13C固体核磁共振分析煤中含氧官能团的研究

采用 ¹³C交叉极化/魔角旋转-核磁共振（¹³C CP/MAS NMR）技术对四种煤进行分析，结合化学分析方法，考察了含氧官能团的分布规律，尤其是非活性醚键的含量。结果表明，¹³C CP/MAS NMR方法可以定量分析煤中部分含氧官能团，四种煤中羧基和羰基的含量分别为0.00~1.41和0.45~1.91 mol/kg；¹³C CP/MAS NMR与化学分析方法结合，可以定量解析煤中非活性醚键的含量，四种煤的醚键含量值为5.33~10.54 mol/kg，而活性醚键含量仅为0.04~0.13 mol/kg，煤中醚键的赋存状态以非活性醚键为主。     

低阶煤中含氧官能团分布的研究

采用化学法测定了四种典型中国低阶煤中羧基、醇羟基、酚羟基、甲氧基和羰基含氧官能团。其中,羧基的定量分析采用醋酸钙溶液和pH值为8.3的缓冲溶液进行,分析了测定条件对羧基和酸性含氧官能团测定结果的影响。结果表明,在N₂气氛下比空气条件下测定羧基含量准确,褐煤中羧酸根的主要存在形式为羧酸盐,酸洗后煤样中酚羟基的测定值随着离子交换溶液pH值的增加而增大;褐煤中的含氧官能团主要是羧基和羟基,分别占总氧量的34.49%和34.79%;在不同低阶煤中存在不同含量的羰基,甲氧基含量较小。     

基础化学与特色专业化学的承接与协调——以煤化学中“胶质体”为例

针对特色专业化学教学过程中与基础化学知识的承接和协调问题，将繁杂的基础知识和专业理论设定成不同的学习目标，对课程内容重新梳理和组织。以PBL教学理念进行教学设计，强化学习过程中的自我管理和解决问题的能力；以CBL模式进行案例分析，将抽象枯燥的理论知识变成直观、生动、形象的案例，促使学生不断思考该问题或现象出现的原因和机制，克服了普通教学法理论与实践相互联系不足的缺点。对知识点的讲解采取"因-果"相承、"点-面"结合、"抽象-具体"对照的授课方法，获得了良好的教学效果。     

基于Hansen溶度参数的煤直接液化残渣超临界萃取

以丙酮、异丙醇和苯为溶剂在超临界状态下对煤直接液化残渣进行萃取,应用溶度参数分析了超临界萃取环境中溶剂和萃取原料的变化;基于Hansen拓展方法建立了关联Hansen溶度参数和萃取收率的理论方程.结果表明,临界温度较高.以色散力溶度参数为主的苯的萃取收率明显高于其它2种溶剂;液化残渣中可萃出组分的理想溶解度随温度的升高而增大,该效应也是超临界溶剂萃取重质组分时萃取收率提高的重要原因;萃取收率与Hansen溶度参数之间的回归模型与实验结果具有较好的一致性,证明Hansen溶度参数理论和Hansen拓展方法适用于描述煤直接液化残渣的超临界萃取过程.     

污染土壤重金属稳定化修复的综合性实验

添加不同种类改良剂对污染农田土壤进行有毒重金属的稳定化修复,内容包括土壤样品制备与培养、pH测定、重金属离子总浓度及有效态浓度测定。首先,学生需要在实验过程中熟练掌握电子天平、pH计、微波消解仪和电感耦合等离子体质谱的操作规程。其次,学生能够在课后利用固化率公式处理数据和评价不同改良剂对重金属的稳定化修复效果,并进行机理解析。本实验不仅可以加强学生对相关专业理论知识的理解和精密化学仪器的使用,还能够培养学生综合运用所学专业知识解决实际应用问题的能力,并进一步激发学生探索化学前沿新知,从而达到拓展创新的培养目标。     

熔融灰渣侵蚀耐火材料的界面特性研究

研究了碱酸比不同的3种熔融煤灰(A、J1和J2)在莫来石和刚玉两种耐火材料上的界面特性。结果表明,A对莫来石和刚玉都有很好的润湿性,而J1和J2对这两种耐火材料则经历由不完全润湿到润湿的过程。熔渣与耐火材料(S-R)界面宽度随着接触角减小而增大。从灰渣开始熔融至1 520 ℃,熔融煤灰J1在耐火材料表面上的接触角随着倾角的增加而减小;当倾角为20°时,其接触角突然增大。SEM-EDS分析表明,由于界面反应,A比J1更容易渗透进入耐火材料内部。对于碱酸比不同的煤灰,渗透和酸碱反应是熔渣对耐火材料腐蚀的关键。     

NiW/Al2O3-Y催化剂的制备及其对煤焦油加氢处理的研究

以不同比例的γ-Al₂O₃和Y型分子筛为混合载体制备NiW/Al₂O₃-Y催化剂,采用N₂低温吸附、XRD、H₂-TPR 和 NH₃-TPD对其进行表征,并在固定床上通过甲酚-萘溶液的加氢处理反应对催化剂活性进行评价。结果表明,催化剂均具有良好的加氢脱氧及加氢饱和性能,异构化及裂化产物随分子筛含量的增加而增加,催化剂酸性增加更有利于萘加氢产物中反式十氢萘的生成。以较佳催化剂对低温煤焦油馏分进行加氢处理,采用GC-MS和元素分析等对油品进行分析。原料中绝大部分酚类化合物及双环芳烃转化为茚、环烷烃和氢化芳烃等化合物,同时明显降低了杂原子尤其是硫和氧的含量。     

低温加压热解脱氧对胜利褐煤亲水性的影响

在固定床反应器中考察了低温（200~350 ℃）、加压（0.25~8.00 MPa）热解条件下胜利褐煤主要含氧官能团的变化规律,并进一步分析了褐煤中含氧官能团的脱除对其吸水能力的影响。结果表明,温度升高对胜利褐煤中羧基和酚羟基的脱除非常有效,压力变化对羧基脱除影响极小,而在3.00~4.00 MPa时对酚羟基脱除效果最佳;同时羧基对煤样的表面极性和亲水性具有决定性作用,当羧基含量不变时,固体比表面积对煤样的吸水性影响相对较明显。