钾对松木热解特性影响实验研究

采用管式炉热解实验装置对浸渍K2CO3松木进行直接热解,并将松木热解气通过含钾石英砂层、含钾焦层以模拟钾对热解气体反应的影响。结果表明,松木中浸渍K后会促进热解固体焦生成,提高H2/CO比,低温下K会降低液相产率、提高气相产率,而热解温度较高时则使气体产率下降、液体产率提高。松木热解气经过含K石英砂后发生催化裂解,液体产率降低,CO、CO2和H2产量上升。松木焦也可以催化裂解焦油,使气体产物增加,H2和CO2产量提高,CO、CH4和C2产量降低。K与松木焦共同作用,不仅使焦油发生裂解而且促进更多焦参与气固反应。钾对松木热解作用是通过对松木的直接热解、对气体中间产物再反应的均相催化及对固体焦气化的非均相催化等复杂过程实现的。     

粉粒流化床中松木生物质热解特性的研究

通过冷模实验考察了双颗粒流化床的流化特性。结果表明,在适宜的气速范围内,双颗粒流化床层内部可保持较好的流化状态。松木生物质在粉粒流化床反应器中的热解和催化热解实验结果表明,生物质热解时挥发分的释放存在一个最快的温度区域,生物质中约92%的挥发分在723 K时即可释放完全。773 K时,生物质热解产物中的无机气体(IOG)、低碳烃气体(HCG)和碳氢化合物液体(HCL)的收率之和只有3.1%。随着热解温度的升高,IOG、HCG和HCL的收率均逐渐增加,1 173 K时,其收率之和达到58.7%,且产物主要以CO为主。CoMo-B催化剂可有效促进生物质催化加氢热解产物的二次气相反应,在863 K下可得到6.3%,轻质芳烃化合物(苯、甲苯、二甲苯和萘)是1 173 K下非催化过程的两倍。     

聚氯乙烯的热解特性和热解动力学研究

随着聚氯乙烯的大量使用,聚氯乙烯在总固体废弃物中占的比例愈来愈高,成为固体废弃物中的重要组分.如何科学、合理、有效地妥善解决聚氯乙烯问题是当前一项急待解决的重要课题.……     

棉秆催化热解特性及动力学建模研究

通过不同添加剂处理棉秆的热重实验,分析NaOH、Na₂CO₃、Na₂SiO₃、NaCl、TiO₂、HZSM-5六种添加剂催化棉秆热解动力学特性,结合原料的组分分析,建立三组分独立平行一级反应热解动力学模型对试样热失重行为进行模拟,采用非线性最小平方算法求解热解动力学参数。研究发现,添加剂的加入改变了三组分动力学参数,在碱性添加剂作用下,纤维素和半纤维素热解活化能都有较大程度降低,且碱性越强,纤维素热解活化能越低,而半纤维素热解活化能越高;中性添加剂NaCl对纤维素和半纤维素热解活化能的影响不大;酸性添加剂使纤维素和半纤维素的热解活化能有所增大,但所有添加剂对木质素热解活化能的影响不明显。     

生物质与废轮胎共热解催化热解油蒸发过程及其动力学研究

采用热重微商(TG-DTG)法考察生物质稻壳与废轮胎共热解经催化与非催化热解油的热失重行为,并同0#柴油的热失重行为进行了比较;同时采用Achar微分法和Coats-Redfern积分法对热解油热失重蒸发过程的蒸发热进行了计算,并结合Satava和Bagchi法确定了热失重蒸发过程的机理函数, 建立了0#柴油和在催化与非催化条件下得到的热解油蒸发过程的动力学方程,得出了在催化与非催化条件下热解油热失重过程的机理函数,其动力学方程为dα/dt=Ae-△vapH/RT(1-TBX〗α)2;而0#柴油的热失重蒸发过程动力学方程为dα/dt=1.5Ae-△vapH/RT(1-α)2/3\[1-(1-α)1/3\]-1。蒸发热的顺序由大到小依次为,柴油＞非催化热解油＞SBA-15热解油＞MCM-41热解油。结果表明,通过建立的模型函数得到的蒸发热与实验值非常接近。催化剂SBA-15和MCM-41的存在对降低高沸点馏分的物质具有一定作用,而SBA-15催化作用强于MCM-41。     

应用TG-FTIR技术研究黄土庙煤催化热解特性

用浸渍法制备过渡金属氧化物担载型催化剂MO_x/USY(M=Co、Mo、Co-Mo),用热重红外联用技术考察了MO_x/USY催化剂对黄土庙(HTM)煤热解失重特性和热解产物生成规律的影响。热重实验结果表明,MO_x/USY催化剂可使HTM煤热解的二次脱气条件更为温和,热解峰温分别提前14、23和9℃。动力学分析结果表明,MO_x/USY催化剂可降低HTM煤样热解的活化能。FT-IR研究表明,MO_x/USY催化剂可有效改善HTM煤热解产物的组成和分布,CoO_x/USY催化剂能显著提高HTM煤热解产物中高热值气体(CO、CH₄)和轻质芳烃以及脂肪烃类化合物的含量;MoO_x/USY催化剂没有明显改善HTM煤热解产物组成和分布;MoO_x-CoO_x/USY催化剂可促进CO、CH₄、轻质芳烃和脂肪烃类化合物的生成,却使热解产物的生成向高温区移动,说明USY负载的不同过渡金属氧化物对煤样热解行为和热解产物有较大影响。     

还原热解催化合成金刚石新法

ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＤｉａｍｏｎｄｆｒｏｍａＮｏｖｅｌＲｅｄｕｃｔｉｏｎ┐Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ┐ＣａｔａｌｙｓｔＲｏｕｔｅ１．论文名称ＡＲｅｄｕｃｔｉｏｎ－Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ－ＣａｔａｌｙｓｔＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＤｉａｍｏｎｄ２．发表刊物Ｓｃｉｅｎｃｅ...     

生物质催化热解制取轻质芳烃

以轻质芳烃苯、甲苯、二甲苯和萘(BTXN)为目的产物,采用双颗粒流化床反应器对3种木材生物质进行了热解实验. 结果表明,木材生物质的初次热解终止温度低,有利于低温催化转化. 生物质中92%的挥发分在673 K时已释放完全,且生物质在初期热解得到的焦油经过二次分解反应可以转化为其它产物,通过有效控制生物质热解二次气相反应,能够改变其产物的分布,从而获得不同的目的产物. 生物质的催化加氢热解实验结果表明,催化剂种类和热解温度对加氢热解产物收率及其分布均有影响, BTXN是热解或加氢热解过程中二次气相反应的中间产物. 为了获得高产率的BTXN, 必须选择加氢活性适度的催化剂. 当CoMo-S/Al2O3催化剂作为流化介质进行加氢热解时,在863 K时, BTXN的收率可达6 3%(干燥无灰质量基准), 而NiMo/Al2O3催化剂表现出了很强的加氢活性, CH4的收率高达99 5%.     

催化热解废轮胎制衍生油

催化热解废轮胎对于资源利用及环境保护具有重要意义,近年来引起人们关注.在废轮胎胶粉热解反应中加入催化剂,不仅会加速胶粉裂解速率,缩短反应时间,而且可以通过催化剂择形催化改变产物分布,从而提高目的产物衍生油的收率和性能.国内外对废轮胎催化热解已做了大量研究,以期提高衍生油中高附加值单环芳烃的含量,同时降低S, N和Cl含量,虽然已取得较大进展,但衍生油收率较低,大大降低了该技术的可行性.
　　本文采用带搅拌器的1000 mL不锈钢反应器,在常压条件下研究了反应温度和催化剂类型对废轮胎胶粉热解反应及产物衍生油性能的影响,通过元素分析、馏程模拟和色谱-质谱等表征手段检测了衍生油的理化性能.结果表明,在废轮胎胶粉热解反应过程中,随反应温度上升,出油速率先增加后降低.至500 oC时,热解衍生油收率最高达55.65 wt%,所得衍生油呈黑棕色,具有轻质油含量低、S和N含量高、粘度低和流动性好的特点,其轻质芳烃含量低,却含有大量可以转变为芳烃的脂肪烃类.因此,为了提高衍生油中轻质油和轻质芳烃收率,降低S和N含量,尽量维持较高的衍生油收率,在热解反应过程中引入少量ZSM-5, USY,β, SAPO-11和ZSM-22等常见催化剂,利用催化剂独特的孔道结构和酸分布,达到定向催化和转化的目的,提高轻质芳烃含量.同时,为了克服催化剂与胶粉难以接触进行反应的问题,在反应温度升至200 oC时,维持一定时间保证胶粉发生溶胀和液化反应形成液体烃类,使得催化剂不仅能够均匀分散于液体烃中与其接触进行反应,而且有效提高了反应物料与催化剂之间传质传热效率,使得裂解反应在均相中进行,降低因传热不均匀而造成的结焦和过度裂化反应.在催化热解过程中,1.0 wt%催化剂的加入可明显缩短反应时间,在保证衍生油收率基本不变的情况下,获得的衍生油呈黄棕色,轻质油收率较高为70–75 wt%, S和N含量分别降至0.3–0.58wt%和0.78–1.0 wt%.以具有较高酸性和孔径分布的ZSM-5, USY,β和SAPO-11为催化剂时,衍生油中总芳烃含量可达到50 wt%,其中单环芳烃含量高达45 wt%.     

Catalytic Pyrolysis of Methane

Methane decomposition over metal oxides/SiO₂ surface was investigated. At 1400 K obtained product distribution of this decomposition varied with metal oxide used. The effectiveness of these catalysts has been discussed in terms of activity and C₂ selectivity. ThO₂/SiO₂ was found to be the most effective catalyst for the catalytic decomposition of methane. Positive catalytic effect of ThO₂/SiO₂ on the pyrolysis has also been confirmed at 1073 K. At low reaction conversions, ethane and ethylene are found as major products. Yields of ethylene and other unsaturated products are sensitively inhibited by NO impurities in the methane. A reaction mechanism has been proposed to account observed experimental results.     

中孔分子筛SO42-/Zr-MCM-41催化裂解聚丙烯反应研究

采用水热合成法制备了不同硅锆比的中孔分子筛Zr-MCM-41,用强酸性基团SO42-对其进行修饰,制得SO42-/Zr-MCM-41中孔分子筛.采用XRD、FT-IR、NH3-TPD及氮气吸附脱附等技术对其结构和酸强度进行表征.通过改变硅锆比、负载不同的酸性基团对Zr-MCM-41的酸性进行调变,并将其用于催化聚丙烯(PP)的裂解反应,结果表明S i/Zr=40的SO42-/Zr-MCM-41具有较好的催化裂解活性.另外,与热裂解以及HZSM-5和Zr-MCM-41为催化剂时PP的裂解反应结果进行了比较,结果证明SO42-/Zr-MCM-41不仅具有较高的裂解转化率,而且具有较高的液体产物收率,适宜于空间位阻较大的PP的催化裂解反应.     

快速热解炭负载Cu-Zn对碱木质素热裂解生成单酚类化合物的催化性能

以具备丰富中孔和大孔结构的快速热解炭(FPC)为载体,采用共浸渍法制备了不同Cu/Zn摩尔比的CuxZny/FPC负载型催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及电子能谱仪(EDX)对催化剂进行了表征,采用热重分析仪(TG)和热解气质联用仪(Py-GC/MS)评价了催化剂对碱木质素热裂解生成单酚类化合物的催化性能.结果表明,催化剂活性组分Cu O和Zn O晶相结构均一,很好地嵌入到FPC中孔和大孔结构中,未发生聚集状态或生成Cu Zn合金;随着Cu或Zn金属负载量的增大,相应的Cu或Zn金属氧化物衍射峰强度逐渐增强,平均晶粒尺寸逐渐增大.热重分析结果表明,催化剂降低了碱木质素热裂解残炭率和反应活化能,提高了热裂解反应效率.热解气质联用分析表明,CuxZny/FPC催化剂大幅度简化了碱木质素热裂解单酚类化合物种类(从23种减少到了10种),Cu0.67Zn0.33/FPC对单酚类化合物表现出最大的选择性(52.99%),与Cu/FPC相比选择性增加49.7%.     

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管陈萍，王培峰，林国栋，张鸿斌，蔡启瑞（厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室，厦门，３６１００５）关键词碳纳米管，催化裂解，甲烷碳纳米管的制备与研究是国际上新材料领域的探索热点［１］．由于具有纳米级的管径，碳纳米管...     

Pyrolysis Mechanism of Hemicellulose Monosaccharides in Different Catalytic Processes

The pyrolysis behaviors of four different hemicellulose monosaccharides, namely, two pentoses（xylose and arabinose） and two hexoses（mannose and galactose） catalyzed by HZSM-5 were investigated. The effects of two different processes by which the catalyst comes into contact with the substrate, namely, mixed with monosaccha- ride（in-bed） or layered above monosaccharide（in situ）, were compared. Evolution characteristics of typical pyrolytic products（H20, CO2, acids, furans and aromatics） were achieved by thermogravimetry-Fourier transform infrared spectroscopy. The in-bed catalytic process significantly lowered the pyrolytic temperature and increased the produc- tion of furans and acids at a low temperature by enhancing dehydration, retro-aldol fragmentation and Grob fragmen- tation. During the in situ catalytic process, volatiles generated from monosaccharides passed through a catalyst bed and underwent further dehydration, decarboxylation, and decarbonylation, significantly lowering the yields of acids and furans. The yield of aromatics was enhanced, and the corresponding volatilization temperature was lowered, es- pecially under the in-bed catalytic conditions. Pentoses entered into the zeolite pores more easily than hexoses did because of their smaller molecular size; thus, the in-bed catalytic process drastically affected pentose pyrolysis.     

无外加过氧化氢时氯化血红素催化性能的研究

研究了在十二烷基苯磺酸钠胶束介质中,氯化血红素对溶解氧氧化水杨基荧光酮的催化性能,发现该体系满足Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｅｎ方程,在ｐＨ８．６的条件下,测得Ｋｍ和Ｖｍａｘ值分别为７．９４×１０＾－５ｍｏｌ／Ｌ和０．１１３ｓ＾－１。利用反应平衡法分光光度法可测定６．０×１０＾－８￣７．２×１０＾－７ｍｏｌ／Ｌ的Ｈｅｍｉｎ。     

双硅烷热分解的理论研究

用量子化学方法研究了双硅烷１，２－氢迁移热分解，全参量优化了反应物及产物的平衡几何构型，找到了反应途径，获得了过渡态，并对过渡态进行了振动分析，活化能的计算值与实验值一致，从理论上证明双硅烷通过１，２－氢迁移的热分解途径的可行性。     

聚有机硅倍半氧烷热解研究进展

国防航空工业的发展需求高性能陶瓷,尤其是纳米陶瓷。聚有机硅倍半氧烷可作为前驱体,通过热解制备陶瓷。该方法操作简便,易于控制。本文综述了国外有关聚有机硅倍半氧烷热解理论与应用研究近况,并对这一领域的发展进行了展望。     

Catalytic Pyrolysis of Biodiesel Surrogate over HZSM-5 Zeolite Catalyst

To obtain insight into the catalytic reaction mechanism of biodiesels over ZSM-5 zeolites, the pyrolysis and catalytic pyrolysis of methyl butanoate, a biodiesel surrogate, with H-type ZSM-5 (HZSM-5) were performed in a flow reactor under atmospheric pressure. The pyrolysis products were identified and quantified using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Kinetic modelling and experimental results revealed that H-atom abstraction in the gas phase was the primary pathway for methyl butanoate decomposition during pyrolysis, but dissociating to ketene and methanol over HZSM-5 was the primary pathway for methyl butanoate consumption during catalytic pyrolysis. The initial decomposition temperature of methyl butanoate was reduced by approximately 300 K over HZSM-5 compared to that for the uncatalyzed reaction. In addition, the apparent activation energies of methyl butanoate under catalytic pyrolysis and homogeneous pyrolysis conditions were obtained using the Arrhenius equation. The significantly reduced apparent activation energy confirmed the catalytic performance of HZSM-5 for methyl butanoate pyrolysis. The activation temperature may also affect some catalytic properties of HZSM-5. Overall, this study can be used to guide subsequent catalytic combustion for practical biodiesel fuels.