生活垃圾灰渣对生物质热解油特性的影响

生活垃圾热解焚烧产生的热灰渣可以作为热解过程的热载体。为了探究灰渣对生物质热解过程的影响,将生活垃圾灰渣与废纸屑掺混后在水平管式炉中进行热解实验,探究在不同热解温度和灰渣种类下废纸屑热解油的产率和成分变化。按照1∶1的比例分别掺混A灰和B灰后,在600℃下热解油产率分别下降了11.36%wt和4.93%wt。随着热解温度由400℃提高到600℃,热解油的产率均增大。通过GC-MS对热解油进行成分分析发现加入灰渣后热解油中的乙二醇单丁醚(NBE)含量增大;而酚类、酮类、呋喃类、醛类和有机酸含量降低,尤其是醇类和酯类无法检出,预示着热解油毒性和腐蚀性减弱。结果表明生活垃圾灰渣的掺入一定程度地提高了生物质热解油的品质。     

对升级废旧轮胎热解油的研究

废轮胎在500℃下经催化剂ZnO催化以及脱硫剂Cu（NO3）2处理,得到初级产品油,再经蒸馏得不同温度下的馏分。实验表明,在蒸馏温度小于208℃,所得馏分为淡黄色,油腻味,颜色清亮、透明,与0#商业柴油清澈、透明相比较,颜色一致,说明符合商业柴油的基本要求;当蒸馏温度大于208℃,所得馏分颜色深黄色,油腻味,透光性较差。生物质与轮胎共热解油蒸馏实验表明,经负载5%Co/HZSM-5作催化剂得到的油品,在蒸馏温度小于208℃,与商业柴油相比,比重高了3.14%,粘度低了35.5%,热值低了20.4%;经负载10%Ni/HZSM-5做催化剂时,其馏分与0#商业柴油柴油相比,比重高了3.62%,粘度低了51.2%,热值低了15.6%。生物质油的颜色较深,气味较浓。     

废轮胎的热解行为

考察温度、颗粒度等热解条件对废轮胎热解行为的影响。采用程序升温热天平仪考察温度、颗粒度对废轮胎热失重的影响;采用管式反应器考察温度、颗粒度对热解产品（包括热解气、热解油和粗炭黑）收率的影响。实验表明：温度是影响废轮胎热解产品收率的关键因素,400～550℃时热解失重速率最快,超过550℃接近完全热解;若废轮胎热解以得到热解油为目的,温度控制在400～500℃时,热解油产率最高。颗粒大小也是影响产品收率的重要因素,在400～550℃,随着颗粒度的增加废轮胎热解更加完全,粒径为0.3mm和5.0mm的废轮胎颗粒热解活化能分别为73.1kJ／mol和55.8kJ／mol;颗粒度对产品收率的影响也很大,而当颗粒度超过5mm时对热解产品的影响较小。     

废轮胎热解油轻质馏分成分分布与柠檬烯提纯

通过减压精馏的方式富集了废轮胎热解油的轻质馏分,并通过常压精馏的方式将轻质馏分分为6段,系统地研究了甲苯、乙苯、二甲苯、对伞花烃和柠檬烯等高价值物质的分布情况;随后使用乙二醇-环丁砜作为二元萃取剂针对柠檬烯富集馏分进行提纯研究.结果表明：甲苯主要分布在100～120℃馏段,乙苯和二甲苯主要分布在120～140℃馏段,柠檬烯和对伞花烃主要分布在160～180℃馏段.柠檬烯提纯方面,在20℃,乙二醇与环丁砜的质量比为3∶1,剂与油的质量比为5∶1的条件下对柠檬烯富集馏分进行10级萃取实验,可完全去除非烃类杂质,芳香烃杂质的质量分数下降至24.99%,柠檬烯的质量分数从33.81%提升至48.03%,柠檬烯萃取提纯的效果优于精馏提纯的效果.     

热解温度与碱金属对生物质热解碳烟氧化活性的影响

为研究生物质碳烟的氧化反应活性,在沉降炉反应器中于1 000、1 100、1 200、1 300℃温度下对麦秆和木屑2种生物质进行了热解,获得了生物质热解碳烟样品。采用热重分析法测试了不同热解温度下产生的碳烟的氧化活性,研究了热解温度、生物质中碱金属对碳烟氧化活性的影响。结果表明:随着热解温度的升高,2种生物质碳烟的氧化活性表现出不同趋势,即木屑碳烟的氧化活性提高,而麦秆碳烟的氧化活性降低;麦秆相对木屑具有显著高的碱金属(主要为KCl)含量;水洗碳烟的氧化活性明显降低,表明KCl颗粒可以显著促进碳烟的氧化;X射线衍射(XRD)及粒径分析显示,随着热解温度的提高,2种生物质碳烟的石墨化程度提高,单个颗粒的几何平均粒径变小。因此认为,木屑碳烟的活性主要受碳烟粒径的影响,而麦秆碳烟由于其中含有明显多的碱金属颗粒(绝大部分为KCl),其活性受碱金属盐和粒径、内部结构等的综合作用。     

糠醛渣与稻壳共热解规律

由糠醛渣和稻壳的共热解的热重分析表明，其主要热解温度区间明显地分为两个阶段，并表现出不同的热解机理；共热解不是两种生物质单独热解贡献的简单叠加。通过对5℃／min，20℃／min．50℃／min和80℃／min的升温速率及不同粒径下的失重分析对比表明：升温速率和粒径大小对共热解均有影响，随着升温速率和粒径的增大，糠醛渣热解的初始温度增高，热解向高温侧移动。在热解反应活跃区间建立了与糠醛渣和稻壳共热解特性相适应的分段分级热解动力学模型，计算得到热解动力学参数。     

煤和蓝藻的共热解特性研究

采用热重分析法,对神府煤和蓝藻单独热解及共热解(蓝藻掺混比,即蓝藻与干基混合物的质量比为5%,10%,20%,40%和80%)特性进行了研究。研究表明:蓝藻挥发分析出的极值温度比煤低,而且热解速率比煤快。蓝藻组成复杂、挥发分含量高且含有的不稳定键多,所以在较低温度下就会被破坏,从而以较高的速率挥发出去。当蓝藻与神府煤共热解时,低温下蓝藻的挥发分析出后,暴露出来的灰分覆盖在煤的表面,灰分中具有催化作用的碱和碱土金属会加快煤的热解反应,使煤的挥发分提前析出。当蓝藻的掺混比为40%和80%时,协同作用较明显,热解焦的产率比理论值低。     

废轮胎粉的热解特性及其动力学模型

对废轮胎粉进行了热重和微商热重(TG/DTG)实验研究,结果表明废轮胎粉的热解主要失重区可以分为3个阶段:第1个阶段主要是少量水分和焦油的析出(热分解),以及增塑剂和其他一些有机助剂的热分解;第2个阶段主要是天然橡胶的热分解;第3个阶段则主要是合成橡胶的热分解.在TG/DTG实验研究的基础上,建立了废轮胎胶粉的热解动力学模型,得到了热解反应活化能和前指因子等参数,并采用积分法确定了热解失重速率函数f(α)在热解低温阶段和高温阶段的函数表达式.动力学模型计算结果与实验结果的对比一致.     

粒径、升温速率及催化剂对废轮胎胶粉热解特性的影响

采用热重分析法探讨了不同粒径、升温速率及催化剂对废轮胎胶粉热解特性的影响。结果表明:随升温速率加快,废轮胎胶粉的TG/DTG曲线向着高温区段移动,且热解反应时间Δt会缩短,说明升温速率加快有助于废轮胎胶粉的热解反应;粒径(20目至100目)对废轮胎胶粉热解反应TG/DTG曲线影响很小,但目数增大最终失重率会变小。在低温段,NiCl2,CoCl2和Co/Ni 3种催化剂都能有效降低废轮胎胶粉热解的反应活化能,其中NiCl2效果明显,可以降低30.37 kJ/mol,而ZnO对低温区的反应活化能没有影响;在高温段,NiCl2能降低废轮胎胶粉的反应活化能,而CoCl2,Co/Ni和ZnO则使反应活化能分别升高16.966 kJ/mol,10.813 kJ/mol和7.5 kJ/mol;催化剂Cr2O3对低温段和高温段的反应活化能没有影响。     

废轮胎热解油轻质馏分加氢脱硫反应的本征动力学

采用微型固定床反应装置,选用FH-98型催化剂,在催化剂活性稳定阶段且消除内、外扩散影响的情况下,进行废轮胎热解油轻质馏分加氢脱硫反应本征动力学研究,并考察了反应温度(563.15-643.15K)、反应压力(1.0-3.0MPa)对加氢脱硫反应的影响规律.结果表明:提高反应温度和反应压力对加氢脱硫反应有利;经F检验及...     

研磨对介孔分子筛SBA-15结构的影响

考察了研磨对经不同脱模方法得到的SBA-15介孔分子筛的结构的影响.用N2吸附-脱附、XRD、FT-IR、29Si CP MAS NMR等手段对样品的结构进行了表征,发现研磨对SBA-15的孔结构有一定的破坏作用,导致样品的长程有序性降低,表面积、孔容下降,孔径减小.同时,研磨增加了孔壁中的结构缺陷,机械压力使孔壁发生了收缩,壁中的小孔/微孔减少.对不同方法脱模的介孔样品,焙烧脱模样品的机械性能强于乙醇抽提脱模样品,研磨对其结构的影响较小,这是由于焙烧过程有利于孔壁缩合和紧固的缘故.     

孔径和比表面积调控对SBA-15上溶菌酶吸附动力学的影响

研究具有不同孔径和比表面积的介孔二氧化硅SBA-15对溶菌酶的吸附行为,并分析了材料孔径和比表面积对吸附性质的影响.研究结果表明:材料对溶菌酶的最大吸附量受控于材料的比表面积,关系式为q=0.602 53SBET-130.58;用3种吸附动力学模型分析溶菌酶的吸附动力学过程,发现吸附行为符合准二级动力学模型;用外部扩散...     

SBA-15负载二氯二茂锆催化剂的制备及催化乙烯聚合反应

以介孔分子筛SBA-15为载体负载二氯二茂锆配合物制备了SBA-15负载二氯二茂锆催化剂,在助催化剂MMAO作用下,该负载催化剂常压下可高活性催化乙烯聚合,通过XRD、TEM、DSC表征了SBA-15负载催化剂和所得聚乙烯,结果发现:因载体的孔道效应而生成了纤维状聚乙烯.考察了反应温度、Al/Zr摩尔比对乙烯聚合活性的影响.     

同构替代镧掺杂SBA-15负载钴基催化剂对费-托合成性能的影响

利用同构替代成功地合成了La-SBA-15(La质量分数分别为5%,10%,20%),并且各质量分数的La-SBA-15很好的保持了SBA-15规整的二维六方结构。分别用SBA-15和La-SBA-15为载体,采用共浸渍法制备了四种负载量相同的钴(质量分数为10%)的催化剂,通过氮气等温吸附-脱附,X-射线粉末衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),氢气程序升温还原(H2-TPR),等手段进行该催化性能的表征。其费-托合成活性测试表明,在相同条件下,催化剂10Co/La-SBA-15(5%)和其它催化剂相比,其催化活性和C5+选择性得到显著提高。     

介孔二氧化铈材料的合成与表征

采用聚合物P123为模板剂、正硅酸乙酯为硅源水热成功合成了具有介孔、二维六角结构的SBA-15,并以SBA-15为硬模板、蔗糖为碳源合成了具有有序介孔结构的CMK-3碳材料.将CMK-3浸渍于硝酸亚铈溶液中,经过干燥、焙烧,制备出了具有二维六角结构的二氧化铈材料.利用N2物理吸附、X光粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对所得材料进行了物化性质测试与结构表征.结果表明,合成的二氧化铈具有面心立方结构,呈现IV型吸-脱附等温线及H3型滞后环,孔径分布均一,平均孔径3.3 nm,其比表面积达104.2 m2/g.     

典型禾本植物与梧桐植物共热解实验及 动力学研究

为了探究生物质混合热解过程中存在的协同效应,采用热重分析仪对芦苇、玉米秆、梧桐叶及其两两混合生物质的热解规律进行了研究。结果表明：生物质混合热解与生物质单独热解的失重趋势基本相同,可以分为干燥、预热、质量快速减少和碳化四个阶段;玉米秆与芦苇混合物、梧桐叶与芦苇混合物的热解起始温度低于单独热解时的平均值,失重率高于单独热解时的平均值,热解特征因素高于其单独热解的平均值,活化能小于其单独热解的平均值;采用二级化学反应动力学模型可以很好的拟合生物质热解过程。     

直接法合成疏水介孔分子筛SBA-15-SO_3H固体酸及其催化性能

以三嵌段共聚物PEO20-PPO70-PEO20(P123)为模板剂,正硅酸乙酯、3-巯丙基三甲氧基硅烷和烷基硅烷偶联剂为硅源,用直接法制备了疏水性SBA-15介孔分子筛固体酸。通过X射线粉末衍射(XRD)、IR、相对润湿接触角、滴定酸量等方法对样品进行了表征。结果表明,SBA-15-SO3H具有较好的有序孔道结构,有机基团已很好的引入到SBA-15中,制备的催化剂样品C16H33-SBA-15-SO3H的润湿接触角可达91.81o,酸量达0.88 mmolH+/g。以乙酸和正丁醇的酯化反应为探针实验,考察了改性SBA-15的催化性能,结果发现样品C16H33-SBA-15-SO3H的催化效果好,乙酸转化率达86.5%。     

SBA-15表面S-naproxen分子印迹聚合物微球的合成与分子识别特性

以手性药物左旋萘普生(S-naproxen)为模板分子,四乙烯基吡啶(4-VPy)为功能单体,采用表面印迹法,以介孔材料SBA-15为载体合成了能选择性识别S-naproxen的分子印迹聚合物微球.扫描电镜及孔结构分析结果表明,所合成的分子印迹聚合物微球具有粒径均匀、孔径分布窄、比表面积大等特点;同时扫描电镜、X射线衍射和红外光谱分析结果表明载体表面形成了分子印迹聚合物层,Scatchard分析表明分子印迹聚合物在自组装过程中存在两类结合位点,聚合物高亲和力和低亲和力结合位点的最大表观结合容量分别为Qmax1=2.504μmol/g,Qmax2=16.680μtmol/g;分子印迹聚合物的热力学研究表明,吸附过程可以自发进行.     

用负载磷钨酸的SBA-15分子筛催化合成氯乙酸酯

制备了负载磷钨酸的介孔分子筛SBA-15复合物PW12/SBA-15,用X射线衍射、N2吸附-程序升温脱附、红外光谱等方法进行了表征,用正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇等和氯乙酸为原料在PW12/SBA-15催化反应下合成了氯乙酸系列酯,并考查了醇酸比、催化剂用量、磷钨酸负载量、反应时间和催化剂寿命等因素对酯化率的影响。实验结果表明:SBA-15负载磷钨酸催化剂活性好,且催化活性稳定,催化剂可重复使用30次以上。适宜的反应条件为:醇与氯乙酸的摩尔比1.3∶1,催化剂的用量为反应物料总质量的2.0%,磷钨酸负载量23%(质量分数),反应时间3~5h。酯化率最高可达98%以上。     

天然介孔材料负载催化剂的乙烯齐聚反应规律研究

将烯烃齐聚催化剂负载于具有纳米孔道的介孔分子筛上,同均相催化剂进行比较,探索了受限纳米空间内乙烯齐聚反应过程与自由空间内乙烯聚合反应规律的异同点,研究了分子筛载体、反应温度和Al/Fe摩尔比对乙烯齐聚反应的影响,为分子筛负载乙烯聚合催化剂的工业应用提供了有益的基础数据.