电子束辐照与电化学还原联用技术——一种用于煤炭直接液化的新方法(英文)

对电子束辐照与电化学联用技术提高煤炭液化率的新型方法进行了研究。利用高能电子束对煤炭样品进行辐照,并通过四氢呋喃萃取出辐照后的可能产物并计算其提取率。实验结果发现,提取产率随着辐照剂量的增加而增加,并得到在氧气气氛下25 kGy的最佳辐照条件。辐照的样品进一步在氢氧化钠电解液中电化学还原液化,并采用元素分析法、傅里叶红外光谱法、阴极极化曲线法、核磁共振法和计时电流法等来检测辐照对煤炭电化学还原的影响。     

电子束辐照下克伦特罗的降解研究

克伦特罗是一种β2受体兴奋剂，是被欧美和我国农业部严格禁止的兽药。克伦特罗水溶液在电子束辐照下将发生降解。辐照计量不同，克伦特罗降解程度不同。采用质谱法测定克伦特罗溶液辐照前后的变化。当辐照计量大于6kGy时，克伦特罗降解率可达95％以上，说明这种辐照降解法具有一定的应用前景。     

聚乙烯导热复合材料的电子束辐照改性

将低密度聚乙烯(LDPE)、氧化铝(Al₂O₃)和纳米二氧化硅(SiO₂)进行熔融共混,再通过电子束辐照对得到的材料进行改性,得到了同时具有高导热性能和力学性能的复合材料(PE-Al-Si)。 当纳米SiO₂的质量分数为1%,电子束辐照剂量为120 kGy时,与不含SiO₂的复合材料(PE-Al)相比,PE-Al-Si的导热系数达到了0.759 W/(m·K),提高了22%。 另外,PE-Al-Si的拉伸强度比PE-Al提高了17%。 证明SiO₂不仅可以改善复合材料的力学性能,同时还提高了辐照效率及复合材料的导热性能。     

电子束预辐照聚丙烯与丙烯酸的接枝共聚合

应用电子束预辐照的方法对丙烯酸与等规聚丙烯粉末的接枝共聚合进行了研究．讨论了辐照剂量、储藏时间、反应温度、Ｍｏｈｒ’ｓ 盐浓度及单体浓度等因素对接枝率的影响（ 所有的实验,辐照及接枝聚合等都是在有氧的条件下进行的） ．同时对接枝材料对金属离子的吸附性能作了初步的探讨．结果表明,接枝聚合可以在有氧的条件下顺利进行．接枝材料在离子吸附方面有较大的应用前景．     

电子束辐照下呋喃西林代谢产物降解的质谱检测

提出用电子束辐照技术降解去除水溶液中的呋喃西林代谢形成的氨基脲（SC）.采用LC-MS/MS方法分析SC含量变化.结果表明：当SC质量浓度小于0.67mg/L、辐照强度大于8 kGy时,SC降解率高达90%以上,没有检测到明显的降解产物.可见,电子束辐照降解法是-种简便、有效的有机污染物去除方法.     

大剂量范围电子束辐照超高分子量聚乙烯纤维结构与性能研究

采用高能电子束辐照方法获得了一系列从20kGy到1000kGy大剂量辐照范围的超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE fiber)。通过凝胶含量测试和溶胶流变性能测试定性和定量表征了辐照过程的交联和裂解效应,利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)表征了辐照产物的结晶性能,并且利用热机械分析仪(TMA)表征了辐照纤维在高温恒温条件下的热尺寸稳定性。结果表明,高能电子束辐照对于UHMWPE纤维具有交联和裂解两种作用;大剂量辐照下会造成纤维熔点和熔融热焓降低,法线方向晶粒平均尺寸有明显变小;辐照交联大大提高了纤维的热尺寸稳定性。     

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。     

电子束辐照交联CB/HDPE凝胶复合物的阻温特性

对电子束辐照交联并经溶剂抽提得到的炭黑/高密度聚乙烯(CB/HDPE)凝胶复合物的阻温特性进行了研究.结果表明,凝胶复合物与未抽提的交联试样和未交联试样相比,其PTC强度显著增大,并伴有明显的NTC现象.经热冷循环后,表现出很好的阻温特性稳定性,并且NTC现象消失.表明阻温特性的稳定性及NTC现象的消除强烈依赖于CB/HDPE导电复合材料凝聚态结构的稳定性     

一种新的测定微粒的电化学技术

设计了一种由2个石墨电极短路相连组成工作电极的新的电化学池装置.操作时首先通过外力按压使极少量固体微粒粘附在其中一个石墨电极表面上,然后在溶液存在下将微粒夹紧并固定在2个石墨电极表面之间进行电化学测定.电化学转化过程中生成的可溶性物质被封闭在2个石墨电极表面之间而得到测定.用该技术对钯沉积在氧化铝上而组成的催化剂的电化学行为以及黄铁矿的电化学行为进行了研究.结果表明,其兼具可电解粘合剂碳糊电极和固体微粒伏安法(voltammetry of microparticles)技术的优点而避免了各自的缺点:即不使用粘合剂,从而消除了粘合剂中杂质产生的氧化或还原电流的影响;可测定电化学转化过程中生成的可溶性物质;分辨率好、易于操作.     

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。     

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。     

煤直接液化残渣的热解特性研究

利用热重、固定床热解和红外光谱技术研究煤直接液化残渣的热解特性及热解产物分布、组成和性质,考察了热解回收油品的适用条件。结果表明,450℃~500℃下神华煤液化残渣(SHR)和胜利煤液化残渣(SLR)热解油产率分别约为32%和20%,450℃后升高温度对油产率影响不大,但会使热解油中沥青烯(A)含量增加。SHR的热解油主要是己烷可溶物组分(HS),与SHR中HS结构相似。但SLR的热解油中A组分含量接近50%。SHR中的HS组分在热解时的聚合并不明显;而SLR中的HS组分在热解过程中伴随明显的聚合,导致热解油中含有大量的沥青烯。在400℃~500℃,两种残渣中A均有向热解油转化的趋势,而且SLR中A组分表现出了较大的逸出能力。但从热解产物组成分布分析,A的逸出还是少量的,一部分分解产生油品,一部分与前沥青烯和四氢呋喃不溶物(THFIS)一起形成了半焦。     

煤直接液化残渣制备水渣浆成浆性的研究

以煤直接液化残渣制备了水渣浆,考察了粒径分布、搅拌时间、分散剂的用量及种类对水渣浆性质的影响。根据实验确定了制备水渣浆的最佳工艺参数：Alfred粒径分布模型（d_280~154μm、d_154~74μm、d_<74μm 质量分数分别为14%、16%、70%）,搅拌时间20 min,分散剂加入量为干渣基1.0%。实验结果表明,液化残渣制备水渣浆的定黏质量分数分别为73.5%（NSF）和71.0%（SL）。分散剂萘磺酸盐甲醛缩合物（NSF）的分散降黏效果优于改性碱木质素磺酸钠（SL）,而水渣浆的流变性,分散剂SL要优于分散剂NSF。     

煤液化沥青分析表征及结构模型

对从煤液化残渣中萃取出的沥青类物质进行了固体13C-CP/MAS NMR分析、元素分析、红外光谱分析(FT-IR)和光电子能谱(XPS)分析,得到煤液化沥青的芳香结构单元信息及相关结构参数信息。结果表明,煤液化沥青芳香桥碳与周碳之比为0.115,芳香碳原子的存在形式以苯结构为主;脂肪结构多以甲基和环状亚甲基形式存在;氧主要以羰基、酯基的形式存在;氮主要以吡咯的形式存在。利用结构参数和分析表征结果构建了煤液化沥青的大分子结构模型,并运用13C-NMR预测软件ACD/CNMR Predictor计算了煤精制沥青大分子结构模型的13C化学位移。根据计算结果对大分子结构模型进行了修正,获得了与实验谱图吻合较好的大分子结构模型。     

煤直接液化残渣溶剂萃取组分的热解行为研究

利用热重技术和固定床热解/在线质谱检测技术研究了残渣萃取组分重质油(HS)、沥青烯(A)、前沥青烯(PA)和四氢呋喃不溶物(THFIS)的热解特性,并尝试探讨了各萃取组分的热解行为与加氢行为之间的关系。研究结果表明,残渣中各萃取组分的加氢转化能力与其热分解能力有关。四种组分在SHR加氢液化产生的正协同作用的原因,在于各萃取组分之间的相互作用导致了HS和A族组分中的某些低温挥发组分,在较低温度区间不挥发逸出,而在较高温度区间裂解,迎合了加氢液化对自由基碎片的需求。但PA的存在有利于缩聚反应的发生,可促进裂解产物的再聚合,从而对加氢液化产生不利影响。     

The revival of electron beam irradiation curing of epoxy resin—materials characterization and supportive cure studies

Polymeric composite manufacturing is a large, rapidly growing and energy consuming industry, where there is an obvious and compelling need for innovative curing technologies conforming to energy efficiency and environmental protection trends. This has led to many research efforts to consider, or in some cases re‐consider, irradiation curing of polymer composites. However, there is still a stifling lack of knowledge of the fundamental mechanisms to obtain homogeneity in the irradiation curing of composites. The key issue of the irradiation curing process, i.e. homogeneous curing affected by electron beam dose and initiator concentration for an epoxy resin is the focus of this paper. The temperature profiles, microstructure, curing degree gradient, and thermomechanical properties of electron beam‐ irradiated epoxy resin were profiled and analyzed, and the results indicated that curing degree in the epoxy resin showed a relatively steady region and an accelerated decrease along the depth direction. It is revealed that there existed an optimal range of concentration of the initiator for irradiation curing of an epoxy resin system. The inhomogeneity in the irradiation‐induced crosslinking structure could be abated by adopting the properly applied irradiation energy and the matching between the irradiation dose and the concentration of the initiator. It can be deduced that for most of the composite products with large thickness, layer upon layer irradiation or irradiation from two sides could be more efficient to obtain a homogeneous crosslinking structure. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

煤直接液化残渣及其萃取产物的热重分析

利用热天平考察了神华和胜利两种典型中国煤直接液化残渣及其萃取产物的失重曲线。实验表明,神华残渣和胜利残渣的轻质组分含量相近,其失重率也相近,但轻质组分组成不同使得失重过程并不一致 。升温速率增加,热解最大失重速率增加,最大失重速率温度升高。以残渣各组分失重曲线拟合得到的残渣失重曲线可近似表示残渣的失重曲线。动力学分析表明,由实验数据拟合的活化能和指前因子计算得到的失重曲线,与实际实验得到的失重曲线较为一致。液化残渣在低温区失重率很高,而且这部分失重产物可以通过溶剂萃取的方式得到。     

煤高温快速液化影响因素的研究

用17mL微型盐浴共振搅拌反应釜研究了煤高温快速液化。结果表明,煤阶低且含矿物质少的烟煤液化性能较好;转化率主要受溶剂供氢性能的影响;氢气所做贡献很小,与氮气气氛下的转化率基本一样;催化剂作用不明显;煤的粒径对转化率影响不大,反应器振动影响较大。综合结论分析其机理为,在煤的一次热分解温度范围的高温段,一般在500℃附近,低变质程度烟煤结构中的桥键可充分断裂,形成大量自由基,用足量优秀供氢溶剂作氢源,可有效稳定自由基,形成液体产物,在几十秒钟到几分钟的时间内就达到很高的转化率。     

Modification of fluoropolymers by means of electron beam irradiation

High molecular weight polytetrafluoroethylene (PTFE) is transformed to free-flowing micropowder by treatment with electron beams. In case of irradiation in presence of air carboxylic acid fluoride groups are incorporated which rapidly hydrolyze to carboxylic groups in the surface-near regions due to atmospheric humidity. These polar groups reduce the hydrophobic and oleophobic properties so much that homogeneous compounding with other materials becomes possible. In addition to PTFE, copolymers of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene (FEP) and perfluoropropylvinylether (PFA) were modified. In case of identical irradiation conditions, the concentration of carboxylic groups is much higher in FEP and PFA than in PTFE, which is due to the lower crystallinity of the copolymers.

Electron beam irradiation of PTFE was performed in vacuum at elevated temperature above the melting point. The changes in the chemical structure were studied. The concentration of CF₃ branches was found to be much higher as compared to room temperature irradiation.

In a practical test PTFE micropowders functionalized by electron irradiation were compounded with epoxy resins, with polyoximethylene and with polyamides. Such compounds are characterized by very good frictional and wearing behaviour in dry-running tests.     

基于苯甲醛交联剂的煤直接液化残渣改性石油沥青

以苯甲醛为交联剂,采用煤直接液化残渣的四氢呋喃萃取物(THFS)对石油沥青进行了改性。考察了THFS、交联剂的掺杂量以及掺混温度对改性沥青性能的影响。研究表明,当THFS的掺杂量为4 %,掺混温度为170 ℃时改性效果最佳,而且苯甲醛作为交联剂加入可使沥青改性效果更佳。利用热重-傅里叶红外光谱联用仪(TG-FTIR)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和荧光显微镜对改性沥青进行了表征,结果表明,添加了苯甲醛的改性沥青的失重残余率较其他沥青略有提高;苯甲醛交联的改性沥青在热解过程中释放的CH₄含量减少且释放温度有所提高;改性沥青在2 924 cm^-1和2 854 cm^-1处的脂肪族-CH₂-的伸缩振动和表征苯环位取代872、810和746 cm^-1处吸收峰的透射率均有较大幅度的提高,并在1 060 cm^-1处出现C-O-C伸缩振动峰,以及荧光显微镜图像中出现新的改性粒子,表明交联剂的添加使THFS和基质沥青发生了缩合反应。