稀土元素铈对铂铜复合膜电极结构及性能的影响

通过离子束溅射技术分别制备铂铜复合膜电极及掺杂铈元素的铂铜复合膜电极,并在相同条件下对膜电极进行热处理及酸蚀处理。通过高分辨透射电镜、X射线衍射及电化学性能测试对膜电极进行结构及性能的研究。结果表明,在相同后处理条件下,铈元素的添加使铂铜复合膜电极表面出现"桥连"结构,同时促进铂铜元素的合金化程度增强,与纯Pt相比膜电极的析氢交换电流密度提升92.25%。     

神府煤热解-活化耦合反应产物特性及机制研究

利用两段式固定床反应装置,研究了神府煤热解-活化耦合产物的特性,探讨了热解温度及活化剂(H_2O(g)、CO_2和H_2O(g)/CO_2)对产物性能的影响,揭示了热解-活化耦合反应机制。结果表明,热解温度对半焦的CO_2化学反应性影响较小;采用热解-活化两段耦合工艺,可使神府煤热解的焦油产率明显提高,产率最高为17.8%;不同活化剂对两段耦合过程产生的混合煤气(mixture coal gases,MCG)和焦油产率影响为H_2O(g)H_2O(g)/CO_2CO_2,其焦油组分均以饱和分和芳香分为主;采用H_2O(g)/CO_2(1∶1)活化剂,可有效提高活性炭的比表面积,其BET比表面积为845.37 m~2/g。热解-活化耦合机制主要为活化段产生的合成气(synthesis gases,SG)为热解段煤的加氢热解提供了氢源,丰富的氢自由基促进了煤的加氢热解反应,改变了耦合过程的产物分布和特性。     

电化学处理对神木煤显微组分表面结构及可浮性的影响研究

为建立煤岩显微组分的电化学浮选分离方法,以铝为电极,考察了阳极和阴极电化学处理对神木煤镜质组和惰质组表面结构及表面电位和润湿性的影响规律。结果表明,电化学处理对煤岩显微组分表面-OH、-COOH等含氧官能团影响显著;阳极处理使显微组分表面zeta电位向负电方向偏移,且润湿性增加,阴极处理则使其向正电方向偏移,润湿性减小;阳极处理后镜质组接触角的变化趋势更为显著,而阴极处理对于惰质组的影响更为明显。     

药渣热解过程NO_x前驱物生成特征及规律研究

以凉茶药渣(HTW)和青霉素菌渣(PMW)为对象,结合热重(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)表征,在水平管式反应器上对比研究了热解NO_x前驱物的生成特征,考察了热力因素和燃料理化特性的影响。结果表明,蛋白质N为主要原料N结构,HTW占全部,PMW超过80%,决定了主导NO_x前驱物为NH_3;热力因素不改变此主导性,但会影响前驱物生成路径,改变组分比例及总产率,其强弱顺序为:高温快速高温慢速低温快速≈低温慢速;基于高温快速热解,大粒径和低含水率可分别降低总产率5%-11%和4%-6%;燃料组分影响NH_3产率,低温或慢速下,N结构差别使PMWHTW;高温快速下,灰分元素差异使PMWHTW;半焦N结构及N分布表明,典型热解条件下总产率为20%-45%,与药渣种类无关,可为其清洁利用提供参考。     

煤焦油重组分甲苯不溶物结构组成及对悬浮床加氢裂化生焦的影响

以煤焦油常压渣油(CTAR)为原料在3000mL环流反应器悬浮床加氢装置上进行了中试实验,并分别从CTAR和加氢产物中提取了甲苯不溶物(TI)及焦炭,通过元素分析、SEM、XRD、FT-IR、XPS等手段对TI及焦炭进行对比分析,明确了TI的结构组成并将其与加氢裂化生焦情况进行了关联。结果表明,CTAR悬浮床加氢工艺具有轻油收率高、生焦总量小、没有壁相焦的特点。TI由煤焦油生产过程中带入的碳质、矿物质颗粒及稠环芳烃有机物构成,O是其中含量最高的杂原子,Ca、Si、Al、Na来源于煤焦油中矿物质,C和O主要存在于C-C、C-H、C-O-C、C-OH结构中,N主要以吡咯和胺的形式存在,S主要以脂肪类S存在。TI具有明显的片层堆积结构,在作用力下容易破碎为具有较大比表面积及吸附能力的微米级微晶及碳质颗粒,和硫化后的催化剂颗粒一起为加氢反应提供载焦中心,优先吸附大分子自由基从而明显减少壁相焦的生成。     

格尔木渣油加氢反应及生焦行为的研究

选用超低沥青质含量的格尔木渣油（沥青质质量分数：0.32%）作为加氢原料,考察反应条件对加氢反应样品组分性质、胶体稳定性参数（CSP）、生焦性能的影响。结果表明,随着加氢反应温度的升高和反应时间的延长,沥青质和饱和分的含量增加,胶质和芳香分的含量减少;胶体稳定性参数降低,生焦率不断增加;胶质与沥青质的缩合度增加,芳碳率f_A不断增大;金属与杂原子在加氢过程中不断得到脱除,V比Ni更容易脱除、S比N更容易脱除;催化剂表面形成了类似石墨有序结构的炭基物质,使得催化剂的孔结构参数不断减小。在所研究的反应中,当反应温度和时间分别为420℃和5 h时,催化剂的孔结构损害最为严重,出现了较大的微孔分布。     

甲烷在MIL-101上的吸附平衡分析及充放气特性

为研制吸附储存天然气(ANG)用的金属有机框架物(MOFs),选择MIL-101(Cr)试样进行甲烷的吸附平衡与充放气实验。试样由溶剂热法合成,经测试77.15 K氮吸附数据作表征结构后,在温度293-313 K、压力0-100 k Pa和0-7 MPa条件下测试甲烷吸附平衡数据,运用亨利定律标绘和Toth方程确定甲烷在试样上的极限吸附热和绝对吸附量,比较了ClausiusClapeyron(C-C)方程和Toth势函数计算的等量吸附热。最后,在工程应用对应的流率10-30 L/min,对装填940 g试样、容积为3.2 L的适型储罐吸附床进行甲烷充放气实验。结果表明,甲烷在试样上的平均极限吸附热为23.89 k J/mol,测试范围内Toth方程预测的平均相对误差为1.06%,由C-C方程和Toth势函数确定的平均等量吸附热分别为15.51和13.56 k J/mol;在有效充放气时间内,储罐在10和30 L/min流率时的总充/放气量分别为347 L/338 L和341 L/318 L,放气率为98.3%和94.1%。工程应用应选用C-C方程确定的等量吸附热,并采取慢充/放以增大充/放气量和提高吸附床脱气率。     

低雷诺数下串列三圆柱涡激振动中的弛振现象及其影响因素

对间距比为1.2和雷诺数为100的串列三圆柱涡激振动进行数值模拟,发现在某个折合流速之后,三圆柱的响应均呈现为随着折合流速增大而增大的弛振现象,平衡位置偏移、低频振动以及旋涡脱落与圆柱运动之间的时机三个因素共同决定了弛振现象的出现.进一步的研究发现,串列三圆柱的弛振现象仅出现在质量比不大于2.0和雷诺数不大于100的工况下.当质量比较大时,串列三圆柱的平衡位置固定不变,且圆柱的振动不规律,使得旋涡脱落与圆柱运动的时机处于变化之中.当雷诺数较高时,最上游圆柱的平衡位置在折合流速较大时回到初始位置,不再参与对圆柱振动的调节,使得圆柱的振动响应不再规律,旋涡脱落与圆柱运动的时机也一直处于变化之中.     

天然冷源用于超市陈列柜系统的实现与评价

在先前研究的基础上,提出了在寒冷季节可利用室外冷空气实现冷藏的冷风柜系统。试验研究了引入室外冷空气的陈列柜系统与传统制冷陈列柜系统的性能对比,并研究了结合引入室外冷空气和运行制冷系统两种工作模式的冷风柜系统的全年运行电能消耗情况。实验结果表明了在引入室外冷空气运行模式下冷风柜具有较好的内风幕速度分布;其柜内的温度分布均匀,并且温度波动较小,完全满足超市制冷陈列柜的性能要求;冷风柜系统结合引入室外冷空气和运行制冷系统两种工作模式,在全年运行中的总电能消耗比传统陈列柜少12%(2030kW h),较大程度地节约了系统的能耗。     

两种树皮热解微晶结构及生物油组分对比

以针叶材杉木树皮和阔叶材桉木树皮为原料,利用X射线衍射 (XRD) 对两种树皮热解前后固体颗粒微晶结构的变化进行了比较,利用气质联用 (GC-MS)、凝胶渗透色谱 (GPC) 等手段对两种树皮生物油组分进行了对比分析。结果表明,两种树皮中的纤维结构及脂肪链结构在热解过程中发生了分解,基本被破坏。杉木树皮和桉木树皮生物油主要组分相似,含有酸类、酮类、酚类、醇类、醛类、糖类、酯类等类物质,但相对含量存在差异;桉木树皮相对杉木树皮热解生成了较多的酸类、酮类物质,而酚类、醇类、糖类物质相对较少。两种树皮生物油中酚类物质占有较大的比例,以苯酚和邻苯二酚为主。两种树皮生物油主要物质分子量集中在300~500 g/mol,但桉木树皮生物油中分子量在300~500 g/mol的相对含量 (48.18%) 相比杉木树皮 (61.14%) 较少。