SO2在Fe2O3颗粒表面不同温度下非均相反应的实验模拟

使用漫反射Fourier变换红外光谱(DFTIRS)、离子色谱(IC)及透射电子显微镜(TEM)对不同温度条件下SO2在α-Fe2O3颗粒表面的非均相反应过程进行实验模拟和监测,并分析了反应剧烈波段(8.7μm)的产物硫酸盐以及颗粒吸收和后向散射光学系数的变化.结果表明,在15-45℃内,硫酸盐生成量、生成速率以及吸收系数、后向散射系数都随反应温度的升高而呈现先增加后减少的趋势;同一反应温度下,硫酸盐生成速率随时间呈现先增大后减小,最后逐渐趋于稳定的演变;光学系数变化与硫酸盐生成量之间存在较好的指数关系.在当前全球气候变暖背景下,研究结果将对深入了解真实大气中SO2与矿尘非均相反应造成的气溶胶光学特性演变,以及定量评估其辐射强迫影响具有一定意义.     

原油组分低温氧化机理和反应活性实验研究

分析了原油和原油组分低温氧化的机理,通过实验进行了不同油品低温氧化反应,考察了氧化反应前后原油族组成的变化,并研究了单组分(正十六烷、蜡、蒽、沥青质)在不同温度下的低温氧化速率和反应活性,得出了不同原油组分的低温氧化反应的活化能。结果表明,稠油较轻质油有更好的氧化反应活性,在较低温度下稠油更容易被氧化,原油中不同组分及含量是影响氧化反应活性和氧化反应速率的重要因素,重组分的沥青质和长链烷烃在低温下(70~90℃)氧化活性较高,正十六烷和蒽反应活性较之重组分低。揭示了原油组分低温氧化反应机理以及不同组分氧化反应活性的区别,为油田注空气工艺方案设计提供基础。     

SO2在Fe2O3颗粒表面不同温度下非均相反应的实验模拟

使用漫反射Fourier变换红外光谱(DFTIRS)、离子色谱(IC)及透射电子显微镜(TEM)对不同温度条件下SO2在α-Fe2O3颗粒表面的非均相反应过程进行实验模拟和监测, 并分析了反应剧烈波段(8.7 μm)的产物硫酸盐以及颗粒吸收和后向散射光学系数的变化. 结果表明, 在15-45 ℃内, 硫酸盐生成量、生成速率以及吸收系数、后向散射系数都随反应温度的升高而呈现先增加后减少的趋势; 同一反应温度下, 硫酸盐生成速率随时间呈现先增大后减小, 最后逐渐趋于稳定的演变; 光学系数变化与硫酸盐生成量之间存在较好的指数关系. 在当前全球气候变暖背景下, 研究结果将对深入了解真实大气中SO2与矿尘非均相反应造成的气溶胶光学特性演变, 以及定量评估其辐射强迫影响具有一定意义.     

塑料焚烧过程中PAHs生成的动力学模拟

通过化学反应动力学机理,计算了塑料热解气在绝热燃烧反应体系中多环芳烃PAHs的生成情况。研究结果表明,在同样的反应温度下,随着燃烧摩尔比的增加,体系的反应不完全性加剧,同时PAHs生成峰值显著增加;在同样的燃烧摩尔比下,提高燃烧温度可以减小体系反应的不完全性,反应体系中PAHs生成峰值出现的时间均逐渐提前,同时其生成量也逐渐增大,随着反应温度的提高,生成PAHs的峰值幅度显著减小;在同样的反应体系温度和燃烧摩尔比下,纸张PAHs生成量比塑料和织物生成量小得多,而塑料和织物的PAHs生成量相当。     

正构烷烃氧化成醇的研究

我们进行的实验说明各种不同来源的蜡必须脱去芳香烃,才能氧化成醇。脱芳香烃的方法可采取硅胶吸附或硫酸精制.研究了各种影响氧化的因素后,发现减低空气量以代替惰性气体的稀释,或提高反应温度,或适当增加硼酸量,或使用硼酸酐部有利于醇的生成.延长氧化时间,即生成的酸增加.实验室中较好的氧化条件是200°,硼酸酐3%,空气流量150升/公斤.小时,氧化时间4小时.     

蛋白质在疏水色谱中的变性热力学

研究21-80℃温度范围内一些蛋白质和小分子在疏水相互作用色谱中的热行为。利用Van't Hoff作图(lnk'-1/T)测定蛋白质分子的热力学参数(ΔH°, ΔS°和ΔG°), 根据标准熵变(ΔS°)和标准自由能变(ΔG°)判断蛋白质在色谱过程中的构象变化, 通过ΔH°-ΔS°的线性关系估计蛋白质变性时的"补偿温度"(β), 鉴定蛋白质在疏水相互作用色谱中保留机理的同一性。     

正十六烷体系凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法,根据体系热容和自扩散系数的突变,计算了正十六烷体系以及正十六烷和降凝剂α-辛基萘、α-十二烷基萘及α-十六烷基萘等α-烷基萘混合体系的凝点,凝点降低结果与实验值相一致.用径向分布函数及末端距离分布对凝固温度附近体系的微观结构变化进行了研究.结果表明,凝固过程中正十六烷分子倾向于转变成为全反式的构象,以利于分子间平行有序的排列,这和熵减小的原理相一致.结合正十六烷的构象变化,探讨了烷基萘降凝的机理.     

平朔煤热解过程中PAHs的释放特性

利用热解-气质联用仪(PY-GC-MS)研究了平朔煤在不同热解温度下多环芳烃(PHAs)的释放规律,并探讨了该过程中PAHs的生成机理。研究结果表明,16种PAHs的生成总量随着热解温度的升高先增大后减少,在800℃达到最大值。且PAHs环数分布规律对热解温度具有显著的依赖性,不同环数的PAHs,其最大生成量时所对应的热解温度亦不同。随着热解温度的升高,煤结构中的桥键、芳香环上的脂肪侧链以及较难断裂的甲基、酚羟基等依次断裂,使得PAHs的生成量不断增加,当温度升高至1 000、1 200℃时,伴随着缩合反应加剧,大环PAHs的生成量继续增加。由总体趋势看出,平朔煤大分子网络结构的热裂解主要发生在600~800℃,热解缩合反应主要发生在高温下。平朔煤热解过程中的PAHs除小部分来自煤中可萃取的芳烃结构挥发外,主要来自煤中大分子芳香结构裂解以及热解生成自由基碎片的高温聚合。     

煤及水煤浆燃烧过程中NO_x 和SO_2生成的研究

本文系经试验室试验研究,探索煤及水煤浆燃烧过程中NO_x 产生的原因及加石灰脱硫的效果。试验表明,煤燃烧过程中,NO_x 主要由燃料中氮氧化产生,而热力NO_x 较低,其量仅为化学平衡值的1/12—1/14,不到产物中NO_x 总量的10%。试验还表明,煤中的氧参与此氮的氧化反应。在挥发物析出及其燃烧阶段,NO_x 生成较快,占总生成量的30%,而SO_2生成量为总生成量的15—20%,其余在焦碳燃烧阶段生成。随炉温升高,NO_x 生成的增长速度为3.3ppm/℃。由试验回归得出:生成NO 的活化能在挥发物析出和燃烧时为11500仟卡/摩尔,在焦碳燃烧时为33500仟卡/摩尔。薄层脱硫燃烧试验表明,在相同的Ca/S 比下,水煤浆加入石灰乳的脱硫效率比煤粉加CaO 粉的为高。     

正十六烷基磺酰氯的合成

正十六烷醇经亚磺酰甩作用转换成1－氯代正十六烷,在相转移催化剂条件下,1－氯代正十六烷和硫脲进行亲核反应,合成正十六烷基异硫脲盐酸盐,并以此为中间体用氯气氧化法制备正十六烷基磺酰氯,纯度大于95％,总收率为67％。     

溴化十六烷基三甲铵+正十六烷混合单分子层在空气-水界面上的二维相变化

用椭圆偏振光仪测定了不同温度时由溴化十六烷基三甲铵和正十六烷抅成的混合单分子层在空气-水界面上的椭圆率系数,证明该混合单分子层在髙于正十六烷正常熔点6℃的温度时有一从凝聚相到扩展液相的二维相变化.对椭圆率系数进行了理论预测,预测结果与实验值吻合良好.     

3,5-二甲基-亚硝基哌嗪代谢物对DNA烷化作用的理论研究

用从头计算法在MP2/6-311＋G(d,p)水平上对3,5-二甲基-亚硝基哌嗪(DMNP)及其类似物经代谢生成DNA烷化剂的机理进行了研究. 探讨了N’原子上取代基的变化对DMNP代谢物生成α-位和γ-位两个烷化中心的影响, 解释了两个烷化中心的生成活性与化合物的致癌性之间的关系. 结果表明, α-位和γ-位代谢物越容易生成活泼亲电中间体, 其母体化合物的致癌活性越高. 但如果有一个烷化中心丧失活性, 就会明显减弱化合物的致癌活性. 因此, DMNP类化合物的致癌性取决于其α-位和γ-位的协同烷化作用, 在评价DMNP的致癌强度时需同时考虑两个烷化中心的烷化能力以及二者之间的关系.     

γ射线辐射诱导聚碳硅烷自由基的衰变

利用电子自旋共振波谱(ESR)研究了在N2气中γ射线辐射诱导聚碳硅烷(PCS)自由基的产生和演变行为.ESR谱图分析结果表明,γ射线辐射诱导PCS产生的自由基为硅自由基(≡Si·).低剂量辐照时硅自由基的浓度随吸收剂量的增加而线性增加,硅自由基的辐射化学产额G值约为9,吸收剂量达到200 k Gy后,硅自由基的浓度趋于饱和.室温下硅自由基的浓度随存储时间的延长而逐渐降低,在N2气中存储时硅自由基的半衰期约23 d,在空气中存储时硅自由基的氧化反应导致衰减速率加快,半衰期仅为8 h.温度升高硅自由基衰减速率加快,在N2气中250℃加热处理可以完全清除硅自由基.     

温度对乙醇电催化氧化的影响

升高温度可以提高反应速率和增加物质的输运,因此通过不同温度下反应机理的研究可以深入理解电催化过程,对催化剂的设计具有指导意义。本工作初步建立了变温原位红外测定方法。采用温控电极,用电势测温法进行温度的校准,实验得出控温仪器加热温度Th与电极表面温度TS的关系为T_S=0.57T_h+7.71 (30°C T_h≤50°C);T_S=0.62T_h+5.12 (50°C T_h≤80°C),误差分析最大温差为1°C。利用该方法我们研究了商业Pt/C催化剂在不同温度下乙醇的电氧化过程。从循环伏安图可以明显看到随着温度的升高整体氧化电流增大,起始电位、峰电位均负移,说明热活化使得氧化反应更容易进行;第一个峰电流与第二个峰电流的比值用于定性评估CO_2的选择性,对比25°C,商业Pt/C催化剂在65°C下第一峰提高30%,说明高温有利于C―C键的断裂。对比25°C的原位红外谱图,我们发现35°C及50°C下商业Pt/C催化剂上CO_2产物的起始电位负移200 m V,说明高温下,Pt/C催化剂能在更低的电位提供含氧物种;而CH_3CHO、CH_3COOH起始电位不随温度变化。用CO_2与CH_3COOH的积分面积比来评估CO_2选择性,发现高温低电位其选择性最高,说明高温低电位有利于乙醇完全氧化生成CO_2,而高温高电位下表面吸附含氧物种占据了活性位,阻碍C―C键断裂。     

自由基氧净电荷对过氧化物引发剂活性的影响

采用分子力学和半经验量子化学的方法 ,计算出了数十种有机过氧化物氧氧键均裂的键离解能 ,以及过氧化物生成的自由基的氧净电荷及其校正值 .数据的多重线性回归证明 ,影响有机过氧化物引发剂活性(常用 1 0h HLT表示 )的主要因素为自由基的电性和空间效应 ,这两者可以用自由基的氧净电荷及其校正值来表征 .在同种溶剂中 ,过氧化物生成的两个自由基的氧净电荷及其校正值 ,这四个因素与其半分解温度之间有较好的相关性 .这种相关性可以用来预测过氧化物的 1 0h HLT值 .     

甲烷氧化偶联制烯烃的热力学平衡限度

选择适宜的热力学模型对甲烷氧化偶联制烯烃体系的热力学平衡进行分析，考察温度﹑压力﹑进料组成对体系组分的平衡限度影响。研究发现，在甲烷氧化偶联制烯烃体系中，H2、CO的生成相对容易，C2产物（C2H4、C2H6）不容易生成。通过计算，得到了该体系有利于烯烃生成的反应条件，500℃～800℃、1.5MPa、烷氧摩尔比为7。实验为甲烷氧化偶联反应器和催化剂的开发研究提供热力学依据。     

高碘酸钠催化微晶纤维素的氧化

主要讨论了使用高碘酸钠(NaIO4)溶液氧化微晶纤维素的过程及性能,用红外光谱(IR)验证了氧化纤维素的生成;通过扫描电镜(SEM)、热重分析(TG-DSC)以及X射线衍射(XRD)对比了反应前后纤维素的变化;考察了氧化时间、氧化温度、氧化剂的浓度以及溶液的pH值对氧化纤维素的产率及醛基含量的影响;结果表明,反应前后纤维素的晶型和形貌基本没有变化,随着氧化程度的加深,氧化纤维素的热稳定性越来越差;并且随着氧化温度的提高和氧化剂浓度的增大,醛基含量相应提高,而氧化时间和pH值对醛基含量存在相对最高值。     

基于Khimera软件的Se和Sn氧化动力学参数计算

反应速率常数和指前因子、活化能等动力学参数的准确性是研究痕量元素动力学模型的关键,在Se和Sn氧化过程的反应机理研究基础上,借助于量化软件Gaussview和Gaussian及动力学软件Khimera,采用量子化学从头计算理论对Se和Sn氧化过程进行研究,最终得到了在200~2000K温度区间内的反应速率k随温度T变化的关系,进一步计算了Arrhenius参数,得出了活化能随温度变化的关系,弥补了以往只能计算单个温度点的化学反应速率值的不足,为深入研究煤燃烧过程中Se和Sn的生成与排放的动力学模型提供了依据。     

基于 KHIMERA 的Se和Sn氧化动力学参数计算

反应速率常数和指前因子、活化能等动力学参数的准确性是研究痕量元素动力学模型的关键,在Se和Sn氧化过程的反应机理研究基础上,借助于量化软件Gaussview和Gaussian及动力学软件Khimera,采用量子化学从头计算理论对Se和Sn氧化过程进行研究,最终得到了在200~2000K温度区间内的反应速率k随温度T变化的关系,进一步计算了Arrhenius参数,得出了活化能随温度变化的关系,弥补了以往只能计算单个温度点的化学反应速率值的不足,为深入研究煤燃烧过程中Se和Sn的生成与排放的动力学模型提供了依据。     

金属壁与催化层一体化内翅片管状催化剂的研究

开发了内翅片管状金属材料经阳极氧化、封孔处理、催化剂组分负载制备金属壁与催化层一体化催化剂的制备方法。讨论了氧化膜厚度与阳极氧化时间、孔径分布与封孔处理条件，负载量与浸渍时间的关系。探讨了反应温度、孔径分布、氧化膜厚度对催化剂性能的影响，对于具有平均孔半径６￣８ｎｍ，厚度为３６μｍ的催化剂。在反应温度２００℃、空速２４００ｈ＾－１，甲醇摩尔分数０．１的条件下，甲醇脱氢生成一氧化碳的选择性接近１００