高校学生碳足迹计算及控碳路径研究

随着全球气候变化和碳排放问题的不断加剧,高校作为社会人才的培养基地,在推动及实现“双碳”目标中承担着重要使命。以北京市某高校为研究对象,获取分析高校校园资源消耗及高校学生个人日常生活数据并构建高校碳排放核算模型,以高校学生为主体就如何建立控碳路径提出合理建议,为高校推动控碳建设提供实用性的指导,从而促进高校更好地履行其社会责任,对助力尽早实现“双碳”目标具有重要意义。

异丁烷循环促进离子液体[Et_(3)NH]Cl-AlCl_(3)催化正庚烷异构化反应

轻烃异构化一般以C_(5)和C_(6)烃为原料,C_(7)及C_(7)以上烃类在异构化过程中由于存在较为剧烈的裂化反应,致使异构化油收率较低。作为一种新型低温轻烃异构化催化剂,离子液体对大分子烃类原料的适应性不佳。因此,在大分子烃类异构化过程中,抑制副反应、提高异构化油收率一直是研究的难点和重点。基于离子液体催化烷烃异构化反应机理,通过异丁烷循环抑制副反应、促进异构化反应的进行,进而降低异构化产物中C_(4)烷烃的含量,提高异构化油的收率。系统考察了异丁烷引入量、反应温度、反应时间、搅拌速率以及酸烃比等工艺条件对氯铝酸离子液体催化正庚烷异构化反应的影响规律。结果表明,体系中大量异丁烷的循环提高了氢转移速率,抑制了裂化、歧化等副反应,使副产物C 4组分的含量大幅降低。在异丁烷引入量为正庚烷体积的30%、反应温度为50℃、反应时间为1 h、搅拌速率为1500 r min和酸烃比(离子液体与正庚烷体积比)为1的条件下,正庚烷转化率达到91.0%,异构烷烃选择性和液体收率分别达到87.2%和93.5%;与未引入异丁烷体系相比,正庚烷转化率相近时,引入异丁烷体系的异构烷烃选择性和液体收率分别提高了16.0百分点和14.8百分点。

碳四烷基化离子液体催化剂失活机理和再生方法的研究进展

氯铝酸离子液体作为一种新型的绿色催化剂已用于催化碳四烷基化反应生产高品质汽油。然而,在长周期烷基化反应过程中,离子液体的催化活性逐渐下降,因此,明晰催化剂失活机理并恢复其催化活性对保证烷基化装置连续稳定运行至关重要。为此,综述了碳四烷基化离子液体催化剂的失活机理和再生方法,介绍了离子液体的组成、结构及其催化性能之间的关系,总结了离子液体中Br?nsted酸和Lewis酸中心的失活原因,烷基化副反应生成的酸溶油是Lewis酸性下降的主要原因。基于此,重点讨论了酸溶油的组成、结构及其与离子液体的作用机理,对比分析了从离子液体中脱除酸溶油的各类方法的优缺点,并提供了失活离子液体的活性恢复策略。

超黏液体动力学模型对聚合物体系的适用性

利用发散型Vogel-Fulcher-Tammann(VFT)方程和非发散型Bassler-Avramov方程、Mauro-Yue-Ellison-Gupta-Allan方程拟合了聚合物过冷液体的动力学数据。由于松弛时间的数据比黏度数据更准确,因此将前者定为拟合对象。为了使拟合结果具有物理意义,使无限高温松弛时间的拟合值位于合理范围,并对拟合结果进行了误差分析,结果表明VFT方程对大部分聚合物过冷液体的拟合精度高于非发散型方程。利用拟合参数预测了所研究过冷液体的玻璃化转变温度,结果表明VFT方程的预测值与实验值相符并优于非发散型方程。VFT方程最适于描述聚合物过冷液体的动力学行为。

D-A共轭聚合强化光电性能及光催化CO_(2)转化

2,6-二溴蒽醌(2,6-dibromoanthraquinone,AQ)分别与三(4-乙炔苯基)胺(tris(4-ethynylphenyl)amine,TEA)和1,3,5-三乙炔基苯(1,3,5-triethynylbenzene,TEB),通过Sonogashira偶联反应制备得到两种蒽醌功能化的给体-受体(D-A)共轭聚合物催化剂(AQ-TEA和AQ-TEB)。采用FTIR、XPS、XRD和TEM对其化学结构和形貌进行了表征。通过固体紫外/可见漫反射光谱、稳态荧光光谱、时间分辨荧光光谱和电化学表征探究了两种催化材料的光学和电学性能。结果表明,三(4-乙炔苯基)胺与2,6-二溴蒽醌构筑的AQ-TEA表现出更强的可见光吸收和电荷转移性能。研究了两种光催化剂在H2O环境下光还原CO_(2)的催化性能。特别是AQ-TEA表现出更好的光催化性能,其CO的生成速率为392μmol/(g·h),是AQ-TEB的1.8倍。基于实验和理论计算的结果,推测共轭聚合物中强的分子内电荷转移(intramolecular charge transfer,ICT)可促进其光吸收、光电转换和光催化效率的提升。本研究为设计和制备高效的光催化活性共轭聚合物催化剂提供了新的思路。

离子液体萃取分离石脑油中芳烃的理论计算与试验验证

以苯-环己烷为模型体系,基于COSMO-RS模型研究多种离子液体阴、阳离子对分离性能的影响,以萃取性能指数作为评价指标优选出1-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁([Bmim][FeCl_(4)])萃取剂,并对[Bmim][FeCl_(4)]与苯、环己烷的弱相互作用进行探究。合成[Bmim][FeCl_(4)]离子液体,并用于苯-环己烷体系的萃取分离,证实该离子液体对石脑油中的芳烃具有良好的萃取分离效果,采用NRTL模型对[Bmim][FeCl_(4)]-苯-环己烷体系的二元交互作用参数进行拟合。结果表明:离子液体[Bmim][FeCl_(4)]选择性萃取分离芳烃主要依靠咪唑阳离子与芳烃之间的π-π相互作用;相较于环丁砜,该离子液体对于苯-环己烷体系具有更大的两相区,易于苯-环己烷体系的分离;针对芳烃质量分数为0.1的原料,其芳烃分配系数、萃取选择性、萃取性能指数分别可达0.770、19.73和15.19;NRTL模型对该三元体系预测效果较好,均方根偏差为1.14%。

西岔沟脱灰煤超临界水氧化过程中元素转化规律

燃煤造成的大气污染严重影响我国燃煤电厂的可持续发展,亟待探索高效、超低排放的燃煤发电技术。将煤粉在超临界水中氧化,产生的化学能直接释放至水中,产生超临界水/CO_(2)复合工质,推动汽轮机做功发电,工质做功后可直接回收高浓度CO_(2),实现煤炭的近零排放燃烧发电。采用红外光谱研究脱除矿物质后西岔沟煤中有机官能团变化,以脱除矿物质的西岔沟煤为原料,研究反应终温400~600℃、氧气当量比1.0~1.4条件下,脱灰煤在超临界水氧化环境下的反应特性以及碳、氮、硫元素的迁移规律。结果表明,酸碱联合法脱灰对西岔沟煤结构的影响较小,煤大分子脂肪侧链变短,芳碳率略增加。西岔沟脱灰煤在超临界水中氧化,温度和氧化剂用量对煤转化率的影响较大,气相产物以CO_(2)为主,不产生NO_(x)和SO_(x),低温下有少量CO和H_(2)生成。反应终温超过500℃后,转化的碳被完全氧化为CO_(2)。提高反应终温和氧化剂用量,煤中C、N、S等元素的转化率提高,在反应终温550℃,氧化剂为化学计量的1.4倍条件下,C、N、S转化率分别达97.08%、94.52%和94.41%。

双金属卤化物络合萃取分离直馏石脑油中的芳烃

直馏石脑油中芳烃和脂肪烃的分离是石化行业实现资源优化利用的重要前提,溶剂萃取以及萃取精馏是常用的分离手段,但传统溶剂通常存在萃取极限,对低浓度芳烃的分离效果不够理想。π络合萃取是一种基于可逆π络合反应实现混合物分离的技术,双金属卤化物能够定向络合芳烃,打破萃取极限,达到高选择性分离芳烃的目的。实验探究了多种双金属卤化物对芳烃的络合萃取性能,发现双金属卤化物CuAlCl_(4)具有良好的芳烃络合萃取性能,芳烃选择性可达88.15,明显优于传统溶剂。使用基于密度泛函理论的分子模拟手段探究双金属卤化物与烃类之间的相互作用形式及相互作用能,揭示了π络合作用是实现芳烃分离的本质原因,表明双金属卤化物能够高选择性地分离石脑油中芳烃。

CuCl对Et_3NHCl/AlCl_3离子液体催化性能的影响

用CuCl对Et3 NHCl/AlCl3 离子液体进行改性 ,并考察了其对异丁烷 丁烯烷基化反应的催化性能 .结果表明 ,烷基化油的收率达到 178% ,C8组分的含量达到 85 % ,辛烷值 (RON)达到 94 8.通过结构组成及电荷分布分析可知 ,在CuCl改性的Et3 NHCl/AlCl3 离子液体中形成了新的配位结构AlCl4CuCl-,它作为更好的碳正离子受体 ,在反应过程中可降低碳正离子的浓度 ,进而降低烯烃的聚合程度 ,抑制较长碳链烷烃的生成 ,改善烷基化油的组成 .

铁催化活化制备沥青基球状活性炭中孔形成机理的研究

利用XPS、XRD、SEM和穆斯堡尔光谱 (MES)等手段分析了掺杂铁制得的中孔沥青基球状活性炭中铁的形态变化、中孔形貌等 ,并在此基础上提出了掺杂铁沥青基球状活性炭中孔的形成机理。

复合离子液体催化碳四烷基化反应性的研究

合成了一种新型的酸性离子液体催化剂———复合离子液体,该离子液体的阴离子具有双金属的配位中心。同时,研究了复合离子液体催化异丁烷与丁烯烷基化反应的规律。结果表明,在搅拌速率大于1 500 r/m in,反应低于20℃,烃酸比2∶1~3∶1,烷烯比大于15,反应停留5 m in^10 m in,使用丁烯-2为碳四烯烃反应原料下,复合离子液体催化碳四烷基化所得烷基化油的研究法辛烷值(RON)最高可达100以上,明显优于常规氯铝酸离子液体催化所得烷基化油的质量。

沥青基球状活性炭对胆红素吸附性能的初步研究

研究了三种具有不同孔径结构的沥青基球状活性炭对胆红素的吸附行为，结果表明三种沥青基球状活性炭对胆红素均具有较好的吸附性能，平衡吸附率达９０％以上。随沥青基球状活性炭中中孔含量的增加，其对胆红素吸附速度加快，达到吸附平衡的时间缩短；且对结合态胆红素的吸附量及吸附速度都较游离态低。

离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫的实验室研究

将离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫实验,考察了不同阳离子、阴离子、阴阳离子比例对催化裂化汽油脱硫率的影响。研究结果表明,在离子液体作用下,FCC汽油中噻吩类硫化物与烯烃发生烷基化反应,生成了沸点更高的烷基化产物。由于叔胺盐阳离子在具有Lewis酸性的同时还有Br(?)nsted酸性,由它形成的离子液体酸性较强。与CuCl、SnCl_2相比,由AlCl_3提供阴离子合成的离子液体的酸性最强,更适合做烷基化催化剂。由AlCl_3与Et_3NHCl按摩尔比为2:1合成的离子液体作用于FCC汽油,脱硫率在70%以上,汽油收率在95%以上,辛烷值基本无变化。

俄罗斯含硫原油常压渣油催化裂化反应性能及硫分布规律的研究

利用小型固定流化床对俄罗斯含硫原油常压渣油的催化裂化反应性能进行了考察,并研究了原料油中硫在催化裂化产品中的分布;结果表明,较高的反应温度和较低的剂油比有利于提高产品的轻油收率,降低焦炭产率;而较高的反应温度和较高的剂油比有利于降低汽油中的硫含量,但会导致柴油中的硫含量迅速增加;催化裂化过程中,原料中约40%以上的硫会转化成为分子量很低的硫化物,其次是柴油和焦炭中,分别占25%和10%左右。

添加硫沥青球不熔化机理的研究

为了阐明硫促进沥青球不熔化的原因，利用红外光谱（IR）、X－射线光电子能谱（XPS）、气相色谱（GC）及元素分析等方法研究了添加硫沥青球不熔化过程的机理，证明硫与沥青发生了反应，在沥青球内部形成了硫醇、硫酸、亚砜和砜等含硫官能团，促进了沥青分子的交联，提高了沥青的软化点．缩短了沥青球的不熔化时间。同时添加硫沥青球在不熔化过程中生成了H2S、COS、CS2等含硫组分。

金属催化气化法制备中孔活性炭

就金属催化气化法制备中孔活性炭做了综合论述。介绍了添加金属的种类、添加方法及其优缺点；讨论了炭的金属催化气化机理及活性炭中孔形成的机理。

具有不同孔结构的沥青基球状活性炭对肌酐及维生素B_(12)吸附性能的研究

主要研究了 3种具有不同孔结构的沥青基球状活性炭对肌酐及VB12 的吸附性能 ,并与BET比表面积及孔结构进行了关联。结果表明 ,具有微孔结构的沥青基球状活性炭对小分子肌酐的吸附性能较好 ;具有中孔结构的沥青基球状活性炭对中分子物质VB12 具有较好的吸附性能 ;而中孔与微孔并存的沥青基球状活性炭对肌酐及VB12 都有较好的吸附性能。

沥青基球状活性炭吸附性能的初步研究

通过对非极性有机物（苯）及极质有机构（氯仿）的动态吸附及对溶液中碘的吸附，初步研究了沥青基球状活性炭（ＰＳＡＣ）的吸附性能：作为对比研究了沥青基活性炭纤维（ＰＡＣＦ）和普通粒状活性炭（ＡＣ）与ＦＳＡＣ的吸附性能；结果表明，ＰＳＡＣ无论在气相还是液相吸附方面，其吸附性与ＰＡＣＦ相近，而明显优于ＡＣ。另外，亦从微观孔结构的角度初步探讨了造成它们吸附性能差异的原因。

沥青球在空气中的不熔化及炭化

以空气为氧化介质，以０．５℃／ｍｉｎ的升温速度，在不同氧化终温及氧化时间下，对沥青球进行不熔化处理。利用元素分析及红外光谱研究了不熔化过程及其对炭化性质的影响；并利用ＴＧ－ＤＴＧ分析了沥青球的炭化过程。

CO_2活化对含铁沥青基炭球中孔形成的影响

研究了含铁沥青基炭球在ＣＯ２中的活化反应，结果表明，在９００℃下含铁沥青基炭球在ＣＯ２中的活化反应速度比水蒸气中的活化反应速度慢．在活化收率相近的情况下，经ＣＯ２活化所得的沥青基球状活性炭比水蒸气活化所得的沥青基球状活性炭中孔比例高．随ＣＯ２活化时间的延长，所得沥青基球状活性炭的中孔孔径变大．高温短时间的ＣＯ２活化更有利于所得沥青基球状活性炭中孔比例的提高．