γ射线辐照对煤中自由基浓度变化和电解加氢液化的影响

利用电子顺磁共振(ESR)波谱仪对γ射线辐照前后的煤样进行了自由基的测试,结合气相色谱分析研究了辐照对煤结构的影响,并对辐照前后的煤样进行了电化学测试。结果表明,辐照可以促进煤中大分子烷烃链及杂原子的断裂,并产生氢气、甲烷等小分子量的气体,当辐照剂量为40 kGy时,自由基浓度达到最大。而自由基浓度的增大有利于煤的电解加氢液化,且当辐照剂量为40 kGy时,电流密度达到最大。     

反应时间对淖毛湖煤加氢液化中间产物自由基浓度影响研究

以新疆淖毛湖煤(NMH)为原料,在间歇高压反应釜中进行加氢液化实验,通过电子顺磁共振波谱仪(EPR)分析了加氢液化过程中间产物-沥青质(PAA)自由基浓度随停留时间的变化。结果表明,在实验温度下NMH煤加氢液化总转化率先升高后降低,在60 min达到峰值96.87%,油产率为53.01%;淖毛湖原煤自由基浓度为2.6654×10~(18)/g,PAA自由基浓度在1.2519×10~(18)/g-1.9121×10~(18)/g,随着反应停留时间的延长先上升后下降,中间产物PAA自由基浓度数值可以反映液化反应进行的程度,与油产率变化趋势一致;反应中间产物PAA的g值小于原煤g值(2.00434),在2.00301-2.00403,在液化加氢过程中其g值呈先上升后下降的趋势,与PAA中N、S、O等杂原子成分的变化一致,与元素分析结果相吻合。     

溶剂特性对淖毛湖煤加氢液化中间产物反应行为的影响

为探究溶剂特性对煤加氢液化中间产物反应行为的影响,以新疆淖毛湖煤作为原料,四氢萘、循环溶剂及十氢萘作为供氢溶剂,在高压搅拌釜中进行直接加氢液化实验,并运用电子顺磁共振手段分析了中间产物-沥青质的自由基浓度的变化。结果表明,四氢萘溶剂中沥青质随反应温度的升高在大量生成的同时又被转化,产率从290℃的12.92%到350℃的最大34.13%再到430℃的15.98%;循环溶剂中沥青质产率先持续上升,290℃即有31.89%,400℃达到最大47.96%,之后由于结焦反应降低至33.90%。十氢萘溶剂中沥青质产率变化趋势与四氢萘一致。三种溶剂中沥青质自由基浓度的变化趋势相同,均在350℃达到最大值,分别是1.778×10¹⁸、2.323×10¹⁸和1.930×10¹⁸/g,整体上看循环溶剂数值要高于四氢萘,十氢萘介于两者之间。而四氢萘及循环溶剂中沥青质的g值在2.00323-2.00403,变化趋势与液化气体产物中CO_x含量变化相吻合。     

煤加氢液化残渣的流变特性研究

采用从煤直接液化实验装置取得的液化残渣,研究了它的流变性及温度和油、沥青质、固体含量对其流变性的影响。液化残渣是剪切变稀的非牛顿型假塑性流体,非牛顿指数随温度升高而不断减小,温度越高越接近牛顿流体行为。液化残渣对温度非常敏感,在升温过程中其表观黏度下降很快,且没有出现黏度峰。在液化残渣中加入少量的循环油后其表观黏度大幅下降;而在加入少量沥青质后则表现出低温下黏度变大,高温下黏度变小的现象;固体含量则始终是黏度增大的因素,表明其黏度与油、沥青质和固体含量关系密切。液化残渣的黏度－温度关系符合Arrhenius关系式,但在升温过程中出现了拐点,低温段的黏流活化能比高温段的要大。     

溶剂对煤液化影响的研究

用共振搅拌反应器研究了煤液化过程中溶剂的作用,结果表明,用大分子直链脂肪烃、单环苯系列化合物作溶剂,煤转化率较低。比较不同环数化合物作溶剂对应的煤转化率可得,单环苯系列< 两环萘系列<三环蒽、菲。使用芘溶剂和萘溶剂转化率相近;酚类化合物不适合作煤液化的溶剂;同系列物相比,煤转化率次序为,部分氢化芳香化合物作溶剂>带侧链的芳香化合物作溶剂>芳香化合物作溶剂>完全氢化芳香化合物(环烷烃)作溶剂。气氛对煤转化率的影响与所用溶剂的种类有关,用十氢萘和甲基萘做溶剂时,气氛的影响很小,使用四氢萘时,气氛的影响很大。     

正辛醇的γ辐照稳定性及辐解产物分析

在高放射性废液后处理的萃取工艺中, 正辛醇被认为是具有应用前景的稀释剂之一, 而研究其γ辐射效应对指导其实际应用具有重要意义. 本文对N2环境下γ辐照后的正辛醇进行了紫外-可见(UV-Vis)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱研究. 结果表明正辛醇在100 kGy以下辐照后化学结构未发生变化, 而吸收剂量增至300 kGy时有羰基化合物生成. 通过色谱(GC)和色质联用(GC-MS)进一步分析了高剂量(600 kGy)辐照后正辛醇的气体及液体辐解产物, 发现主要气体产物为H2, 并伴有微量的CO2和CH4; 主要液体产物为正辛醛, 其占未辐解正辛醇的质量百分含量小于1%, 并伴有少量正庚烷和8-羟基十五醇. 对辐照后正辛醇的化学结构及辐解产物的分析表明, 正辛醇在氮气下经γ辐照后, 主要发生α碳原子上的C—H键断裂,并伴有β碳原子上的C—C键断裂. 此外, 抽氢反应也是正辛醇辐解的重要途径.     

咪唑基二硫代甲酸苄酯存在下60Coγ射线辐照丙烯酸甲酯的快速活性自由基聚合

研究了在咪唑基二硫代甲酸苄酯存在下60Coγ射线(52.5Gy/min)辐照丙烯酸甲酯单体的自由基聚合行为.分别用GPC和1HNMR对聚合物分子量及分布和聚合物结构进行了表征.结果表明,该聚合体系呈现活性自由基聚合的特征,即聚合物分子量随单体转化率呈线性增长,分子量分布较窄,ln([M]0/[M])和聚合时间之间存在线性关系.与其它活性自由基聚合体系相比,本体系的聚合速度非常快,聚合到68min时聚合物分子量即可达到39600g/mol(转化率68%,Mw/ Mn=1.08).     

中心切割GC-MS法分析煤液化油中的酚类化合物

使用碱洗提酚法提取煤液化油中的酚类化合物,然后结合Deans Switch装置和LTM色谱柱模块,采用中心切割气相色谱(GC)-质谱(MS)法对提取的酚类化合物进行定性。采用GC建立标准曲线,对煤液化油中主要酚类化合物的质量分数进行测定,并测定了煤液化油中邻甲基苯酚、2-乙基苯酚、4-丙基苯酚和5-茚酚4种酚类化合物的加标回收率。结果表明,在煤液化油中共定性出51种酚类化合物,测定了其中的35种酚类化合物的质量分数,其量占煤液化油总量的2.54(wt)%,苯酚和烷基苯酚占35种酚类化合物的88.2(wt)%。煤液化油中4种酚类化合物的加标回收率高,重复性好。     

中心切割GC-MS法分析煤液化油中的酚类化合物

使用碱洗提酚法提取煤液化油中的酚类化合物,然后结合Deans Switch装置和LTM色谱柱模块,采用中心切割气相色谱(GC)-质谱(MS)法对提取的酚类化合物进行定性。采用GC建立标准曲线,对煤液化油中主要酚类化合物的质量分数进行测定,并测定了煤液化油中邻甲基苯酚、2-乙基苯酚、4-丙基苯酚和5-茚酚4种酚类化合物的加标回收率。结果表明,在煤液化油中共定性出51种酚类化合物,测定了其中的35种酚类化合物的质量分数,其量占煤液化油总量的2.54(wt)%,苯酚和烷基苯酚占35种酚类化合物的88.2(wt)%。煤液化油中4种酚类化合物的加标回收率高,重复性好。     

自由基浓度测定方法的再验证及其在煤化学中应用

对前人建立的标准曲线法测煤中自由基浓度进行优化,以DPPH标准样品和基准样品的二次积分面积比值为新参数,结果显示新参数标准曲线法的实测值与理论值相对误差都在5%以内;重复性、复现性实验的相对标准偏差都小于3%。将新参数标准曲线法用于分析不同煤化程度煤和新疆黑山煤(HS)沥青质的自由基浓度,发现随着煤化程度增加,其煤中自由基浓度逐渐增大,从低阶褐煤的8.531×10~(17)/g上升到高阶无烟煤3.37899×10~(19)/g;而在HS煤液化过程中,随着加氢液化温度的升高,其沥青质自由基浓度逐渐下降,从290℃的1.5793×10~(18)/g降到450℃的7.410×10~(17)/g,沥青质自由基浓度变化趋势与其产率变化趋势相一致。     

电化学处理对神木煤显微组分表面结构及可浮性的影响研究

为建立煤岩显微组分的电化学浮选分离方法,以铝为电极,考察了阳极和阴极电化学处理对神木煤镜质组和惰质组表面结构及表面电位和润湿性的影响规律。结果表明,电化学处理对煤岩显微组分表面-OH、-COOH等含氧官能团影响显著;阳极处理使显微组分表面zeta电位向负电方向偏移,且润湿性增加,阴极处理则使其向正电方向偏移,润湿性减小;阳极处理后镜质组接触角的变化趋势更为显著,而阴极处理对于惰质组的影响更为明显。     

Controlled free radical ring-opening polymerization and chain extension of the “living” polymer

Free radical ring-opening polymerization of 2-methylene-1,3-dioxepane (MDP) in the presence of 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy free radical (TEMPO) has been achieved to afford a chain polyester (PMDP) with di-t-butyl peroxide (DTBP) as an initiator at 125°C. The polydispersity of the polymers decreases as the concentration of TEMPO is increased. At high TEMPO concentrations, the polydispersity as low as 1.2 was obtained, which is below the theoretical lower limit for a conventional free radical polymerization. A linear relationship between the number-average molecular weight (M_n) and the monomer conversion was observed with the best-fit line passing very close to the origin of the M_n-conversion plot. The isolated and purified TEMPO-capped PMDP polymers have been employed to prepare chain extended polymers upon addition of more MDP monomer. These results are suggestive of the “living” polymerization process. A possible polymerization mechanism might involve thermal homolysis of the TEMPO-PMDP bonds followed by the addition of the monomers. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J Polym Sci A: Polym Chem 36: 761–771, 1998     

NiMoP/γ-Al_2O_3催化剂的煤焦油加氢性能研究

采用分步浸渍法制备了一系列NiMoP/γ-Al_2O_3催化剂,并用电感耦合等离子体光谱、N_2吸附脱附、透射电镜、H_2程序升温还原等技术对NiMoP/γ-Al_2O_3催化剂进行了表征。在固定床反应器中,进行了模型化合物的加氢实验,确定了催化剂活性组分Ni的最佳含量(4%,质量分数),将最佳Ni含量的催化剂用于实际的煤焦油加氢研究,并对比分析了酚油的切除对加氢效果的影响,结果表明,酚油的切除可以促进S、N原子的脱除以及芳烃的饱和。     

A computational study on the reactivity enhancement in the free radical polymerization of alkyl α‐hydroxymethacrylate and acrylate derivatives

The free radical polimerizability behavior of alkyl α‐hydroxymethacrylate (RHMA) derivatives ( M1–M3 ) has been modeled by considering the propagation of the dimeric units of the compounds of interest. All the transition structures in this class of monomers are stabilized by long‐range C?O…H? C interactions. The RHMA monomer bearing the ester functionality ( M2 ) polymerizes slightly faster than the one with the ether functionality ( M1 ) because of stronger electrostatic interactions between the C?O and H? C groups. 2‐(Methoxycarbonyl)allyl benzoate ( M3 ) shows higher reactivity as compared to M1 and M2 due to stronger electrostatic interactions. The same type of study has been carried out for hexyl ( M4 ), benzyl ( M5 ), and phenyl ( M6 ) acrylate derivatives whose increasing reactivity has been attributed to the presence of C?O…H? C, C?O…H‐? as well as π–π stabilizing interactions, respectively. While B3LYP/6‐31+G(d) has been used to locate the stationary points along the free radical polymerization of nonaromatic species, long‐range stabilizing interactions have only been detected with M06‐2X/6‐31+G(d). The kinetics that we obtain with this latter methodology for the free radical polymerization reactions of M1 – M6 agree well qualitatively with experiment. An implicit solvent model has reproduced the kinetics of M1–M3 in benzene the best. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem, 2013     

NiW/γ-Al2O3催化剂的低温煤焦油加氢性能研究

以γ-Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了不同Ni/W原子比的低温煤焦油加氢处理催化剂,并以BET、XRD、H₂-TPR和TG对催化剂进行表征。在固定床反应器中,以低温煤焦油小于350 ℃馏分作为原料对催化剂进行了加氢性能的评价,并采用蒸馏、GC/MS、荧光指示剂吸附及元素分析对原料及产物的馏分分布及组成进行了分析。结果表明,NiO和WO₃在载体上形成了均匀分散,NiO含量较低时与γ-Al₂O₃有较强的作用力而难以还原。当Ni/W原子比为0.38时,酚类化合物的转化率、航煤馏分选择性以及产物中环烷烃和氢化芳烃的含量均最高,加氢脱硫(HDS)活性、加氢脱氮(HDN)活性及产物的H/C原子比也最高,说明Ni/W原子比为0.38时,NiW/γ-Al₂O₃催化剂对煤焦油加氢处理具有较好的效果。     

反气相色谱法研究煤直接液化残渣经分级提取前后的表面性质变化

采用反气相色谱法（IGC）分别对煤直接液化残渣（DCLR）脱灰处理后不溶物、正己烷不溶物、甲苯不溶物、四氢呋喃不溶物的表面性质进行表征。基于非极性探针净保留体积V_n分别采用Dorris-Gray方法和Schultz方法得到表面色散自由能,基于极性探针V_n得到吸附焓△H^sp,并通过△H^sp作图计算得到酸常数K_a和碱常数K_b。结果表明,经溶剂分级提取后表面色散自由能、K_a和K_b均发生明显变化。而DCLR呈现两性偏碱性这一特征并未随分级提取发生改变。IGC作为一种动力学吸附技术,可快速准确表征DCLR在经分级提取过程中表面性质的变化,相同温度下应用Dorris-Gray方法得到DCLR表面色散自由能略高于Schultz方法。     

Divergent pathways of β,γ-unsaturated α-diazocarbonyl compounds catalyzed by dirhodium and Lewis acids catalysts separately or in combination

β,γ-Unsaturated a-diazocarbonyl compounds possess two reactive sites for electrophilic addition-one at the diazo carbon and the other at the vinylogous γ-position.Controlled by catalyst,divergent transformations are achieved starting from the same starting materials,either by Lewis acid-catalyzed addition or by dirhodium-catalyzed metal carbene reactions.In select cases two catalysts working in combination or in sequence provide a relay for cascade transformations.In this review,we summarize advances in catalyst-dependent divergent transformations of β,γ-unsaturated α-diazocarbonyl compounds and highlight the potential of this exciting research area and the many challenges that remain.