K2CO3活化合成的甘蔗渣衍生多孔碳用于CO2吸附

环境中化石燃料的大量使用导致CO₂浓度不断增加,这是全球变暖的主要原因。为了解决这一问题,开发一种高效廉价的吸附材料至关重要。以甘蔗渣为碳源,尿素为N源,通过碳化和K₂CO₃活化制备出N掺杂多孔碳。多孔碳的物理化学性质用N₂解吸等温线、傅里叶红外光谱、元素分析、扫描电子显微镜观察和X射线衍射等方法进行表征。结果表明：该材料具有高度发达的孔隙、较高的N含量和较高的石墨化程度。当尿素与甘蔗渣混合比是2、碳化温度是800℃、K₂CO₃浸渍比是3时,多孔碳的比表面积高达2 486.67 m²·g^-1,同时CO₂吸附量高达250.73 mg·g^-1。由此可见以廉价的甘蔗渣制备N掺杂的多孔碳用于吸附CO₂具有广阔的应用前景。     

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO2及其CO2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO₂材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m²·g^-1)并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO₂材料对于CO₂的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO₂材料的CO₂吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO₂,氮掺杂的介孔CeO₂具有更好的CO₂吸附性能和循环吸附脱附性能.     

纤维素基多孔碳的制备及其CO2吸附性能研究

以甲基纤维素为原料,改变水热碳化温度得到不同水热产物,随后对其进行化学活化得到多孔碳样品。研究水热温度对多孔碳样品形貌和孔结构的影响,测试了样品在不同压力下的CO₂吸附性能。结果表明,水热温度对纤维素基多孔碳的孔结构影响较大。随着水热温度的升高,其比表面积、孔容、微孔比表面积、微孔孔容均呈现出先增大后减小的趋势,平均孔径则先减小后增大。CO₂吸附量也先增加后减小。样品ACe-270在纤维素基多孔碳中吸附性能最优,在温度为25 ℃、压力分别为0.1、0.2、0.3、0.4 MPa的条件下,其CO₂吸附量分别为0.65、1.92、3.76、5.23 mmol·g^-1。     

超临界CO2热泵蛇形管气冷器传热特性研究

为了减少能源消耗、提高CO₂热泵的效率,基于Fluent软件,采用数值模拟方法对超临界CO₂在蛇形管气冷器中的传热特性进行研究。主要探究蛇形管内超临界CO₂的流动特性,通过改变操作压力、CO₂和冷却水的质量流量,分析蛇形管的传热性能。结果表明,蛇形管中离心力周期反向,会使温度和速度梯度呈周期性的内侧和外侧交互扩散的趋势;超临界CO₂压力越靠近临界点,平均传热系数越高,压力为8 MPa下的平均传热系数相较于9 MPa和10 MPa分别提高了24.37%和42.53%;超临界CO₂的平均传热系数随着CO₂质量流量的增加而增大,随着冷却水质量流量的增加而降低,冷却水质量流量的增加不会对峰值点的传热系数产生影响,但会使峰值点出现的位置提前。研究结果为超临界CO₂热泵蛇形管气冷器的设计、运行及热效率的提升提供了理论依据。     

扭曲椭圆管内超临界CO2冷却换热的数值模拟

为了提高CO₂热泵的传热性能,基于Fluent的数值模拟方法研究了不同质量流量下,扭距为100 mm及无扭曲状态下的水平椭圆管管内超临界CO₂冷却换热特性及二次流的变化规律,并针对竖直椭圆管引入局部换热系数和压降,研究了长短轴比b/a及扭距对扭曲管换热性能的影响。结果表明,低质量流量下扭曲椭圆管内浮升力明显大于椭圆管扭曲结构所产生的浮升力,对于低质量流量G<200 kg/(m²·s²)下的超临界CO₂流体,椭圆管具有更大强度的浮升力所造成的二次流,强化传热更明显;对于高质量流量G>200 kg/(m²·s²)下的超临界CO₂流体时,扭曲椭圆管具有更大强度自身结构所产生的周期性二次流来强化传热;管内的传热系数及压降随着扭曲程度及压扁程度的增大而增大。为扭曲椭圆管在CO₂热泵中的应用提供了重要的理论与数据支持。     

3种观赏性石斛的光合特性比较研究

为探明3种观赏性石斛属Dendrobium Sw.植物在光合生理方面的差异,为其栽培及规模化种植提供理论依据。本研究以3种观赏性石斛(叠鞘石斛D.denneanum Kerr.、流苏石斛D.fimbriatum Hook.和束花石斛D.chrysanthum Wall.ex Lindl.)为材料,测定其叶片的光响应曲线、CO₂响应曲线及叶绿素相对含量(SPAD值),探究其光合特性。结果表明,叠鞘石斛、流苏石斛和束花石斛3种石斛属植物的光补偿点(LCP)分别为2.15 μmol·m^-2·s^-1、3.74 μmol·m^-2·s^-1、1.79 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点(LSP)分别为995.09 μmol·m^-2·s^-1、679.44 μmol·m^-2·s^-1、712.28 μmol·m^-2·s^-1,LCP均低于5 μmol·m^-2·s^-1,LSP均低于1 000 μmol·m^-2·s^-1,属于典型的阴生植物,具有较强的耐阴性;3种石斛的最大净光合速率(P_max)分别为3.54 μmol·m^-2·s^-1、3.86 μmol·m^-2·s^-1、4.03 μmol·m^-2·s^-1,表观量子效率(AQY)分别为0.042,0.044和0.051,束花石斛的P_max和AQY最大,光合作用能力较强。3种石斛的CO₂响应曲线中,最大净光合速率(A_max)大小依次为叠鞘石斛(11.99 μmol·m^-2·s^-1)、流苏石斛(10.87 μmol·m^-2·s^-1)、束花石斛(4.75 μmol·m^-2·s^-1),叠鞘石斛利用CO₂进行光合作用的能力最强;3种石斛的CO₂饱和点(CSP)无显著性差异,在CO₂浓度不大于2 000 μmol·mol^-1时均未到达饱和点;CO₂补偿点(CCP)具有显著性差异,CCP分别为100.12 μmol·m^-2·s^-1、158.02 μmol·m^-2·s^-1、134.44 μmol·m^-2·s^-1,其中叠鞘石斛的CCP最低,对低浓度CO₂的利用能力最强。3种石斛叶片的SPAD值分别为51.09,56.93和58.06,其高低与其净光合速率的大小有一定程度的相关性。在3种石斛中,束花石斛的光合作用能力最强,对弱光的利用能力较强;流苏石斛对弱光的利用能力较弱,光照适应范围狭窄;叠鞘石斛对强光的利用能力较强,光合作用适应范围较广。此外,3种石斛均具有较强的耐阴性,对CO₂的耐受性也较强,在种植时应提供适当的遮阴和增加CO₂浓度来提高石斛的光合作用能力。     

转SOD基因烟草的光合特性初探

 以转基因Fe-SOD,Mn-SOD高表达、转基因Mn-SOD反义低表达烟草及非转基因品系为供试材料,比较CO₂光强对烟草光合作用和蒸腾作用的影响及不同叶位叶片的光合差异.在相同条件下,Mn-SOD高表达烟草CO₂补偿点最高(105μmol·mol^-1),Mn-SOD低表达烟草最低(78μmol·mol^-1),CO₂浓度对非转基因烟草蒸腾作用的影响比对其他三个转基因品系的影响要强.Mn-SOD低表达烟草的光补偿点最高(45μmol·m^-2·s^-1),而Mn-SOD高表达烟草最低(25μmol·m^-2·s^-1),并且强光对非转基因烟草的光合作用抑制大,转基因品系对强光具有较强的耐受力.同一叶位叶片,转基因烟草的光合速率、蒸腾速率更强.但转基因SOD高表达烟草在整体上并没有表现出明显的光合作用优势.     

介孔CoFe/CeO2催化剂CO2与甘油干重整制合成气的实验研究

利用生物柴油副产物甘油和CO₂干重整制取高附加值合成气，关键是高性能催化剂的选择和研究。通过胶体溶液燃烧法制备了CoFe/CeO₂催化剂，在固定床反应器中，温度范围650～800 ℃条件下，研究了CO₂与甘油干重整过程中的催化活性和稳定性。结果表明，胶体溶液燃烧法制备的CoFe/CeO₂催化剂具有典型的介孔结构，比表面积为33.4～40.8 m²/g，表现出了活性组分Co-Fe与载体CeO₂较强的相互作用。 7CoFeCe显示出了较好的干重整催化性能，750 ℃下甘油转化率达84.8%，CO₂转化率达19.9%。随着温度的升高，CO₂转化率提高，在800 ℃下，CO₂转化率达到了30.3%，表明高温有利于逆水汽变换反应。稳定性实验表明，介孔CoFe/CeO₂催化剂具有较好的干重整稳定性。     

滇重楼光合作用与环境因子的关系

 利用LI-6400光合测定仪和人工气候箱研究了滇重楼叶片的光合补偿点、光合饱和点、羧化效率和CO₂补偿点,并进行温度、相对湿度对光合速率的单因子影响研究.滇重楼叶片的光合补偿点为5.7μmol/(m²·s),光合有效辐射增至2000μmol/(m·s)²仍未测到光合饱和点,最适光合有效辐射为750～2000μmol/(m·s)².叶片的羧化效率为0.0295,CO₂补偿点为65μmol/mol,光合速率随CO₂浓度升高而明显增加,高于大气正常值的CO₂浓度对增加滇重楼光合作用的光能利用率是有利的.光合速率在温度11～20℃范围内,随温度升高上升;20～35℃随温度升高下降,最适温度为16～28℃.相对湿度20%～85%的试验范围内,叶片光合速率随湿度增加而增大,最适相对湿度条件在75%以上.     

TETA溶液脱除模拟烟气中CO2的试验研究

CO₂作为全球温室气体,正在危害人类赖以生存的环境,而工业上现正在大力发展有机胺溶液用于脱除烟气中的CO₂,并已得到了广泛的应用和极好的发展趋势.由于三乙烯四胺（TETA）溶液具有稳定性好、吸收效率高等优势,再对比传统胺试剂试验的浓度,试验选取0.2~0.8 mol/L体积浓度范围的TETA作为吸收剂吸收模拟烟气中的CO₂.当温度在25~40℃时,其温度对CO₂吸收速率的影响不明显;当溶剂体积浓度在0.2~0.8 mol/L和CO₂体积分数在10%~18%时,溶剂体积浓度和CO₂体积分数对CO₂吸收速率的影响明显.     

SC-CO2对醇酸树脂物性影响的研究

以FT-IR和粘均分子量对溶剂型醇酸涂料中醇酸树脂经超临界CO2(SC-CO2)作用前后样品进行表征.结果表明,在SC-CO2为快挥发性有机溶剂的涂料喷涂工艺条件下,经SC-CO2作用后,醇酸树脂的官能团与粘均分子量均未产生变化.用该工艺进行醇酸涂料SC-CO2喷涂,不会影响醇酸树脂物性,也不影响涂料质量.     

超临界CO2超稠油降粘特性与计算模型研究

超临界条件下CO2和原油互溶性强,可使得原油黏度降到1/10。因此采用超临界CO2实现稠油长距离降黏输送是可行的。利用试验环道通过实验的方法对CO2稠油降黏效果进行了分析,并且分析了压力温度对降黏率的影响,得到了超临界CO2超稠油降黏特性,并推荐了溶解后稠油黏度的计算模型。     

超临界CO2在稠油中的溶解度以及体积系数研究

采用超临界状态的CO2对稠油或原油进行降黏,进而实现长距离管道输送是一项全新的稠油降黏输送工艺。采用实验手段和流体相平衡模型相结合对CO2在稠油中的溶解特性以及超临界CO2稠油物理特性进行了研究,得到了CO2在超稠油中的溶解特性。且模拟计算结果与实验结果比较接近,误差较小,并确定了适用于超临界CO2在稠油溶解度计算公式和体积系数计算公式。     

啤酒花浸膏液态CO_2萃取试验研究

阐述了开发生产国产液态ＣＯ２酒花浸膏的重要性和必要性,测定了酒花浸膏在超临界及液态ＣＯ２中的溶解度,研究了原料类型、原料含水率及ＣＯ２流量等因素对液态ＣＯ２萃取酒花浸膏效果的影响     

L-乳酸和乙醇酸共聚物的固相缩聚

以直接熔融缩聚法合成了L-乳酸与乙醇酸的共聚物（PLGA）.进而研究了PLGA的固相缩聚工艺以及产物的热性能,结果表明,固相缩聚使产物PLGA的相对分子质量大幅度提高,产物的结晶度及熔点均随反应温度和时间的改变而发生相应变化.在一定的反应温度及反应时间内,结晶度增加;而当温度更高或反应时间更长时,由于氧化及热降解的发生,致使结晶度及熔点转而下降.     

低温固相反应法合成ZnO纳米晶体

乙酸锌和草酸为原料,采用低温固相反应法制备纳米了ZnO。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR),光致发光（PL)光谱对所制备的纳米ZnO进行了表征。结果表明：制备的纳米ZnO的粒径为15~25nm左右,六方晶系纤锌矿结构,形貌为类球形。研究了改变工艺条件中研磨时间和水浴温度对合成样品的结构、形貌的影响。发现随着研磨时间的延长,样品的结晶性增强。水浴温度的变化对纳米粒子的结晶性及尺寸有一定的影响。纳米氧化锌由于其对紫外线的高吸收率和可将紫外线转换为可见光而作为近紫外LED光转换材料有着潜在的应用。     

新型锅炉燃料油的研究

本文采用调和技术,以物理化学特性参数相似的高温煤焦油和重油为原料制备锅炉用燃料油,主要考察了温度、调和比、胶体磨的剪切研磨作用、煤粉添加量对燃料油粘度的影响.得出调和油粘度变换快慢的分界温度,随着温度升高调和油和油煤浆粘度降低,初步研究了物理降粘度的方法.     

MCM–41介孔分子筛中负载酞菁配合物的研究

合成了Zn–酞菁化合物,通过水热法将酞菁化合物负载在MCM–41介孔分子筛中。利用FT–IR、UV–vis–Nir、XRD、FESEM、TEM及N2吸附–脱附仪对酞菁负载后的样品进行了表征。研究结果表明:较高浓度Zn–酞菁能够负载到介孔分子筛中,并且随着酞菁配合物浓度的增加,介孔分子筛孔道的有序性及结晶度都提高。     

CO_2超临界干燥制备SiO_2气凝胶及其表征

以正硅酸乙酯为原料,应用溶胶—凝胶两步催化法制备SiO2醇凝胶,醇凝胶用CO2超临界干燥后得到SiO2气凝胶.以比表面积和密度为评价标准,以CO2流量、超临界温度、干燥时间和超临界压力为实验因素,设计了四因素三水平的正交实验,研究CO2超临界干燥的工艺条件,并运用SEM、TEM、BET、FTIR对SiO2气凝胶结构、形貌及化学组成进行分析.结果表明：优化的工艺条件为CO2流量12 kg.h-1,干燥压力13 mPa,超临界温度45℃,干燥时间6 h.制得SiO2气凝胶的比表面积为927.37 m2.g-1,密度是0.195 6 g.cm-3,由球形纳米颗粒堆积而成,颗粒尺寸范围在0～20 nm左右,孔径分布主要集中在10 nm左右,是典型的纳米孔材料.     

碳酸铅及碱式碳酸铅的合成与转化

以尿素和硝酸铅为原料,分别以聚乙二醇2000( PEG2000),十六烷基三甲基澳化铵(CTAB),十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为模板剂,通过控制反应温度,采取化学沉淀法合成碳酸铅(PbCO3)和碱式碳酸铅(Pb3( CO3)2(OH)2).样品结构经粉末X射线衍射(XRD)和傅立叶转换红外光谱(FT- IR)表征.结果表明:当PbCO3在95℃,Pb3(CO3)2 (OH)2在105℃下,反应5h,溶液pH值在5.5以上时,产率均可超过80％;MEDUSA软件模拟发现温度间接影响PbCO3和Pb3 (CO3)2 (OH)2的生成.