合成高密度烃类燃料研究进展

本文对合成高密度烃类燃料的进展进行了总结,分别对多环烃类燃料、高张力笼状烃类燃料和添加纳米级微粒的燃料进行了评述.以烃类物质为原料,通过聚合、加氢、异构等工艺合成的多环高密度燃料拥有较高的能量密度和较佳的稳定性能,是目前高密度燃 料的发展重点.高张力笼状烃类燃料和添加纳米级微粒的燃料拥有更大的密度(一般大于1g/ cm3)和燃烧热值,是极具发展前景的新一代燃料。     

高密度航空航天燃料合成化学

高密度液体碳氢燃料是为提高航空航天飞行器性能(航程、载荷、速度)而人工合成的燃料,与常规燃料(例如航空煤油和火箭煤油)相比,具有高密度和高体积热值等优点,具有重要的应用价值。本文首先从分子结构的角度阐述高密度燃料的特征及合成策略,然后综述了几类典型燃料的合成进展,包括通过加成、加氢、异构等反应合成多环烃类燃料和烷基金刚烃类燃料,通过环丙烷化和光化学等反应合成高张力燃料(环丙烷燃料、四环庚烷燃料和五环十一烷燃料),通过聚合、缩合、烷基化等反应合成高密度生物质燃料,通过纳米颗粒表面改性制备含有硼、铝、碳等固体颗粒的纳米悬浮燃料。同时,也总结了一些重要反应涉及的催化剂和量子化学机理,以及代表性燃料的性能参数等。最后,在此基础上对高密度燃料合成化学的发展趋势进行了展望。     

高密度聚乙烯与乙烯丙烯辛烯—1共聚物共混体系的相容性

用ＤＳＣ和ＷＡＸＤ方法研究了高密度聚乙烯／聚（乙烯丙烯辛烯－１）（ＨＤＰＥ／ＥＰＯ）共混体系的结晶性能。共混物的ＤＳＣ曲线皆呈单峰，表明共混体系形成了共晶。晶胞参数ａ及结晶度随共混物组成而变，进一步证明ＨＤＰＥ／ＥＰＯ共混体系的相容性。     

由生物质合成高密度喷气燃料

高密度喷气燃料是为先进航空航天飞行器而合成的燃料,以生物质基原料制备高密度喷气燃料符合国家可持续发展战略并可拓展燃料来源。本文综述了近年来由生物质基原料制备高密度喷气燃料的研究进展,燃料种类包括链烷烃、带支链的单环烷烃以及多环烷烃,燃料合成原料包括环酮（醇）、呋喃醛（醇）、芳香族含氧化合物（苯酚、苯甲醚、愈创木酚）、蒎烯等生物质及其平台化合物。发动机的推进性能高度依赖于所用燃料的性能,其中,最重要的性能是密度和低温性能。本文总结了典型燃料的性能以讨论分子结构的影响,增加燃料分子中环的个数会增加燃料密度但是也会导致低温性能不期望的变化,引入支链可改善低温性能。同时讨论了烷基化、缩合、加成、加氢脱氧等燃料合成反应涉及的催化剂、反应机理及其调控等关键因素,最后对由生物质基原料合成高密度喷气燃料的发展趋势进行了展望。本文将有助于探索及发展高密度燃料合成的方法及工艺。     

RP-3替代燃料自点火燃烧机理构建及动力学模拟

通过对RP-3 航空煤油成分的分析, 以及对8 组替代模型的对比实验, 选取了73.0%(质量分数)正十二烷, 14.7% 1,3,5-三甲基环己烷, 12.3%正丙基苯作为RP-3 航空煤油的替代模型. 使用本课题组自主研发的机理自动生成程序ReaxGen, 构建了RP-3 替代燃料的高温燃烧详细机理, 用该机理模拟了激波管点火延时, 并与实验数据进行比较. 用物质产率分析和近似轨迹优化算法(ATOA)简化方法简化了详细机理. 最后对燃烧机理在不同化学计量比及压力条件下的点火延时做了敏感度分析, 考察了燃烧机理在不同化学计量比下关键反应的异同. 结果表明, 该替代模型的燃烧机理能很好地描述RP-3煤油的高温点火特性.     

生物质替代石油原料合成高密度燃料的研究进展

"碳达峰、碳中和"目标的提出,为中国能源结构转型提供了动力引擎.发展生物质基高密度燃料,既可以为传统石油基高密度燃料提供可再生的替代品,又符合中国可持续发展以及能源结构转型的要求.本文综述了 RJ-4、JP-10等典型石油基高密度燃料的性质和用途,总结了由萜类以及木质纤维素平台化合物合成RJ-4、JP-10以及其他多环...     

不同分子量的高密度聚乙烯与茂金属线型低密度聚乙烯的相容性

采用动态流变学测试和结晶动力学的方法研究了两种分子量的高密度聚乙烯(HDPE)与茂金属线型低密度聚乙烯(m-LLDPE)共混体系的相容性.流变学研究表明,HDPE/m-LLDPE共混物在低ω区域lgG′-lgω关系曲线偏离线性规律,在熔融态为非均相体系.DSC分析发现HDPE/m-LLDPE共混物体系中HDPE的熔点随着m-LLDPE含量的增多而逐渐下降,说明HDPE与m-LLDPE二者具有机械相容性.当HDPE在m-LLDPE的熔体中等温结晶,分子量较高的HDPE结晶速率与纯HDPE相近,m-LLDPE的含量变化对Avrami指数n的影响不大;分子量较低的HDPE指数n和半结晶时间t1/2随m-LLDPE含量的增加逐渐增大,结晶速率随着m-LLDPE含量的增加逐渐下降,表明熔融态的m-LLDPE和HDPE存在着较强的分子间相互作用,二者具有一定的相容性.     

丁基橡胶阻尼材料相容性的DSC与DMA研究

高聚物力学阻尼材料是一种能消除振动和噪声以聚合物为基质的功能材料。当聚合物处于玻璃化转变温度(Tg)区域时,其链段运动不能完全跟上振动的速度而产生分子链内摩擦,吸收一部分振动能,再以“热”的形式而耗散,这样就起到减少振幅或降低振幅的作用。     

燃料及燃料/氧化剂比对LaFeO3纳米粉体的影响

采用溶液燃烧法合成了钙钛矿型LaFeO3纳米粉体,系统考察了不同燃料及燃料/氧化剂的摩尔比对LaFeO3晶相组成和结构的影响.用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对纳米粉体的晶相组成、晶粒大小及微观形貌进行了表征.实验结果表明:制备LaFeO3的适宜的燃料/氧化剂比随燃料的不同而变化,甘氨酸为燃料,在燃料/氧化剂比为化学计量比时可得到19.0 nm LaFeO3纳米晶体;柠檬酸为燃料,贫燃时(-50%)产物LaFeO3晶型最好,而乙二醇为燃料,富燃时(+40%)LaFeO3晶型最好,产物为蓬松的多孔网状纳米结构,晶粒尺寸为28.0 nm.     

聚甲醛与热塑性酚醛树脂相容性研究

考察了聚甲醛(POM)与热塑性酚醛树脂(Novolak)的相容性;浊点法研究结果表明,POM/Novolak共混物存在一个低位临界相转变温度.DSC测试表明,POM与Novolak共混后,共混物的熔点下降;通过DSC测试得到数据,采用Hoffman-Weeks平衡熔点外推法和Flory熔点下降方程推算出POM与Novolak的相互作用参数(χ)约为-0.032.FTIR研究表明,Novolak的羟基能够与POM的醚氧基形成氢键,导致共混物中Novolak的羟基峰向高频偏移.研究结果表明,POM与Novolak能够达到热力学相容.     

聚(ε-己内酯)/苯乙烯-丙烯腈共聚物共混物相容性的研究

本文采用DSC、IR方法研究了聚ε-己内酯PCL苯乙烯-丙烯腈共聚物SAN共混物的相容性。观察到共混物只表现出单一的玻璃化转变温度。而且随着含量的增加,半结晶高聚物的熔点下降,利用Flory-Huggins方程计算出共混体系的相互作用参数x_(23)计算结果表明该体系是热力学相容的。红外光谱的研究表明两种高聚物的这种相容性,是由于PCL中的羰基和SAN中的α-氢的氢键相互作用引起的。     

吸热型碳氢燃料裂解催化剂结焦研究

建立了一套可以同时进行吸热型碳氢燃料催化裂解研究和催化剂结焦评价的装置。选用SAPO－34、HZSM－5以及USY型不同孔径的分子筛催化剂对自行研制的吸热型碳氢燃料S－1进行催化裂解反应，采用注氧烧焦的方法考察了改变反应温度、反应时间等实验条件对催化剂结焦性能的影响，结果发现，当温度达到700℃时，三种催化剂都有最大的结焦量，而USY型分子筛高达55μL/mg。同时还考察了作为结焦母体的小分子烯烃在裂解产物中的分布与催化剂结焦的关系，对燃料S－1在三种分子筛上裂解结焦的规律有了初步的了解，从而为筛选适用于吸热型碳氢燃料催化裂解的催化剂提供了有力的依据。     

多嵌段聚醚-酯共混物的微相结构与血液相容性研究

本工作合成了两种性质不同的聚醚-酯多嵌段共聚物,一种是以聚对苯二甲酸乙二酯为硬链段,聚乙二醇(PEGT)为软链段的亲水性多嵌段共聚物,另一种是以聚对苯二甲酸乙二酯为硬链段,聚四亚甲基醚二醇(PTMGT)为软链段的疏水性多嵌段共聚物。将两种共聚物以一定的比例共混,制备多嵌段聚醚-酯共混物。 改变共混物的组成,研究其微相结构与血液相容性的关系。采用动态力学谱(VES)、示差扫描量热(DSC)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等测定共混物的微观结构,采用微球柱法评价共混物的血液相容性。实验结果表明:材料的微观非均相结构及亲水平衡是决定血液相容性的重要因素。     

轻质油料电导率仪检定方法研究

叙述轻质油料电导率仪的检定原理及检定方法。采用高阻结合标准物质的方法解决了轻质油料电导率仪无法检定的问题。     

具有血液相容性的嵌段聚酯-聚醚接枝共聚物的合成

本文研究了嵌段聚酯-聚醚膜经紫外光活化后,于水溶液中铈盐引发亲水性单体丙烯酰胺在其表面上接枝共聚合反应。同时对接枝物进行了证实和表征。并通过活体动物血液灌流实验表明,此接枝共聚物具有良好的血液相容性。     

BTF变色对其热安定性和与PVB等相容性的影响

通过光照制备了一定量的变色苯并三呋咱氧化物（BTF）,再分别采用差热（DTA）,差示扫描量热（DSC）,真空安定性试验（VST）等热分析方法,对变色前后的BTF进行了热安定性研究及与聚乙烯醇缩丁醛（PVB）等接触材料的相容性研究,并通过热重－红外等仪器分析手段,初步探讨了BTF与PVB之间的作用机理。     

CLIIR／PS接枝共聚物的相容性

本文用动态粘弹谱仪、透射电子显微镜和反相气相色谱法研究了ClIIR/PS双组份接枝共聚物的相容性。讨论了共聚物相容性与微区尺寸、玻璃化转变的关系,以及共聚物的相分离温度。     

TS—1的丙烯环氧化性能研究

采用连续淤浆反应器,在40℃,0.4MPa和0.6MPa下,考察了粉状TS－1催化剂在丙烯与过氧化氢环氧化反应中的反应性能,表明TS－1催化剂的单程寿命不低于80h,通过对TS－1催化剂的IR及XRD的表征及比表面分析,发现其骨架结构和骨架钛未发生变化,催化剂部分失活是由于非骨架活性钛的流失及催化剂孔道的堵塞造成的,并可以用甲醇洗脱再生。     

结晶聚合物品相相容性的研究

通过ＤＳＣ、Ｘ－射线衍射、红外光谱及拉伸试验研究了ＨＤＰＥ与ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ与ＬＤＰＥ之间的晶相相容性．结果表明，链结构相近的ＨＤＰＥ和ＬＬＤＰＥ的晶相相容性好，能形成共晶；而链结构差异较大的ＨＤＰＥ和ＬＤＰＥ的晶相相容性较差，倾向于分别结晶，但有部分链段被对方的晶区夹持．不论是支化度大的ＬＤＰＥ链段插入以ＨＤＰＥ为主的晶区，还是支化度小的ＨＤＰＥ链段插入以ＬＤＰＥ为主的晶区，都可破坏晶区的规整性．共晶的形成使共混物的熔点、结晶度、晶粒体积等低于两组份的线性加和，而力学性能，尤其是断裂伸长率，则显著提高，呈协同效应．     

吸热型碳氢燃料在银、镧改性ZSM-5分子筛上的裂解研究

为提高吸热型碳氢燃料的吸热能效，对HZSM－5分子筛进行了La^3 、Ag^ 离子交换改性，考察了吸热型碳氢燃料NNJ－150在HZSM－5及改性ZSM－5分子筛催化剂上的裂解情况。结果表明，La^3 、Ag^ 离子交换改性催化剂提高了NNJ－150的裂解气中低碳烯烃的选择性（500℃,81.63%)，并且改性催化剂和未改性催化剂的活性在35min内均未随进样时间下降，转化率也未降低（500℃,HZSM-5,64.62%;LaZSM-5,65.71%；AgZSM-5,68.75%)。实验结果表明，双金属离子改性可为今后研究的方向。