煤沥青中16种多环芳烃烷基化反应的量子化学研究

采用第一性原理研究煤沥青中16种多环芳烃在HF催化作用下和乙烯的烷基化反应历程。从吸附焓变及活化能角度探讨16种多环芳烃和乙烯烷基化的反应机理:反应物可以经过三种历程,形成六元环的过渡态。在任何一种历程中,HF都活化乙烯分子,氟原子帮助脱掉芳环上的氢。从16种多环芳烃中选取苊、、苯并[a]芘和苯并[g,h,i]芘作为研究对象,计算上述4种物质所有可能位点的烷基化反应活化能,数据显示所有活化能位于两个不连续区间,活泼位点位于146~171kJ/mol,不活泼位点位于242~247kJ/mol.不活泼位点有一个明显的特征是与之相连的两个碳原子均含有一个碳氢键。运用上述规律计算其余12种PAHs活泼位点烷基化反应活化能,综合16种PAHs和乙烯烷基化反应的活化能数据,得到了煤沥青中16种多环芳烃和乙烯烷基化的难易顺序,最容易的是苯并[a]蒽,最难的是芴。     

化学改性去除煤沥青中的多环芳烃

本文中研究聚合物对煤沥青中多环芳烃的脱除效果,着重从聚合物、催化剂添加量,反应时间和温度等因素对多环芳烃脱除率的影响,同时研究采用复合改性剂对煤沥青中多环芳烃的脱除效果.通过红外光谱分析,初步了解聚乙二醇与多环芳烃反应属于O-烷基化反应,三聚甲醛与多环芳烃反应属于C-烷基化反应.     

石油炼制中多环芳烃的排放和消减特征研究

以典型炼油废水为研究对象,通过采样监测,结合炼油工艺特点分析了多环芳烃的产排和消减特征. 研究表明：炼油各生产装置废水中多环芳烃的质量浓度、组分和排放量差异较大. 二次加工工段的催化裂化装置和延迟焦化装置是废水中多环芳烃产生和排放的主要污染源,质量浓度分别为1076~1179、87~681g/L,排放量占全厂排放总量的54%和27%. 生产装置与污水处理单元废水中多环芳烃的组分分布呈现一致性,主要以芴、二氢苊和菲等低环数芳烃为主, 二~三环芳烃质量浓度占总组分质量浓度的83%. 炼油废水中多环芳烃去除率沿处理流程逐级递减,由40%降至7.5%. 高环数芳烃的去除率达95%,明显高于低环数芳烃的90%的去除率.     

常减压蒸馏对煤沥青中毒性多环芳烃脱除效果的研究

采用常、减压蒸馏技术对山西某厂所产JY煤沥青中EPA重点监控的16种毒性多环芳烃进行脱除;使用气相色谱(GC)分析蒸馏残渣及其水可溶物中毒性多环芳烃的成分和含量。结果表明:当蒸馏温度为425℃时,常、减压蒸馏技术能完全脱除煤沥青中2-3环的芳烃,4-6环的脱除率在40%左右,残渣的当量毒性降低约38%,残渣水可溶物中毒性多环芳烃含量降低约100%.当蒸馏温度高于425℃时,煤沥青蒸馏残渣中的毒性多环芳烃含量继续减少,但使用性能变差。     

对苯二甲醇改性煤沥青降低毒性多环芳烃含量

采用交联剂对苯二甲醇在对甲苯磺酸催化及环己烷溶剂作用下,对煤沥青进行化学改性以降低其毒性多环芳烃含量。探讨了改性剂用量、催化剂用量、反应温度、反应时间对美国环保局(EPA)优先监控的16种毒性多环芳烃含量降低率的影响,筛选出最佳工艺条件:改性剂用量占煤沥青6%,催化剂用量占煤沥青12%,反应温度50℃,反应时间2h.在此条件下,煤沥青中16种毒性多环芳烃总含量降低率达到74.14%,其中强致癌物苯并[a]芘含量降低率为78.38%.通过模型化合物芘与改性剂的反应,对产物进行热重及红外分析推测脱毒机理,结果证明多环芳烃与对苯二甲醇之间极可能发生亲电取代交联作用。     

煤焦油沥青中致癌多环芳烃含量气相色谱法测定研究

介绍了煤焦油沥青中致癌多环芳烃(PAHs)的测定方法及分布.对典型煤焦油和煤焦油沥青中的14种PAHs的含量进行了研究.实验采用煤焦油沥青溶剂萃取-萃取物柱色层层析一层析液芳烃分气相色谱分析三步骤.用萘、菲、屈、二苯并[a,h]蒽做内标物体系测定了14种PAHs标准物的保留指数用于定性鉴别;用三苯甲烷、9,10-二苯葸做内标物体系测定了其相对校正因子并用内标法测定了原料中14种PAHs的含量.用标准物混合物试验,结果表明:SE-54毛细管柱能够很好地分离绝大部分PAHs标准物,只有对苯并[k]荧蒽和苯并[b]荧蒽两种沸点很接近的异构体分离效果稍差.鉴别和测定准确可靠:对芴、菲等沸点较低的PAHs含量测定,其标准偏差范围为0.02～0.08;对茚并[1,2,3-cd]芘等高沸点PAHs的测定,其标准偏差范围为0.11～0.29.根据煤沥青PAHs组成及各个PAH相对苯并[a]芘致癌性的当量系数计算了煤沥青的苯并[a]芘当量含量.     

气溶胶中多环芳烃的光降解研究

以大容量空气总悬浮微粒采样器采集了大气气溶胶样品,以石英滤膜为载体,研究了气溶胶中的多环芳烃在２５３．７ｎｍ紫外光照下的光降解规律。结果表明,气溶胶中的多环芳烃在紫外光照下发生迅速的降解,其光降解反应为１级反应,光降解速率常数与其极谱氧化半波电位及化合物结构有关。     

环境空气中多环芳烃的研究现状

阐述了PAHs的来源、影响因素及其归宿。从时间、高程等角度描述了PAHs的污染特征,并总结了PAHs的采样、处理分析的方法。最后描述了PAHs与人体健康的关系、危害机理,并提出了防止PAHs污染的措施。     

煤烟灰中多环芳烃的气相色谱／质谱分析

用索氏抽提后硅胶柱层析法将煤烟灰中的有机物预先分离为脂肪烃、芳香烃和极 性化合物三种馏分，经气相色谱／质谱分析，从水平管式煤气发生炉和蒸汽机车烟灰 中分别检测出１７种（１８３．５８μｇ／ｇ）和１２种（９５．４１μｇ／ｇ）致癌性多环芳烃化合 物，分别占芳香烃馏分的９．９％和１２．２％，与大气漂尘的分析结果相近。     

污泥中多环芳烃分析方法

多环芳烃（PAHs）是一类广泛存在于环境中的有机污染物,具有致癌、致畸和致突变作用,难降解,易在生物体内积累,在大气和水体中较为广布。目前,世界各地各种环境介质都普遍受到了PAHs污染,因此对污水处理过程中污泥中的PAHs污染物的分析具有重要意义。     

中低温煤焦油沥青合成沥青树脂的研究

炭材料是一种重要的功能和结构材料,能否保障炭材料制品质量的关键在于使用粘结剂性能的好坏,沥青树脂粘结剂因与炭素材料有良好的亲和性而倍受国内外学者的广泛关注.以中低温煤焦油沥青为原料,多聚甲醛为交联剂,对甲苯磺酸为催化剂合成沥青树脂.考察了合成条件对沥青树脂的软化点、结焦值和β树脂等指标的影响,采用FT-IR表征了沥青树脂的合成机理.研究结果表明,中低温煤焦油沥青与多聚甲醛发生了阳离子型缩聚反应,沥青树脂的软化点在136.2～177.3℃、结焦值在27.64％～38.05％、β树脂在22.79％～41.89％可以进行调控.     

各向同性煤沥青制备炭/石墨纤维的研究

以各向同性煤沥青为原料,采用熔融纺丝工艺制备了直径为55μm的沥青纤维,经预氧化、炭化和石墨化处理后得到炭纤维和石墨纤维,并采用偏光显微镜、XRD和SEM等对其形貌、结构和性能进行表征。结果表明,炭/石墨纤维具有与沥青原料相似的各向同性光学结构;随热处理温度升高,炭/石墨纤维截面逐渐变粗糙,且内部石墨微晶逐步发育并长大,3 000℃下石墨化纤维微晶增大较明显,其堆积高度和平面尺寸分别约为5nm和11nm;1 600℃炭化纤维的力学性能较好,其拉伸强度和杨氏模量分别达到0.57GPa和32.19GPa,进一步提高热处理温度,纤维拉伸强度逐步降低,但是其杨氏模量逐渐增加,3 000℃石墨化纤维的拉伸强度和杨氏模量分别为0.26GPa和40.57GPa;炭/石墨纤维室温轴向电阻率随热处理温度的升高而降低,1 000℃炭化纤维室温轴向电阻率为47.78μΩ.m,3 000℃石墨化纤维室温轴向电阻率降至21.98μΩ.m。     

水中多环芳烃分析技术研究进展

综述了近年来水中多环芳烃分析技术研究进展。重点阐述了固相萃取、液液萃取、固相微萃取、液相微萃取等前处理技术,同时综述了气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法、气相色谱-质谱-质谱法及其他仪器检测方法如表面增强拉曼光谱法等在近年来取得的成果,并展望了水中多环芳烃分析技术未来发展的趋势。     

溶剂-离心法脱除煤焦油沥青中的喹啉不溶物

以洗油和烷烃的混合物为溶剂,采用溶剂-离心法对煤焦油沥青中的喹啉不溶物(QI)进行分离,考察混合溶剂芳烷比、溶剂用量、溶解温度、离心转速以及离心时间等因素对精制沥青QI含量和收率的影响。结果表明,随着芳烷比的增加,精制沥青的收率逐渐增加,QI含量先降低后增加;随着溶剂比的增大,精制沥青的QI含量逐渐减小,收率逐渐增大;溶解温度升高有利于QI的脱除和精制沥青收率的提高;离心转速越快,离心时间越长,所得精制沥青的QI含量和收率均越低;当芳烷比为1.2、溶剂比为2、溶解温度为80℃、离心转速为3000r/min、离心时间为8min时,精制沥青收率可达79.8%,其QI含量低达0.18%。     

七台河煤焦油沥青的柱层析分离及GC-MS分析

以石油醚为洗脱液,采用柱层析法对七台河煤焦油沥青中可溶缩合多环芳烃进行了分离.在定量收取的洗脱液中分别析出了白色晶体、白色粉状物质和无色晶体(分别标记为J1,J2,J3),对它们进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析.结果表明,J1中主要为3个环的多环芳烃和杂环化合物,以菲、荧蒽、芘、蒽为主要成分.J2中主要为4个环的多环芳烃和杂环化合物,以荧蒽、2,3-苯并芴、2-甲基荧蒽、苯并[a]蒽、9,10-苯并菲为主要成分.J3中全部为4~5个环的多环芳烃,以苯并芘、苯并荧蒽为主要成分.     

小龙潭褐煤稠环芳烃的溶出与分析

在超声辅助下对小龙潭褐煤依次用二硫化碳、苯、甲醇、丙酮和四氢呋喃进行分级萃取,用苯和甲醇对萃取残渣进行变温热溶,利用气相色谱/质谱联用仪对萃取物和热溶物的组成和结构进行表征。结果表明,小龙潭褐煤总的萃取率和热溶率分别为1.50%和13.74%,萃取物中检测到29种2~6环的稠环芳烃,其中4-异丙基-1,6-二甲基萘、菲、荧蒽和芘相对含量较高,苯和甲醇热溶物中检测到的稠环芳烃分别为24种和9种,且主要以萘及其同系物为主。     

应用模板法从煤沥青制备中孔活性炭

以煤沥青为原料,应用纳米二氧化硅模板法制备中孔活性炭,并考察焦模比、碱碳比以及活化温度对活性炭孔结构和收率的影响.结果表明,所得活性炭试样孔径分布最大值与模板剂孔径尺寸相吻合.在焦模比为2∶1、碱碳比为4.5∶1、活化温度为850 ℃时,所制活性炭总比表面积为1 729 m2/g,其中中孔比表面积为1 702 m2/g,占总比表面积的98.43%.     

用煤焦油沥青制备优质活性炭的研究

以煤焦油沥青为原料,使用KCNS溶液活化处理,选择适宜的工艺条件,制备出优质的活性炭.讨论了煤焦油沥青热处理温度、中间相沥青的粒径、KCNS溶液的浓度、KCNS溶液与中间相沥青的液固比、炭化温度、炭化时间、活化温度、活化时间等主要因素对活性炭性能的影响.结果表明,在适宜的工艺条件下制备的活性炭,强度为90.4%,比表面积为2601.0m2/g,吸碘值为2216.7mg/g,吸苯值为1099.1mg/g,吸亚甲基蓝值为397.5mg/g,产品性能优良.图1,表8,参7.