人工光合成制氢

氢气的燃烧热值高(285.8 kJ/mol),且燃烧时只生成水不生成任何污染物,被认为是理想的能源载体。模拟自然界光合作用系统活性中心的结构和功能,利用光催化分解水制取氢气是将太阳能转换为化学能的重要方式,也是人工光合成的重要内容。本文对近年来国内外人工光合成制氢领域取得的重要进展进行了总结,并对人工光合成制氢的发展趋势和前景进行了展望。     

用水制氢的催化剂

长期以来,人类一直企盼能够利用太阳能来分解水制造氢气,因为氢气燃烧时只产生水,不产生任何污染物,是未来的理想能源之一。因此,研究人员一直在寻找理想的催化剂,以提高光分解水制氢的效率,尽管现在已经发明很多有     

用加速量热仪研究KClO3／CuO／S／Mg—Al／C6Cl6的热分解

本文研究固相反应系统KClO3/CuO/S/Mg-Al/C6Cl6的热分解反应。该系统又称为烟火剂,一般说,烟火剂是一种以可燃剂和氧化剂为基本成分,能够迅速燃烧,燃烧时产生光、声、烟、热等效应的多组分混合制剂,在民用及军用的烟火设计中得到广泛应用,烟火剂的特殊作用要求它在长期贮存时内部组分不发生相互反应,具有较好的化学稳定性。     

缝式原子捕集管的性能考察

火焰原子吸收光谱分析(FAAS)简单、快速、干扰少和消耗低,然而测定灵敏度较低。缝式原子捕集管(SATT)是克服这种弱点的途径之一。欲测原子在测量光区中停留时间短,原子密度低是造成常规FAAS灵敏度不高的主要原因之一。在SATT中,欲测原子被燃烧气体携带经狭窄的缝口进入管内,由于管体大而使流速下降,从而增加了原子在测量光区中的停留时间,同时,被测原子不是一次性通过,而是在管内经多次折射后从二端管口处排出,这也增加了原子在测量光区中的停留时间。从而导致测量光区中欲测元素的原子密度和原子     

微纳米稀土硫氧化物的合成方法研究进展

稀土硫氧化物作为一类重要的发光基质,具有非常高的光吸收和传能效率,是一类重要的光功能材料,被广泛应用在彩色显示、背光源、生物医学等领域,是目前光功能材料领域研究的热点之一.国内外研究者已用先驱物硫化法、氧化物硫化法、水热与溶剂热法、固相反应法、燃烧法、微波法、静电纺丝法等,成功制备了纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米棒、纳...     

傅里叶变换红外光谱仪在烟幕测试中的应用

用自制的小型烟幕箱在FTIR光谱仪上测试抗红外烟幕剂燃烧形成的烟幕。通过动态测试烟幕不同时间的红外光谱图,得出烟幕随时间的变化规律及烟幕沉降规律。由测试同一配方不同量烟幕剂燃烧形成烟幕的红外光谱图,得出其主产物浓度与吸光度之间的定量关系,结果表明符合Lambert-Beer定律。而对不同药量烟幕剂在3个大气窗口遮敝能力的计算,得出烟幕遮蔽能力与药量之间的定量关系。     

TiO_2和ZrO_2担载的钒氧化物对柴油炭黑催化燃烧的原位紫外激光拉曼光谱研究

利用紫外激光拉曼(UV-Raman)光谱表征了担载TiO2或ZrO2表面的钒氧化物催化剂的分子结构,采用原位UV-Raman光谱考察了V4/TiO2和V4/ZrO2催化剂对柴油炭黑催化燃烧的真实反应状态.结果表明:随着反应温度的升高,TiO2发生了从锐钛矿相到金红石相的晶相转移;然而,ZrO2载体没有观察到明显的相转移过程发生.担载钒氧化物的结构也与钒的载量有关,当钒的载量m(m是每100个载体金属离子中所含的钒离子数)等于4时,钒氧化物在TiO2或ZrO2载体上达到了单层饱和分散,此时催化剂的氧化还原能力最强.所以,在TiO2或ZrO2担载的钒氧化物催化剂中,V4/TiO2和V4/ZrO2是各自系列催化剂中对炭黑燃烧活性最高的催化剂.在炭黑的催化燃烧过程中,原位UV-Raman光谱检测到表面含氧络合物(SOC)的形成,而且SOC主要以羧基功能团的形态存在.反应气体中NO的存在能够促进SOC的生成.     

TiO2和ZrO2担载的钒氧化物对柴油炭黑催化燃烧的原位紫外激光拉曼光谱研究

利用紫外激光拉曼（UV-Raman）光谱表征了担载TiO2或ZrO2表面的钒氧化物催化剂的分子结构,采用原位UV—Raman光谱考察了V4/TiO2和V4/ZrO2催化剂对柴油炭黑催化燃烧的真实反应状态．结果表明：随着反应温度的升高,TiO2发生了从锐钛矿相到金红石相的晶相转移;然而,ZrO2载体没有观察到明显的相转移过程发生．担载钒氧化物的结构也与钒的载量有关,当钒的载量m（m是每100个载体金属离子中所含的钒离子数）等于4时,钒氧化物在TiO2或ZrO2载体上达到了单层饱和分散,此时催化剂的氧化还原能力最强．所以,在TiO2或ZrO2担载的钒氧化物催化剂中,V4／TiO2和V4／ZrO2是各自系列催化剂中对炭黑燃烧活性最高的催化剂．在炭黑的催化燃烧过程中,原位UV—Raman光谱检测到表面含氧络合物（SOC）的形成,而且SOC主要以羧基功能团的形态存在．反应气体中NO的存在能够促进SOC的生成．     

燃烧反应动力学研究进展

化学反应动力学是燃烧过程分析的重要工具。燃烧微观反应过程、复杂反应机理、燃烧实验测量和湍流燃烧数值模拟等方面的研究工作已经取得了长足进步。本文主要介绍燃烧反应动力学研究方法,包括电子结构方法、燃烧反应热力学和速率常数的计算方法、燃烧详细机理构建和简化、反应力场分子模拟以及燃烧中间体测量、燃料点火延迟和光谱诊断等方面的研究现状。燃烧反应动力学具有很强的应用背景,燃烧过程化学物种的反应速率计算是湍流燃烧数值模拟的一个中心任务。由于燃烧反应网络的高度复杂性,我们对燃烧机理的认识还远不清楚。化学反应和湍流相互作用研究的深入、燃烧反应动力学和计算流体力学的协同发展,将对新燃料设计、燃烧数值模拟、发动机内流道流场结构的准确描述产生深远影响。     

煤燃烧添加剂对石墨助燃效果的动力学研究

我国是产煤大国也是煤消耗大国,出产的煤绝大多数用于直接燃烧[1]。对煤燃烧的主要要求是高效率和低污染,除了改进燃烧设备和工艺外,使用煤燃烧添加剂也是实现煤的高效洁净燃烧的有效措施[2]。近年来,煤燃烧添加剂的研究和应用开展得十分活跃,国内已有专利报道[3]和数种产...     

利用激光诱导炽光法定量测量柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数

激光诱导炽光(LII)法是一种用于测量火焰中碳烟体积分数的光学测试方法. 本文介绍了LII 的基本原理以及LII 实现定量测量的常见标定方法, 建立了一套基于双色法-激光诱导炽光法(2C-LII)的用于柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数定量测量的测试系统, 该测试系统采用双成像原理, 可以实现多点标定和全视场范围内的碳烟体积分数测量. 在一台工作在1200 r·min^-1、喷油量21 mg的光学单缸柴油机上, 研究了60、100 和140MPa三个不同喷油压力下, 缸内燃烧过程碳烟的分布情况, 结果表明, 碳烟自发光出现在燃烧放热率峰值之后, 且随着喷油压力提高, 碳烟发光持续期缩短, 碳烟发光强度降低. 测试区域内火焰中的碳烟体积分数范围约为0-50×10^-6. 不同喷油压力下, 碳烟生成初期、碳烟峰值和碳烟氧化三个阶段内平均碳烟体积分数的范围分别是: 5×10^-6-9×10^-6, 15×10^-6-20×10^-6和14×10^-6-16×10^-6. 喷油压力提高后火焰中的碳烟分布区域面积增大, 平均碳烟体积分数减小, 碳烟体积分数的空间分布趋于均匀.     

温度对共沉淀法制备LaMnAl11O19催化剂的影响

天然气燃烧具有污染物排放少、能源利用率高等特点。但是传统的燃烧方法温度较高,对系统材料要求较高,同时空气中的N2被氧化为NOx,造成严重的环境污染。采用催化燃烧技术可降低燃烧温度、减少污染物的生成。高温催化燃烧是传统燃烧的替代方法,是降低污染,提高能源利用效率的有效途径之一。实现该过程的核心问题是高活性、热稳定性好的耐高温催化剂的研制。     

稀土氨基酸配合物的相化学及新相的研究

详细研究了使相平衡法完成的43个稀土盐-α-氨基酸-水三元体系相图,讨论了盐的阳离子、抗衡阴离子、氨基酸结构及温度诸因素对相图的影响。在相平衡结果指导下制备了150余种新型固态配合物,研究了它们的IR光谱、反射光谱、UV光谱、FS光谱和拉曼光谱,发现了其中存在的“三分组效应”、“四分组效应”、“电子云扩大效应”（Nephelanxetic effect)、“Oddo-Harkins规律”。分析了配合物的热分解机制。在详细比较已有稀土氨基酸配合物晶体结构的基础上,提出了预测系统配合物晶体结构数据的方法。使用RBC-1型转动弹量热计测定了几个系列配合物恒容燃烧能,计算了它们的标准燃烧焓和标准生成焓,同时发现了其中的“三分组效应”和“四分组效应”。     

钾遇水反应现象的实验分析

探求钾与水反应现象的本质。实验证明,在敞开体系下,钾与水反应并发生燃烧,燃烧的实质是钾及反应生成的氢气分别在空气中燃烧。在煤油作保护层时,钾与水只反应不燃烧。     

制革、造纸和湖泊污泥燃烧特性的研究

利用热重分析法对城市湖泊污泥、制革污泥,以及两种造纸污泥进行了实验研究,并分析了污泥的燃烧特性。结果表明,四种污泥都具有高挥发分、高灰分、低热值的特点。污泥的燃烧分为挥发分燃烧和固定碳燃烧两个阶段,除了制革污泥在两个阶段失重份额相当外,湖泊污泥和造纸污泥的挥发分燃烧阶段失重都超过燃烧总失重的70%,表明挥发分是污泥中的主要可燃成分,而且挥发分和燃烧过程温度范围比较宽。污泥的挥发分燃烧DTG峰有明显的多峰叠加现象,表明污泥的挥发分析出组分较为复杂。运用Coats-Redfern积分法进行动力学分析后表明,大部分污泥的燃烧过程为二级反应,污泥燃烧的活化能较低。     

煤及水煤浆沸腾燃烧过程中 NO_x 的生成及脱硫的研究

试验是在两个沸腾燃烧试验台架上进行的,测定了沸腾燃烧煤和水煤浆时NO沿床高的变化规律。沸腾燃烧属低温燃烧,试验证明其NO_x 排放量比火炬燃烧时低一半,而烧水煤浆时比烧煤还低20%。结果还表明,在沸腾炉中加入石灰石脱硫的最佳炉温为850°—900℃,Ca/S 比在2—3之间。由于沸腾燃烧水煤浆时出现结团现象,故不但燃烧效率较高,而且加石灰石脱硫效率也比烧煤时高20%,因此水煤浆是一种有前途的清洁代用流体燃料。     

双燃料发动机缸内分层激光诱导荧光实验及化学动力学模拟研究

双燃料压燃（RCCI）是一种很有前景的发动机新型燃烧方式,能在小负荷到中高负荷范围内实现发动机高效清洁燃烧,为了将RCCI拓展到更高负荷,需要对其缸内燃油分层和燃烧过程开展更深入研究。本文在一台双燃料光学发动机上采用燃油-示踪剂平面激光诱导荧光法（PLIF）,对RCCI着火前缸内燃油分层进行定量测量,选用甲苯作为示踪剂,利用266 nm脉冲激光激发甲苯荧光,发动机转速1200 r·min^-1,平均指示压力6.9×10⁵ Pa,气道喷射异辛烷,缸内在上止点前10°喷射正庚烷。采用燃油-气体绝热混合假设,对PLIF测量结果进行温度不均匀性修正,以上止点后5°曲轴转角下的测量结果为例,不修正相比修正测试区域内的最大当量比高估15%。根据实验结果,利用Chemkin软件分析了活性、浓度和温度分层对燃烧滞燃期的影响,结果显示燃料活性分层和浓度分层共同决定RCCI的着火滞燃期,其中活性分层影响要大于浓度分层,而温度分层对着火滞燃期影响很小。RCCI燃烧过程自发光的高速成像结果表明,着火过程首先出现在燃烧室边缘的高活性区域,随后火焰向燃烧室中心处的低活性区域发展,碳烟辐射光图像显示碳烟主要形成于燃烧室边缘的高活性区域。     

无烟煤挥发分和焦炭独立燃烧过程中NO生成规律

采用固定床反应器,将无烟煤粉的燃烧分为焦炭燃烧和挥发分燃烧两部分,研究了各自燃烧过程中产生NO的规律,评价了焦炭N和挥发分N对煤粉燃烧产生NO的相对贡献。结果表明,煤粉N﹑焦炭N和挥发分N的转化率都随过量空气系数α和温度的增加而增加;焦炭N是无烟煤粉燃烧过程中NO的主要来源;煤粉的转化率都小于煤粉分解燃烧时挥发分转化率加焦炭的总转化率;还原性气氛或氧化性气氛越强,挥发分和焦炭在煤粉燃烧时的相互作用越强。     

介绍一种燃烧产物的收集验证装置

物质在空气中的燃烧 ,是中学化学中常见的实验。观察燃烧现象 ,验证燃烧产物是学习掌握可燃性物质性质、组成必然涉及的过程。通常的实验中 ,由于燃烧产物难于富集、火焰颜色及烟等因素的影响 ,使产物的观察难以进行 ,同时由于燃烧产物中还包括燃烧不完全的气体 ,这些气体的扩散 ,很容易造成空气污染。笔者设计了一套气体产物收集及验证的简易装置 ,利用负压引导气体流向 ,使气体产物易于富集 ,便于观察 ,很好地防止了空气的污染。而且操作简便易行 ,效果较好。以H2 S燃烧产物的观察和分析为例说明其原理。仪器 :漏斗、试管、广口瓶、烧杯…     

汽油燃烧残留物标准样品制备及特征组分研究

汽油燃烧残留物的检测往往是纵火案件侦破的关键,对鉴定机构的检验(鉴定)能力有很高的要求。汽油燃烧残留物的鉴定需要已知样品进行比对分析,但目前还没有相应的标准样品可以提供。因此,建立汽油燃烧残留物标准样品有助于对鉴定机构相应的鉴定能力进行培养和考察。本研究以石英砂为燃烧载体,93号汽油为助燃剂,制备汽油燃烧残留物标准样品,对比研究了溶剂法和直接顶空进样法对汽油燃烧残留物的提取效果。气相色谱-质谱法的分析结果表明,汽油在燃烧前后的特征组分存在明显差异,不同的提取方法对检测结果有一定影响,但是特征组分的变化趋势是一致的,取代的芳烃和稠环芳烃等特征组分的鉴别和含量的相对大小可以作为汽油燃烧残留物鉴定的重要判定依据。