煤的缔合结构研究 Ⅰ 溶液缔合动力学

研究了煤可溶组分——吡啶不溶物（PI）在溶液中的缔合动力学，该PI系二硫化碳/N-甲基-2-吡咯烷酮（CS2/NMP）混合溶剂可溶组分。结果表明PI在NMP溶液中的缔合属于反应控制机理，并提出了二步动力学反应过程，即基本缔合单元的生成和缔合单元之间的缔合。通过实验获得了有关缔合的动力学参数，PI在NMP溶液中二步缔合的活化能分别为73.3 kJ/mol和21.6 kJ/mol。温度对缔合速率的影响显著，随着温度的升高，缔合速率增加。由于PI分子在CS2/NMP混合溶剂中相对NMP具有较高的扩散性，因而其在CS2/NMP混合溶剂中缔合速率较NMP快。此外，还讨论了PI在溶液中的缔合机理。     

煤沥青可溶组分在甲苯中缔合行为的研究

采用流体力学参数法研究了煤沥青可溶组分TS在甲苯中的缔合行为,确定了TS在甲苯中不同温度下的临界缔合浓度,并计算出缔合过程中成核阶段和成团阶段的缔合动力学参数。结果表明,293~353 K,TS溶液黏度随浓度的增加而增加,在13~26 g/L的浓度时出现了拐点,且拐点随温度升高而沿坐标轴方向右移。成核阶段和成团阶段均为一级缔合反应,两阶段活化能分别为17.25和12.41 kJ/mol。     

煤的水热处理对其缔合结构的影响

对四种不同变质程度的烟煤进行了热处理和水热处理,采用二硫化碳N甲基吡咯烷酮（CS2 NMP,1∶1 volume ratio）混合溶剂在室温下对原煤及处理后的煤进行了抽提。结果发现,适当条件的热处理和水热处理均可以提高其在混合溶剂中抽提率,水热处理较热处理更能有效增加煤的抽提率。红外光谱分析表明,水热处理的煤样在波数为3410cm－1左右的吸收峰变小,由于水热解处理后氧的脱除而使—OH减少,使得由羟基形成的H键被削弱,因而抽提率增加。水热处理具有脱除矿物质的作用,对高变质程度的煤还可以脱除原煤中的π阳离子缔合,从而可以明显提高其抽提率。此外,对煤的水热解机理进行了探讨。     

常压升温下油煤浆表观黏度变化的研究

为探讨煤直接液化工艺中油煤浆表观黏度随温度升高的变化规律,利用高温黏度计测定了煤浆体系的黏度,考察了溶剂、煤浆浓度、煤中含水量和不同显微组分等因素以及剪切速率、配浆温度、溶胀作用等对煤浆黏度 温度特性的影响。研究结果表明,低温下影响煤浆黏度变化的主要因素是溶剂本身的性质,煤浆的表观黏度随温度升高而降低;随温度继续升高在较宽温度范围内黏度变化不大,这是由溶剂性质以及煤在溶剂中的溶胀行为共同作用的结果;当温度达到约220℃后继续升高温度溶胀作用逐渐占优势,从而导致煤浆体系的表观黏度逐渐增大。     

高压加热条件下油煤浆黏度测定的研究

高压、加热条件下油煤浆的黏度,对煤直接液化工艺中煤浆预热器和反应器的设计非常重要.……     

煤微孔表面的分形维数及其变化规律的研究

本文利用气体吸附数据确定了各种煤阶煤（从褐煤到无烟煤）和煤焦气化反应过程中微孔表面的分形维数及其变化规律。这有助于进一步认识煤的孔结构特征。     

煤燃烧过程中表面结构变化的SEM图像分析

介绍了SEM图像分析的多种方法,并讨论了各自的描述能力,利用这些方法分析煤在燃烧各阶段SEM图像,通过研究得到煤在燃烧过程中表面分形维数的变化规律,同时可获得表面孔的某些参数变化历程。分析表明,淮南低变质煤在850℃燃烧过程中,煤焦颗粒表面的分维数有一个先变低后变高的过程,煤焦表面分维数在2.2至2.5区间内变化;同时孔径分布由近双曲线分布变化为近正态分布,孔油加权平均形状因子增加,在研究过程中发现,不同的计算方法会对图像的分形维数值产生影响,确定合适的计算方法是分形理论在煤燃烧领域中应用的关键。通过比较发现Xie法较为适合计算煤焦表面SEM图像。     

胜利煤液化油煤浆表观黏度的影响因素研究

采用高温黏度计测定了胜利褐煤液化油煤浆在常压加热条件下的表观黏度,考察了煤浆质量分数、煤粉粒径、溶剂性质以及温度、剪切时间、剪切速率、溶胀等因素对煤浆体系表观黏度的影响。在常压室温至350℃的范围内,比较了胜利煤在起始溶剂和循环溶剂两种煤浆体系中的表观黏度。研究结果表明,胜利液化油煤浆体系是一种非牛顿流体,随着温度的升高,煤浆体系的黏度呈现先快速下降,然后基本保持不变,最后又逐渐上升的趋势。煤浆黏度保持不变的温度区间和黏度开始出现增加的温度随着煤浆的质量分数、煤粉的粒径以及配制煤浆所用溶剂的不同而不同。     

NaCl对疏水缔合聚合物溶液性质的影响研究

研究了NaCl对疏水缔合聚合物溶液性质的影响。结果表明,所合成的疏水缔合聚合物的特性粘数随NaCl浓度的增加而降低,其表观粘度则先降低后增加,继续增加NaCl浓度,溶液粘度降低,但仍保持很高的粘度。环境扫描电镜(ESEM)研究表明,疏水缔合聚合物在去离子水体系中会形成网状结构,而在NaCl浓度为5g·L-1的溶液中,ESEM照片显示疏水缔合聚合物的结构为致密的树枝状结构,且存在一临界缔合浓度。     

含氟疏水缔合聚丙烯酰胺的制备及溶液性质研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、四氟丙醇(FOH)和烯丙基聚乙二醇(APEG1200)为原料合成了含氟表面活性单体(FSM),并以FSM为疏水单体,在它的胶束溶液中实现了其与丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的水溶液共聚合,制备出含氟疏水缔合聚丙烯酰胺(FAPAM)。采用流变仪研究了FAPAM水溶液的疏水缔合性能,并考察了盐、剪切率和温度对FAPAM缔合性能的影响。结果表明,FAPAM水溶液的疏水缔合性能受FSM含量的影响,具有一定的耐盐性。FAPAM属于假塑性体系,表现出较强的抗剪切性能。适当升高温度对FAPAM水溶液的疏水缔合有一定的促进作用。     

从头算量子化学计算方法对硝酸锂溶液中存在的离子缔合物种及缔合过程的研究

利用量子化学计算方法,在HF/6-31+G*水平下对硝酸锂溶液中可能存在的离子缔合物种,以及当浓度升高时溶液中发生的离子缔合过程进行了研究.硝酸根与水合锂离子可形成溶剂共享离子对、接触离子对、三离子及多离子团簇等离子缔合物种,在所有的缔合物种中,锂离子大都以形成四配位四面体结构为主,只有少数情况下存在能量较高的五配位结构.以上3种水合离子缔合物种中的v1(NO3-)频率与水合硝酸根中的参比值相比,分别发生1.4,-6.9以及大于2.8 cm-1的蓝移,考虑到实验光谱中v1(NO3-)带是持续蓝移的.推测的硝酸锂溶液在浓度升高时发生离子缔合的过程可简略表示为"自由水合离子→溶剂共享型离子对→阳-阴-阳型三离子团簇→链状多离子团簇→网状多离子团簇→晶体".这个过程与在硝酸镁和硝酸钠中的缔合过程是相似的.     

疏水缔合聚丙烯酰胺的合成及溶液性能研究

水溶性疏水缔合聚合物是在聚合物亲水主链上引入极少量疏水基团(一般小于2ｍｏｌ%)而形成的一种新型水溶性聚合物[1]。由于这类聚合物具有独特的流变性能,因而备受学术界和工业界关注。目前已作为涂料增稠剂[2]和流变改性剂[3]得到了应用,而通过在部分水解聚丙烯酰胺(ＨＰＡＭ)的亲水主链上引入少量疏水单体而形成的疏水缔合聚丙烯酰胺(ＨＡＰＡＭ)则可望克服ＨＰＡＭ耐温、耐盐性差的缺陷[4]而作为新一代水溶性聚合物材料用于油气开采作业[5,6]。由于亲水单体和疏水单体的不相容性,通常通过在反应溶液中加入表面活性剂使亲水单体和疏水单体…     

从头算量子化学计算方法对高氯酸镁溶液中存在的离子缔合物种及缔合过程的研究

使用了量子化学计算方法在HF/6-31＋G*水平下对高氯酸镁溶液中的高氯酸根水合, 可能存在的离子缔合物种以及离子缔合过程进行了研究. 高氯酸根的第一水合层至少需要6个水分子才能填满, 在水合数6以下时, 每增加一个水分子可以造成v₁-频率1.7 cm^－1的蓝移. 高氯酸根与第一个无水镁离子结合可以造成较大的红移, 与第二个和第三个镁离子结合后, 可使v₁-频率连续的反向蓝移, 这种变化与镁离子的极化作用相关. 高氯酸根与水合镁离子可形成水合的缔合物种, 包括溶剂共享离子对、接触离子对、溶剂共享型三离子团簇和接触型三离子团簇, 其中溶剂共享型离子对和含有两个高氯酸根和一个镁离子的三离子团簇, 可对v₁-频率造成较小的蓝移, 与实验的拉曼光谱符合较好. 高氯酸镁在溶液浓度升高时发生的离子缔合过程被推测为: 自由水合离子→溶剂共享型离子对→含有两个高氯酸根的溶剂共享型三离子团簇→六水合高氯酸镁晶体, 这一过程与硫酸镁有较大不同而与硝酸镁接近.     

酚类在芳烃溶剂中的缔合溶液热力学

用凝固点降低法测量了对甲酚、间甲酚、邻甲酚、2,4-二甲酚、2,6-二甲酚以及对甲酚+间甲酚、对甲酚+邻甲酚、间甲酚+邻甲酚、2,4-二甲酚+2,6-二甲酚的1:1摩尔比混合物等为溶质, 溶剂为苯或对二甲苯的活度系数, 用Wiehe-Bagley型的连续缔合模型对数据进行了处理, 得到了各种酚的自缔合常效K_A. 在同一溶剂中, K_A依下列顺序减小: 对甲酚>间甲酚>邻甲酚; 2,4-二甲酚>2,6-二甲酚. 各混合酚的表观K_A 介于两种纯酚的K_A之间.     

疏水缔合水溶性聚合物AO的溶液粘度行为研究

研究了稀溶液中疏水链链长、无机电解质NaCl和CaCl2对疏水缔合水溶性丙烯酰胺／甲基丙烯酰氨乙基-二甲基烷基溴化铵／丙烯酸钠共聚物(AO)在水溶液中的特性粘数和Huggins常数的影响，以及聚合物AO-8的特性粘数和Huggins常数随温度的变化。结果表明：在稀溶液中，无机电解质离子强度增大，共聚物AO在NaCl和CaCl2溶液中的特性粘数减小，Huggins常数增大。在亚浓溶液范围对聚合物质量分数、温度、剪切速率及NaCl含量对聚合物的水溶液表现粘度的影响进行了研究，观察到疏水缔合聚合物盐水溶液在NaCl含量提高的情况下，出现的增粘现象。     

一种水溶性疏水缔合聚合物二临界缔合行为研究

对三元共聚疏水缔合聚合物（丙烯酰胺／十八烷基二甲基烯丙基氯化铵／苯乙烯）的临界缔合浓度进行研究,发现其具有二临界缔合现象以及其在二临界缔合浓度附近不同的耐温抗盐的流变行为。研究结果表明,该疏水缔合聚合物的第一临界缔合浓度（C1^＊）为500mg／L,第二临界缔合浓度（C2^＊）为2400mg／L;C2^＊附近聚合物溶液的耐温性能较差;抗盐性能表现出三种不同的情况：随着盐质量浓度的增加,C〈C1^＊时,溶液粘度下降;C1^＊〈C〈C2^＊时,溶液粘度先增加后下降;C〉C2^＊时,溶液粘度先快速增加,后缓慢增加,最后下降。     

两亲性香豆胶衍生物溶液中的缔合行为

以共价酯键方式将长链十二烷基与十六烷基引入羧甲基化香豆胶的大分子骨架上,制得了不同取代度的两亲性香豆胶衍生物(HmCmFG).采用稳态荧光法,通过探针芘的发射光谱与激发光谱研究了HmCmFG在NaCl溶液中的疏水缔合行为.结果表明:增加疏水烷基链长、提高烷基取代度或增大NaCl浓度均有利于疏水缔合作用的增强,使由芘激发谱中荧光响应值显著变化得出的临界缔合浓度降低.在一定HmCmFG浓度(cP)范围内,芘在疏水微区与水相中的浓度比值(cm/cw)与cnp成正比关系(n为幂指数),拟合计算的荧光响应曲线与实验结果相符合,得出芘的分配系数(KP)随疏水烷基取代度增加而增大.     

微嵌段疏水缔合聚合物/十二烷基硫酸钠溶液体系的流变特性

研究了疏水微嵌段长度和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对聚/表体系的流变性的影响。研究表明,微嵌段长度对疏水缔合聚合物溶液的粘性有较大影响,嵌段越长聚合物越容易发生分子间缔合其溶液粘度越大。随着SDS的加入,各聚/表体系粘度短期内出现一个极值,然后降至一个稳定值,嵌段长度越长,其极值点越大。聚合物与SDS体系表现出的剪切增稠和粘弹性特征也随嵌段长度增加而增大。通过研究不同体系平台区模量(G0)和特征松弛时间(TR)的变化规律,发现嵌段长度和SDS含量对聚/表体系物理交联缔合点的密度有较大影响,对缔合点强度影响较小。本文有助于更好地解释微嵌段疏水缔合聚合物与表面活性剂相互作用的内在因素。     

气液色谱有限浓度法研究醇类在芳烃溶剂中的自缔合及交叉缔合

气液色谱有限浓度法研究醇类在芳烃溶剂中的自缔合及交叉缔合王毅琳,周效贤,李松林,郑国康（兰州大学化学系,兰州,７３００００）关键词醇,自缔合,交叉缔合前文［１］用气液色谱有限浓度法研究了Ｃ４各正构醇在角鲨烷中的活度系数．本文报道在３１３．１５Ｋ下对Ｃ...     

用从头算法研究高氯酸钠溶液中存在的离子缔合物种及缔合过程

采用量子化学计算方法在HF/6-31+G*水平下对高氯酸钠溶液中可能存在的离子缔合物种及浓度升高时溶液中发生的离子缔合过程进行了研究. 高氯酸根与水合钠离子可形成溶剂共享离子对、接触离子对、三离子及多离子团簇等离子缔合物种, 当体系中水比较充足时, 钠离子可以保持较规整的六配位八面体构型, 而当水分子比较少时, 则生成不规则的五配位构型. 以上水合离子缔合物种中的ν₁-ClO₄^-频率与水合硝酸根中的参比值相比, 分别发生4.7, 8.5及14~17 cm^-1的蓝移, 除以影响因子后, 其与实验结果符合得很好. 通过将计算结果与实验结果进行对比, 高氯酸钠溶液在浓度升高时发生离子缔合的过程可简略表示为“自由水合离子→溶剂共享型离子对→单齿接触离子对→阳-阴-阳型三离子团簇→链状多离子团簇→网状多离子团簇→无定形晶体”. 这个过程与硫酸镁相似, 而与硝酸镁、高氯酸镁和硝酸钠不同.