Fe/g-C_(3)N_(4)表面改性及其对CO加氢产物分布的影响

采用尿素热缩合法制备了氮化碳(g-C_(3)N_(4)),经H_(2)O_(2)、NH_(3)·H_(2)O处理、浸渍法负载Fe制得改性Fe/g-C_(3)N_(4),对比研究了改性前后催化剂的CO加氢性能。结合XRD、SEM、FT-IR、CO_(2)-TPD、CO-TPD、H_(2)-TPR、接触角测试和N_(2)物理吸附-脱附等系列表征,探究了表面预处理对Fe/g-C3N4催化剂织构性质以及CO加氢产物分布的影响。结果表明,不同改性方法对催化剂的织构性质和CO加氢性能影响显著。尿素热缩合法制备的g-C_(3)N_(4)具有典型蜂窝状结构,Fe与g-C_(3)N_(4)相互作用较强,且高度分散;改性前后样品均呈亲水性,且H_(2)O_(2)、 NH_(3)·H_(2)O处理后亲水性增强,H_(2)O_(2)处理增强了表面羟基,NH_(3)·H_(2)O处理增加了表面氨基,促进了CO吸附,促使Fe(NCN)物相生成;预处理后的催化剂表面碱性增强。在CO加氢反应中,两步改性后的Fe/AM-g-C3N4催化剂,CO_(2)选择性降至11.61%;Fe/AM-g-C_(3)N_(4)表面碱性增强,抑制了烯烃二次加氢,烯烃选择性较高,C_(2)^(=)-C_(4)^(=)达32.37%,O/P值3.23。

表面改性Fe/CS调控CO加氢产物分布研究

CO加氢经费托合成制取高附加值化学品是实现煤炭清洁高效利用的重要途径之一,研发高效催化剂是实现产物分布定向调控、提高目标产物选择性并抑制C1副产物生成的关键。催化剂表面性质对CO的吸附活化、加氢活性和产物分布具有重要影响。以无水葡萄糖为碳源、乙二醇为溶剂,采用溶剂热法制得碳载体,经H_(2)O_(2)、NH_(3)•H_(2)O表面改性和掺氮处理后,采用浸渍法分别制备了5Fe/CS-H_(2)O_(2)、5Fe/CS-NH_(3)•H_(2)O和5Fe/CS-N催化剂,探究了表面改性对费托合成产物分布的影响。采用XRD、SEM、TEM、N_(2)吸/脱附、TG-DTG、FT-IR、Zeta电位、XPS和拉曼光谱等对样品进行了表征。结果表明,不同表面改性方式对催化剂表面物化性质和催化性能影响显著。H_(2)O_(2)改性增加了催化剂表面—OH的数量,增强了表面亲水性,促进了Fe在载体上的分散,催化剂的热稳定性提高。在300℃、1.5MPa、空速为1000h^(-1)和n(H_(2)):n(CO)=2的条件下进行CO加氢反应活性测试结果表明,改性后的催化剂显著抑制了CH4的生成,提高了低碳烯烃选择性,从5Fe/CS的24.39%分别提高到5Fe/CS-NH_(3)•H_(2)O的34.94%、5Fe/CS-N的37.63%以及5Fe/CS-H_(2)O_(2)的43.57%。通过表面改性和掺氮处理调控催化剂表面性质实现了对产物分布的优化。

费托合成中亲疏改性催化剂的研究进展

合成气(CO,H_(2))经费托合成转化为清洁液体燃料和化学品的工艺过程,符合我国能源发展战略,但该反应存在目标产物选择性低,CO_(2)等副产物选择性高的问题。调节催化剂表面的亲疏性是常用的催化剂改性方法,对调节产物分布具有重要意义。简述了亲疏改性催化剂在费托合成反应中的反应行为,系统总结了H_(2)O对反应活性、产物选择性以及催化剂稳定性等的影响,并对费托合成催化剂表面亲疏水调变策略研究进行了展望。

有序介孔二氧化硅负载Zn和Zr多功能催化剂催化乙醇转化制丁二烯性能研究

乙醇直接转化制丁二烯是一种减少对化石资源的依赖和缓解环境问题的有效策略。开发新型催化剂可提高丁二烯产量,通过调节介孔SiO_(2)材料的孔结构,使得主客体分子之间快速传递乙醇和重要中间体,通过调节催化剂的酸碱性质和各活性中心的协同作用可提高催化剂的催化性能。采用湿浸渍法制备了一系列具有不同孔结构的介孔SiO_(2)负载Zn和Zr催化剂(ZnZr/SiO_(2)、ZnZr/MCF、ZnZr/SBA-5和ZnZr/KIT-6),对其催化乙醇直接转化制丁二烯的性能进行了评价,并通过多种表征技术揭示了催化剂各个活性中心的协同作用以及酸碱性质对催化剂催化性能的影响。结果表明,载体的孔结构可有效调控催化剂的酸碱性质,介孔结构多孔泡沫(MCF)可促进Zn物种与硅羟基相互作用形成强Lewis酸位点。ZnZr/KIT-6催化剂具有适中的酸性质,因Zr物种与KIT-6上的硅烷醇相互作用可形成强度适中的Lewis酸位点,同时KIT-6可抑制Zn物种与硅羟基相互作用形成强酸位点。在ZnZr/KIT-6催化剂中,Zn物种主要以ZnO的形式存在,有利于乙醇脱氢生成乙醛。相比ZnZr/SBA-15催化剂,ZnZr/KIT-6催化剂的弱碱量增加,强碱量减少,碱强度减弱。适中的酸性质和较弱的碱性质有利于乙醇直接转化制丁二烯中的羟醛缩合反应,因此,在有序介孔SiO_(2)负载Zn和Zr催化剂催化乙醇直接转化制丁二烯的反应中,ZnZr/KIT-6催化剂在温度为350℃和反应空速为1.23 h^(-1)的条件下具有最大的乙醇转化率和丁二烯选择性,分别为91.2%和53.5%,且丁二烯时空产率高达0.35 g/(g·h)。

深埋倾斜特厚煤层窄煤柱护巷机理与围岩控制

我国中东部地区采深大、巷道变形和冲击风险大,窄煤柱沿空掘巷技术可改善巷道围岩环境。为掌握窄煤柱护巷机理并形成针对性围岩控制技术体系,以800 m埋深倾斜特厚煤层3 m窄煤柱沿空掘巷为背景,开展了理论分析、现场实测及数值模拟研究,结果表明:①该巷围岩破碎程度及变形煤柱侧比实体煤侧严重,煤柱破碎程度及变形采空区侧比巷道侧大,尽管埋深大,但已稳定采空区承担较大覆岩载荷,高应力已充分向深部岩体分流;②巷道变形非对称,实体煤侧顶板下沉量比煤柱侧大,巷帮以浅部变形为主,煤柱帮上部和实体煤帮中部变形较大;③采空区是掘巷卸荷后主要的形变通道,利于形变能向采空区缓释、降低冲击风险;④卸压区形状由掘巷前三角形扩展为掘巷后平行四边形,掘巷后应力集中区转移至实体煤帮右上方实体煤岩体中;⑤窄煤柱一次和二次剪切破坏的交界面及掘巷右上方实体高应力区为围岩关键控制区,据此提出基于煤柱多重塑性破坏区发育规律的煤柱加固和高应力区精准卸压联合的围岩控制技术体系。研究可为邻近工作面以及其他类似深埋倾斜特厚煤层开采提供理论支撑和科学依据。

中国石油井下作业数字化监督发展问题与对策

阐述了中国石油井下作业数字化监督在监督人员数字化管理、施工队伍数字化监督、施工作业数字化监督、井场环境数字化监督4个方面的发展现状。分析了井下作业数字化监督发展面临数字化监督管理制度不健全、监督数据标准不统一、数字化智能监督技术不完善、缺少统一的数字化智能监督平台、监督数据价值挖掘不深入5个方面的主要问题。提出了制定井下作业数字化监督管理制度、建立井下作业监督数据标准、攻关数字化智能监督关键技术、研发井下作业数字化智能监督平台、提升监督大数据分析应用水平5项数字化监督发展对策。展望了井下作业数字化监督建设发展后在提升监督人员履职效率、降低监督人力资源成本、提升工程质量、保障施工安全与环保4个方面的预期成效。

金属掺杂对LaFe基钙钛矿催化CO_(2)加氢制低碳烯烃性能影响

通过溶胶-凝胶法和浸渍法制备K/LaFeBO_(3)(B=Cu、Zr、Al、Mn、Ni、Zn)钙钛矿催化剂,结合SEM、XRD、BET、H2-TPR、CO_(2)-TPD、TG、XPS等表征,探究了金属掺杂对LaFe基钙钛矿催化CO_(2)加氢制备低碳烯烃性能的影响。结果表明,Cu和Zn的加入有利于提高Fe分散度并降低还原温度,同时低温下氢的脱附增加且碱性位增多。氧空位迁移变化对催化活性和烯烃选择性有重要影响,当Cu和Zn在B位取代Fe时,氧迁移率增加明显,具有较低结合能的表面晶格氧富集,显著提高了催化活性,促进了低碳烯烃生成。

粉煤给料罐反向吊装施工技术

以河南晋开集团延化化工有限公司年产60万t合成氨/80万t尿素及其配套装置建设项目粉煤给料罐为例,研究分析了设备反向吊装施工技术的重点环节,旨在为同类吊装工程提供参考。

二氧化碳加氢制长链线性α-烯烃铁基催化剂研究进展

长链线性α-烯烃(linearα-olefins,LAOs)是重要的化工原料,目前,主要通过石油化工路线获得。随着全球温升影响加剧,CO_(2)控制与资源化利用技术研究受到持续关注。费托合成(Fischer-Tropsch synthesis,FTS)反应产生一定比例的LAOs,提供了制取LAOs可供选择的技术路线。本综述围绕CO_(2)加氢制LAOs过程,结合其反应途径,分析了Fe基催化剂的研究进展,包括助催化剂和载体的作用,阐述了Fe基催化剂上链增长机理和影响LAOs选择性的关键因素,总结了该反应面临的挑战、可能的解决思路,对高效Fe基催化剂研究进行了展望。

CO_(2)加氢制高碳α-烯烃Fe基催化剂研究进展

随着“双碳”目标的提出,二氧化碳(CO_(2))减排和资源化利用受到研究者的广泛关注。CO_(2)耦合绿氢技术制高附加值化学品是CO_(2)资源化利用的有效途径之一。高碳α-烯烃是重要的化工原料,围绕非均相催化体系催化CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的相关研究,总结分析了CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的催化剂设计理念、反应机理、助剂、载体以及制备工艺对催化剂催化性能的影响和构效关系。其中,设计高效催化剂有效调控C—O键活化和C—C链增长仍存在挑战。对CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的发展方向进行了展望,可为CO_(2)加氢制高碳α-烯烃新型催化剂的开发提供参考。

磺胺嘧啶银/超强碱协同催化CO_(2)/醇耦合反应选择性制碳酸二甲酯

甲醇、CO_(2)和炔丙醇三组分耦合反应为合成绿色化学品碳酸二甲酯(DMC)提供了一种热力学有利新路径。本工作针对该方法中存在的DMC收率低、中间产物转化速率慢的问题,研究了炔烃衍生物α-单取代炔丙醇在耦合反应中对DMC收率及选择性的影响。发展了磺胺嘧啶银与超强碱协同催化串联反应策略,进一步提升了反应效率。考察了催化剂、共催化剂、催化剂用量、溶剂、温度、原料比、压力和时间等因素的影响规律。最优的条件下,DMC选择性达89.5%,收率55.6%。研究表明,炔丙醇的结构会显著影响反应进程,同时,磺胺嘧啶银与1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)的协同催化作用是高收率、高选择性获得DMC的关键因素。

DFT计算在铁基催化剂费托合成反应研究中的应用

费托合成是煤炭间接液化的关键技术。铁基催化剂是常用的FTS催化剂。受反应过程中相变复杂性和原位表征困难的限制,密度泛函理论(DFT)成为研究铁基催化剂表面物种吸附和反应的必要手段。本工作以铁碳化合物的表面化学性质作为出发点,探讨了不同碳化铁物相的形成条件及表面物种吸附性能,简述了当前DFT计算研究涉及的FTS基元反应,总结了不同机制下链引发、链增长、链终止的机理研究。结合实验研究进展,总结了助剂的加入对铁基催化剂结构和性能的调控机理,结合一些前沿研究,对目前铁基催化剂存在的问题进行总结,对表面碳在催化反应中的作用和各物相催化作用差异等问题进行了展望。

FAST周边喀斯特峰丛洼地不同演替阶段土壤微生物群落变化

为探索FAST周边喀斯特峰丛洼地不同植被演替阶段土壤微生物群落结构变化规律及其影响因素,该文以FAST周边草本、灌木、乔木3个演替阶段表层土壤为研究对象,采用高通量测序技术,研究不同演替阶段土壤微生物多样性、群落组成及与土壤化学性状之间的关系。研究发现:随着演替进行,土壤细菌和真菌的Shannon指数和Chao1指数呈显著下降趋势。不同演替阶段变形菌、放线菌和酸杆菌均为优势细菌门,分别占细菌群落的34.83%、19.22%、18.56%;子囊菌和担子菌为优势真菌门,分别占真菌群落的40.72%、40.11%。Pearson相关性分析发现,土壤pH、有机质、全氮、碱解氮和有机质显著影响细菌和真菌多样性;Spearman相关性分析发现,全磷、全钾、速效钾、氧化铝和交换性镁与变形菌门呈显著负相关关系(P<0.05),土壤pH、交换性钙与放线菌门呈显著正相关关系(P<0.01),铁铝氧化物与子囊菌门呈显著负相关关系(P<0.01),有效磷与担子菌门呈显著负相关关系(P<0.01)。冗余分析和Mantel分析表明,土壤pH是影响细菌和真菌群落组成的共有关键化学因子。研究结果对深入理解峰丛洼地喀斯特森林土壤微生物的变化特征与规律、科学保护和发展FAST周边喀斯特森林生态环境具有重要参考价值。

喀斯特地区马尾松人工林根系抗拉与抗折的力学特性

[目的]探究马尾松(Pinus massoniana)根系抗拉、抗折力学特性和应力—应变特征,充实乔木根系力学特性,以期为马尾松种植区固持土壤、防治水土流失提供参考。[方法]以马尾松0~1,1~2,2~3,3~4,>4 mm根径根系为研究对象,使用STS5000万能拉力机进行单根试验,分析不同根径根系马尾松抗拉与抗折力学特性及应力—应变特征。[结果]马尾松单根抗拉力和单根抗折力随根径增加均符合y=ax^(3)+bx^(2)+cx+d方程,R^(2)分别为0.91,0.69;抗拉强度和抗折强度随根径增加均符合y=ax^(-b)方程,R^(2)分别为0.50,0.35;根系抗拉延伸率、根系抗拉弹性模量和根系抗折弹性模量随根径增加均符合y=ax^(3)+bx^(2)+cx+d方程,R^(2)分别为0.17,0.22,0.18;根系抗折延伸率与根系径级无明显相关性;马尾松根系抗拉与抗折“应力—应变”曲线表现出弹性变形、弹塑性变形、应变硬化及断裂破坏4个阶段,抗拉“应力—应变”曲线和抗折“应力—应变”曲线在弹塑性变形阶段有不同的变化趋势;抗拉与抗折断裂阶段有周皮断裂与整体断裂两种断裂模式,两种断裂模式受根系周皮与维管组织影响均有两种断裂类型。[结论]马尾松<3 mm根径根系抗折力学性能优于抗拉力学性能,>3 mm根系根径抗拉力学性能优于抗折力学性能。马尾松种植于坡面等地区可以有效增强土壤的抗蚀能力。

“祝融号”火星车立体视觉系统的几何自检校

“祝融号”是我国首个成功在火星表面开展巡视探测的火星车。为了确保火星车遥操作任务精准的实施,需要对立体视觉系统实施自检校。本文提出了附有立体约束和桅杆机构运动约束的联合平差自检校模型。经过模拟试验证明本文提出的自检校方法具有较高的视觉定位精度。在火星真实试验中,获得检核点中误差的平均值为12.3 mm。有效保障了“祝融号”火星车精准地完成遥操作任务。

二氧化碳高值利用合成苯氨基甲酸甲酯

苯氨基甲酸甲酯(MPC)是合成二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的关键原料。以二氧化碳(CO_(2))及其等价物或衍生物作为碳源合成MPC代表了绿色和可持续的精细化学品合成方法。基于该领域研究,概述了基于CO_(2)转化合成苯氨基甲酸甲酯的研究方法进展。合成路线包括研究较多的CO_(2)等价物(尿素或苯基脲)醇解法,碳酸二甲酯(DMC)氨解法以及二苯基脲和DMC耦合反应法。另外,最理想的合成方法是近几年发展的苯胺、CO_(2)和甲醇三组分“一锅”反应法,以及使用脂肪胺类原料构建氨基甲酸烷基酯类化合物,其代表了最有前景的CO_(2)利用途径之一。详细探讨了反应机理和催化剂选择等问题。研究进展将为进一步提升绿色催化和可持续化学过程效率提供重要理论支持。

废FCC催化剂中稀土元素的浸出及动力学分析

针对FCC废催化剂中所含的稀土元素,本研究以废FCC催化剂为原料,与无水碳酸钠混合焙烧活化,以盐酸为浸出剂,探究了盐酸浓度、浸出温度、浸出时间、浸出固液比以及焙烧时间等因素对FCC废催化剂中稀土元素镧(La)、铈(Ce)的浸出率的影响,并进行了浸出过程动力学分析和表观活化能计算。实验结果表明:废FCC催化剂在750℃条件下和碳酸钠以质量比为1:1混合焙烧300 min后,在70℃的条件下,用6 mol/L的盐酸溶液且固液比为1:25浸出120 min时,La、Ce最佳浸出率可达到88.06%、90.07%;FCC废催化剂浸出前后SEM和XRD测试分析表明废FCC在酸浸后衍射特征峰基本消失,晶格结构被破坏,浸出渣主要为SiO_(2);缩芯模型浸出过程动力学分析和Avrami表观活化能计算结果均表明:La和Ce的浸出活化能的测定值分别为27.1、21.2 KJ/mol,该浸出过程受扩散控制。该研究对固废资源中稀土元素的高效回收具有一定的指导意义。

基于“一中心、两模块、三目标”的生态学课程德融教学创新

生态学是环境生态工程专业的专业必修课,通过该课程的学习,使学生掌握生态学的基本理论,了解生态学的研究现状及发展趋势,运用生态学知识提高解决实际环境问题的能力,培养德智体美劳全面发展,具有人文关怀精神、科学探索精神、民族团结友爱精神,专业基础知识扎实,业务能力强,能服务地方社会经济发展的高素质应用型人才。针对课程教学中存在的“痛点”问题,课程组遵循以立德树人为根本任务,培养具有扎实生态学知识、深厚生态文明观素养、突出实践创新能力的应用型人才。

原料立磨新型外循环设备

1 存在的问题目前市场上,立磨终粉磨系统采用较多的是原料立磨终粉磨、水泥立磨终粉磨、矿渣立磨终粉磨,各系统运行数据相对比较优秀,但与辊压机终粉磨系统相比电耗还是偏高。主要原因是由内循环立磨的带料原理决定:内循环立磨喷嘴环高速的喷射气流将大部分物料吹起带入选粉机内,立磨使用的风量与阻力均较大,使得后置的风机电耗较大,而辊压机系统中的“选粉-烘干”用风风量和阻力比立磨低,阻力约为立磨系统阻力的60%,风量约为立磨系统风量的90%.