四苯基卟啉钴-溴百里酚蓝复合薄膜/K~+交换玻璃光波导传感元件的制备及胺类气体的检测

以四苯基卟啉钴(CoTPP)/溴百里酚蓝(BTB)作为敏感材料,利用旋转甩涂法将其做成薄膜固定在钾离子(K~+)交换玻璃光波导表面,研制了高灵敏的CoTPP—BTB复合薄膜/K+交换玻璃光波导传感元件,并对挥发性有机气体进行检测。实验结果表明,室温下该传感器对甲胺气体具有较好的选择性响应,能够检测体积分数低至1×10~(-7)(V/V)的甲胺气体,响应时间和恢复时间分别为2 s和35 s,信噪比(S/N)为6.8,RSD0.20%(V/V=1×10~(-6))。平行实验中,在1×10~(-7)~1×10~(-3)(V/V)范围内,体积分数与输出光强度间线性关系良好(R2=0.99)。     

不同钡铈比对NSR催化剂NO_x存储性能的影响

通过改进的溶胶凝胶法结合浸渍法制备了一系列Pt/x Ba-(30-x)Ce/γ-Al2O3(x=10、15、20,x为质量分数)型NSR催化剂,并利用XRD、BET、H_2-TPR和NO-TPD对其性能进行了表征。结果表明,Ba主要以BaCO_3形式存在,CeO_2晶粒粒径随着x值增大先减小后增大,且以无定型形式存在于催化剂中。随着Ce含量的增加,高温还原峰温度先降低后升高。NOTPD结果表明,吸附于催化剂表面的NO_x在低温时具有较好的热稳定性;通过NO_x完全存储实验,探究了不同Ba/Ce比对催化剂NO_x存储性能的影响。结果表明,当x=15时,催化剂的NO_x存储量最大,NO_x穿透时间达7 min,吸附稳定时NO_2/NO_x比为28%,NO_x存储效率达47.1%,具有最佳的NO_x存储性能。     

吡啶萃取对烟煤热解过程焦油生成特性的影响

煤中含有以非共价键结合的可萃取物,煤的萃取物和萃余物热解反应性不同。本研究首先用醋酸消除煤中静电作用力,再以吡啶萃取消除氢键作用力,通过热重和固定床研究了煤萃取物和萃余物的热解特性。相对于原煤,萃取物（E1）的H/C原子比较高,而萃余物（R1）比原煤的孔径有所增大。热重实验表明,萃取物热分解温度低,失重率大;萃余物在485℃之前失重大于原煤,温度高于485℃小于原煤。固定床氮气热解表明,萃取物（E1）的焦油产率和气体比原煤高;萃余物（R1）的焦油产率低于原煤焦油产率。而氢气气氛下,萃取残渣的焦油产率明显高于原煤,这是由于吡啶萃余物具有更开放的孔结构,有利于加氢热解过程氢向孔内扩散,减少了缩聚反应。     

污泥化学链燃烧过程中氮迁移转化特性研究

在单流化床反应器上探究了污泥化学链燃烧过程中氮迁移转化特性。由于赤铁矿载氧体反应活性低,采用30%水泥对其改性。结果表明,水泥改性可提高污泥热解气化反应速率以及赤铁矿还原反应速率,进而提高污泥碳转化率,但是NO生成率也增加。随着反应温度的升高,污泥的碳转化率和NO生成率均增加。另外,随着水蒸气浓度的增加,碳转化率增加,同时可降低NO生成。在污泥化学链燃烧过程中,NO生成率为0.286%-0.768%,低于污泥空气焚烧氮氧化物排放量。     

PEDOT的固相聚合法制备及其在紫外光探测器中的应用

首先以2,5-二溴-3,4-乙撑二氧噻吩（DBEDOT）为单体,通过固相聚合法在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃（FTO）基底表面制备聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）膜,然后将其与氧化锌纳米阵列（ZnO NRs）修饰的FTO组装成有机-无机异质结紫外光探测器,并研究其紫外光探测性能。采用紫外-可见分光光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）等测试方法对材料进行表征。结果表明,固相聚合法制备的PEDOT能有效提升ZnO NRs基紫外光探测器的性能。器件在紫外光照射下（365 nm,0.32 mW/cm2）表现出较高响应度（15.34 mA/W）、较短响应时间（上升时间为0.159 s,下降时间为0.162 s）和较好的稳定性。     

Diffusion behavior of hydrogen isotopes in tungsten revisited by molecular dynamics simulations

Molecular dynamics simulations were performed to study the diffusion behavior of hydrogen isotopes in single-crystal tungsten in the temperature range of 300–2000 K. The simulations show that the diffusion coefficient of H isotopes exhibits non-Arrhenius behavior, though this deviation from Arrhenius behavior is slight. Many-body and anharmonic effects of the potential surface may induce slight isotope-dependence by the activation energy; however, the dependence of the pre-factor of the diffusion coefficient on the isotope mass is diminished. The simulation results for H-atom migration near W surfaces suggest that no trap mutations occur for H atoms diffusing near either W{100} or W{111} surfaces, in contrast to the findings for He diffusion near W surfaces. Based on the H behavior obtained by our MD simulations, the time evolution of the concentration distribution of interstitial H atoms in a semi-infinite W single crystal irradiated by energetic H projectiles was calculated. The effect of H concentration on H diffusion is discussed, and the applicability of the diffusion coefficients obtained for dilute H in W is assessed.     

ZSM-5分子筛的合成及其在丁烯催化裂解反应中的应用

采用水热合成法制备了无模板剂ZSM-5分子筛并用正硅酸甲酯(TMOS)对其进行外表面修饰改性,利用XRD、SEM、~(29)Si MAS NMR、~(27)Al MAS NMR、NH_3-TPD、BET和UV-vis DRS对合成分子筛的物相、形貌和酸性等进行了表征,并将其应用于催化丁烯裂解反应。研究表明,经水热合成的无模板剂ZSM-5结晶度较好,与添加模板剂合成的ZSM-5拥有相似的孔道结构和晶体结构以及相近的酸量,但在酸中心分布上有明显差异:孔道内酸中心数量增加且分布更加均匀,孔道交叉处酸中心数量减少;经过外表面修饰改性后,ZSM-5分子筛外表面部分不具备择形性的酸中心被钝化,使其择形选择能力增强。在催化丁烯裂解反应中,用TMOS进行外表面修饰改性的无模板剂ZSM-5分子筛作为催化剂能够有效抑制副反应的发生,丙烯和乙烯的总收率高达58%。     

碱催化促进Ni-W/β分子筛催化剂氢解纤维素产1,2-丙二醇的研究

为提高纤维素催化氢解产醇类产物中1,2-丙二醇(1,2-PG)的收率,采用等体积浸渍法制备了以β分子筛为载体负载Ni和W的催化剂。结果表明,当7Ni-20W/β分子筛作为催化剂时,在240℃反应温度和6.0 MPa H_2的条件下反应30 min后,纤维素实现完全转化,1,2-PG和乙二醇(EG)产率分别达到19.3%和45.3%;不同于其他载体催化剂,β分子筛可以明显提高1,2-PG选择性。当不同碱催化剂加入到Ni-W/β分子筛催化剂反应体系后,可以进一步提高1,2-PG的选择性。尤其是当加入Ba(OH)_2后,1,2-丙二醇产率从19.3%提高了32.5%。为了探究碱催化剂在反应中的作用,以葡萄糖为底物进行了一系列的碱催化反应。结果表明,碱催化剂主要作用是有助于将葡萄糖异构化为果糖,从而促进纤维素转化为1,2-PG。催化剂在两次回收重复利用之后1,2-PG的收率只下降3.9%,乙二醇产率收率下降4.1%。     

多喷嘴对置式水煤浆气化炉内钠元素的释放与转化

基于多喷嘴对置式水煤浆气化热态实验平台,开展气化炉内钠元素的释放与转化特性研究。对收集的气化炉内轴向不同位置处颗粒物样品进行分析,利用微波消解和化学分级洗对颗粒物进行预处理,借助原子火焰吸收光谱仪(FASS)定量测定颗粒物中钠元素含量,并采用扫描电镜-能谱仪联用系统(SEM-EDS)表征颗粒物的表观形态及其表面元素组成。FAAS测定结果表明,钠元素释放率随距离喷嘴平面间距的增加呈先增加再减少的趋势,喷嘴平面附近为钠元素主要释放区域。随着炉内反应的进行,钠元素由水溶态、离子交换态向酸溶态和残渣态转变。结合SEM-EDS结果可知,炉内反应过程中,矿物质熔融形成球形颗粒物,与气相中的钠反应生成硅酸盐和硅铝酸盐,且钠元素含量随球形颗粒物的增多而增加。