收法测定银杏及银杏叶中的硫含量

采用高频感应炉燃烧–红外吸收法测定银杏叶、银杏果肉、银杏壳和银杏仁中的硫含量。样品以艾士卡试剂为熔融剂,在800℃马弗炉内熔融1 h,冷却后测定硫含量。硫的质量分数在0.40%~4.00%范围内与吸收峰面积呈良好的线性关系,线性相关系数为0.990 4,检出限为0.000 9%。测定结果的相对标准偏差为4.04%(n=11),平均加标回收率为101.03%。将红外吸收法与电感耦合等离子体原子发射光谱法及硫酸钡重量法进行比对试验,3种方法测定结果相一致。利用该方法测定了不同区域银杏叶中硫的含量,结果表明,风景区和居民区银杏叶干燥基全硫的含量较低,重工业区硫含量较高。对同一地区的银杏果肉、银杏壳、银杏仁中干燥基全硫的含量进行比较,结果表明银杏果肉硫含量最高,银杏壳次之,银杏仁最低。该方法灵敏度高,重现性好,可用于银杏及银杏叶中硫含量的准确测定。     

森林阴燃火排放特性：研究前沿与展望

森林阴燃火是世界上最大尺度的燃烧现象之一,其排放在全球大气碳循环中扮演着重要的角色。然而其产生并累积的复杂排放物会导致区域性的雾霾灾害,严重威胁居民和消防人员的健康安全。尽管林火排放给社会经济生活带来诸多不良影响,但目前对森林阴燃火排放特性的科学认识还不足。本文总结了阴燃与明火排放的差异、影响阴燃排放的因素,以及在不同尺度研究中用于不同森林可燃物排放的测量方法。此外,本文还统计汇编了文献中包含主要火灾气体和颗粒物产物在内的排放因子数据,分析发现除CO₂及CO外,森林阴燃火产物的排放因子随分子质量的增加而逐渐减少。本文有助于提高对阴燃排放的科学认知,为防治由阴燃林火导致的雾霾灾害提供了丰富的数据基础。     

重度原油注空气低温氧化过程研究(英文)

低温氧化反应对现场燃烧(ISC)技术点火的成功有十分重要的影响.采用高压氧化管,研究了不同温度压力下,新疆克拉玛依重度原油的低温氧化过程.结果表明,温度和压力的变化对低温氧化反应的放热程度、持续时间以及气体产物有明显影响.适合油样低温氧化反应的温度和压力分别为150℃和10MPa.此外,采用纯组分替代原油族组分进行低温氧化实验,研究低温氧化反应对原油族组分(饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质)含量的影响.结果表明,原油所含族组分中,芳香烃组分最易被氧化,其含量由氧化前的19.17%减少到12.38%(150℃)和9.51%(250℃).随着低温氧化过程的进行,结构复杂的族组分(胶质、沥青质)的含量明显增加.实验数据对油藏实施注空气技术,以及该技术现场实施条件的确定有十分重要的指导意义.     

固定床煤贫氧燃烧有机气体排放特性的GC-MS研究

在设计的可移动式固定床上对神木煤在煤颗粒尺寸为3～5mm、烟气在炉膛内的停留时间为1.76s、过量空气系数为0.4和燃烧温度分别为1100、1400和1600 K条件下进行了燃烧实验。采用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)测试分析了烟气中有机气体的排放特性。结果显示,随着炉膛温度的升高,烟气中饱和脂肪烃的含量减少了42.98%,芳香烃含量增加了50.84%。这是由于存在的氧或含氧基团与部分饱和脂肪烃反应生成了二氧化碳和水,而芳香烃由于其氧化能力较差,在氧量不足时不容易发生氧化反应所致。     

微波诱导燃烧法合成类花状ZnO纳米材料及其晶体结构、荧光性质研究

以硝酸锌[Zn(NO3)2.6H2O]和尿素[CO(NH2)2]作前驱体,通过微波诱导燃烧技术可控合成具有不同形貌的ZnO纳米晶体,并用热重分析和差热分析进行了研究。对各种生长条件:微波功率,辐射时间和尿素/Zn2+物质的量的比对ZnO纳米晶体形貌的影响作了分析。结果表明:尿素/Zn2+物质的量的比对ZnO纳米材料的形貌具有显著影响。X衍射图表明合成的ZnO纳米结构呈六角形。傅里叶变换红外光谱图中400~500 cm-1处明显的峰为Zn-O的振动峰。ZnO纳米结构的发光光谱在366 nm的带边发射,因缺陷又由许多可见光发射峰组成。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射研究了花状ZnO纳米结构的增长机理。本方法仅需几分钟就获得的了ZnO纳米结构。     

酒石酸铅锆的制备、表征及其燃烧催化作用

以酒石酸、硝酸氧锆和硝酸铅为原料,合成出了双金属盐酒石酸铅锆,采用有机元素分析、X射线荧光光谱和FTIR对其进行了表征。在程序升温条件下,利用TG/DTG、DSC、固相原位反应池/FTIR联用技术,研究了酒石酸铅锆的热行为和热分解机理,描述了酒石酸铅锆的热分解过程,分析得出其最终分解产物为ZrO2、PbO和C。利用螺压工艺制备了含酒石酸铅锆的推进剂样品,研究了酒石酸铅锆对双基系推进剂燃烧性能的影响,分析了其燃烧催化作用。结果表明,酒石酸铅锆对双基系推进剂的燃烧具有良好的催化作用,是一种高效的燃烧催化剂;酒石酸铅锆热分解的最终产物PbO是催化燃烧的主要活性物质,推进剂燃烧过程中形成了氧化铅-铅循环催化体系,而锆和碳则起辅助催化的作用。     

固态研磨-燃烧法制CuO-ZnO-ZrO2/HZSM-5二甲醚合成催化剂

以柠檬酸为燃烧剂,采用固态研磨-燃烧法和机械混合法制备了CuO-ZnO-ZrO2/HZSM-5CO2加氢一步合成二甲醚双功能催化剂.采用固定床反应器,在反应温度270℃、压力为3.0 MPa、空速4 200 h-1条件下,考察了催化剂对CO2加氢一步合成二甲醚的反应性能,并采用XRD、BET、H2-TPR、NH3-TPD及XPS对催化剂的结构进行了表征.评价结果表明:随柠檬酸量的增加,二甲醚选择性和收率呈峰形变化趋势;当柠檬酸的量等于化学计量比的100%时,制备的催化剂具有较好的催化性能:CO2单程转化率为24.8%、二甲醚(DME)的选择性和收率分别为35.3%和8.7%.表征结果表明:柠檬酸的量影响催化剂的比表面积、还原性能以及CuO和ZnO的晶粒尺寸等,进而影响催化剂反应性能.     

碳酸钾催化的铁基氧载体煤催化化学链燃烧

研究了K₂CO₃催化剂及惰性担体对铁基氧载体煤化学链燃烧的影响.实验结果表明,K₂CO₃的添加可明显促进铁基氧载体与煤之间的反应速率,其原因可归结为从氧载体上迁移到煤颗粒上的K₂CO₃对煤-CO₂气化步骤的催化作用(该步骤为整个还原过程的速率控制步骤);由于K₂CO₃本身的促熔效果及加入K₂CO₃后导致的剧烈氧化还原反应,可以发现,K₂CO₃会增大铁基氧载体的烧结;不同惰性担体对铁基氧载体与煤的反应性影响不大,这是由于惰性担体对还原速控步没有影响;K₂CO₃在多循环化学链燃烧过程中依然可以保持一定的催化活性,另外由于催化剂的流失与失活,使得氧载体的反应活性有所下降.