生物质焦反应活性及其与拉曼光谱表征关联性研究进展

生物质能作为目前使用量最大的可再生能源形式,具有储量巨大、零碳排放、可再生及供应稳定等优点。生物质焦作为生物质能利用的重要形式,其反应活性因原料种类不同表现出巨大差异,严重阻碍了生物质能的进一步研究和利用。生物质焦的反应活性主要受无机元素、织构特性及碳结构的影响。拉曼光谱作为近年来发展迅猛的碳结构表征技术,已广泛应用于生物质焦的物理、化学结构特性研究。从生物质焦拉曼光谱的特征峰位置、特征峰宽、特征峰强度比和特征峰面积等光谱参数出发,综述国内外生物质焦的碳结构,并解析了生物质焦在热化学转化中碳结构的演化规律。拉曼光谱能有效表征生物质焦的碳骨架结构,高度有序的芳香或石墨化结构会降低生物质焦的反应性。目前对生物质焦反应活性与拉曼光谱参数表征的碳骨架结构之间的相关性研究仍较少,且多聚焦在单一种类生物质,其结论普适性仍需验证。也有少量关于多种生物质原料的焦反应活性和拉曼光谱表征研究,但未给出定量的结论。介绍笔者在多种生物质原料的焦反应活性与焦的拉曼光谱指标的关联性方面的研究进展,以期为生物质燃料的反应活性后续研究提供参考。展望未来,生物质焦的拉曼光谱研究发展潜力很大,目前主要研究仍基于一阶拉曼光谱区域分析,二阶拉曼光谱未受到重视;一些前沿的拉曼光谱技术,如表面增强拉曼光谱、针尖增强拉曼光谱、相干反斯托克斯拉曼散射等,也尚未引入生物质焦的碳结构表征和反应活性研究中,未来应重点考虑。

团簇FePS_(3)的电子性质及反应活性密度泛函研究

以团簇FePS_(3)为局域模型,在B3LYP/def2-tzvp水平下采用Gaussian 09程序对团簇FePS_(3)进行结构优化及虚频验证,获得12种稳态构型,分析了这12种构型的原子电荷量、电子自旋密度及反应活性。结果表明:团簇FePS_(3)中S原子为电子受体,Fe、P原子为电子供体,Fe比P原子更容易失去电子,团簇FePS_(3)整体的电子流向为从Fe、P原子流入S原子;Fe、P原子间和Fe、S原子间的过剩电子主要为自旋向下的β成单电子,P、S原子间和S、S原子间的过剩电子主要为自旋向上的α成单电子;构型4(4)、2(2)、1(2)、2(4)、1(4)和4(2)的电子自旋密度的对称性最好,稳定性最高,因此这6种构型可能为团簇FePS_(3)的优势构型;构型6(2)的前线轨道(HOMO-LUMO)能隙差最小,最容易发生电子跃迁,反应活性最高;构型2(4)的HOMO-LUMO轨道能隙差最大,反应活性最低。

石灰乳化学反应活性测定方法的创新与应用

石灰乳活性的高低直接决定相关化学反应效率和效果。表征石灰乳活性的现有方法,在特定应用领域和场景下可以满足石灰乳优选,但都存在共性问题,即表征值与石灰乳化学反应之间没有直接逻辑关系,评价结果的准确性和有效性难以保证。为解决这一问题,本文从石灰乳参与化学反应的过程机理入手,采用静态扩散——电导率曲线法测定石灰乳的化学反应活性。结果表明,该方法相较于现有方法,不仅能快速准确测量出石灰乳的化学反应活性,还可用于预测碳酸化反应时间以及轻质CaCO_(3)指标,为轻质CaCO_(3)生产工艺调节以及质量控制提供现实可靠的指导。

基于密度泛函理论研究溴噁草松的反应活性和光学性质

为研究溴噁草松的化学反应活性和光学性质,基于密度泛函理论,通过Gaussian09W软件,采用B3LYP/6-31+G(d,p)基组水平上对溴噁草松分子的基态几何结构进行优化、频率计算和分子的激发态计算,得到了该分子的结构参数、原子电荷、前线分子轨道及光学性质。计算结果显示溴噁草松分子的前线轨道能量差为0.20684 eV,分子的反应活性比较活泼,反应位置主要分布在O5、C6、O7、C9和C13原子上;紫外可见吸收光谱峰和红外吸收峰的位置与溴噁草松分子中的官能团吸收位置匹配良好。计算结果为研究溴噁草松分子的化学性质和光学性质提供理论依据,也可为其合成、开发、分析及药理试验提供理论基础和指导。

灰岩特征与高反应活性生石灰关系研究

高活性生石灰既是钢铁生产中重要的助溶剂和造渣材料,也是生产高品质纳米碳酸钙产品的重要原材料。前人研究发现生石灰反应活性除与原料灰岩纯度相关外,还受其他不明因素影响。为进一步探讨生石灰反应活性与灰岩的其他特征关系,对广西9个灰岩矿床11组灰岩样品开展物相分析、主要化学成分分析和生石灰T60值测定,以揭示生石灰T60值与灰岩CaO和MgO含量、灰岩结构、灰岩方解石粒径以及灰岩煅烧时间的关系。结果表明:①碎屑结构灰岩比其他结构灰岩更有利于生产高反应活性生石灰;②碎屑结构灰岩碎屑中方解石平均粒径越小,越有利于以更低能耗生产高反应活性生石灰;③在灰岩w(CaO)>54.0%条件下,生石灰T60值与灰岩CaO和MgO含量关系较弱。研究成果可为圈定优质灰岩矿床提供参考。

煅烧黏土反应活性及其影响机理

采用煅烧黏土在碱性溶液中的反应热试验,探明了氢氧化钙含量、反应温度、煅烧温度和高岭石含量等因素对煅烧黏土反应活性的影响规律及其机理.结果表明:反应热试验能够实现煅烧黏土反应活性的快速表征,且累计放热量与黏土中高岭石含量具有良好的线性相关性;随着煅烧温度的升高,黏土颗粒逐渐破碎,结构无序化程度增大,反应活性出现并逐渐增长到峰值,随后黏土颗粒粒径进一步增大,导致反应活性显著下降.

活性导向的化学探针在氨基酸反应活性表征中的应用进展

原创药物的研制得益于蛋白质新靶标的发现,而新靶标的发现依赖于高可信度、高通量的药物-蛋白质相互作用分析方法。蛋白质作为生命功能的执行者,其表达量、空间定位与结构差异直接影响药效的发挥。目前,超过85%的蛋白质尚被认为是无法成药的,主要原因是缺少药物分子靶向的空腔以及相应的反应活性位点。因此,基于蛋白质组学层次实现对氨基酸反应活性位点的表征成为原创共价靶向药物设计的关键,也是克服难以成药靶标蛋白问题的关键。近年来,质谱技术的飞速发展极大地推动了基于蛋白质组学技术的药物-靶蛋白相互作用研究。其中基于活性的蛋白质组分析(ABPP)策略是利用活性位点导向的化学探针分子在复杂样品中实现功能状态酶和药物靶标等蛋白质的检测。基于化学探针的开发和质谱定量技术的发展,ABPP技术在氨基酸反应活性表征研究中展现出重要的应用潜力,将助力于药物新靶标的发现和药物先导化合物的开发。ABPP策略主要基于蛋白质的活性特征进行富集,活性探针作为ABPP策略的核心,近年来取得了飞速进展。该文回顾了ABPP策略的发展历程,重点介绍基于广谱活性探针的ABPP技术在多种氨基酸反应活性筛选领域的研究进展,并对其在药物靶点发现中的应用前景进行展望。

具有持续反应活性的g-C_(3)N_(4)/Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)复合材料的光学-催化行为研究

为促进环境友好型光催化技术的应用推广,通过热解聚合方式将g-C3N4负载于多孔Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)蓝色长余辉荧光粉上,制备具有持续反应活性的g-C_(3)N_(4)/Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)复合材料。首次采用累积污染物降解效率等一系列指标评价材料在光照及暗态下综合去除污染物效果。通过微观表征手段和NO去除试验研究了单组分复配质量比对复合材料的光学及催化性能的影响。结果表明,g-C_(3)N_(4)的复合对Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)的荧光强度和余辉性能产生了不利影响;但光照下,提高的光生载流子分离效率和光吸收能力使复合材料的光催化活性增强;暗态下,内在光源Sr_(2)MgSi_(2)O^(7):Eu^(2+),Dy^(3+)的存在赋予了复合材料持续去除NO的能力,该能力的持续时间与余辉亮度、光催化活性有关。本研究有助于推动持续活性光催化体系的发展。

硫-磷系极压抗磨剂与酯类油性剂的反应活性计算与摩擦学性能研究

依据密度泛函理论,对硫磷系极压抗磨剂(简称极压剂)与酯类油性剂进行几何结构优化,计算其结构的全局、局部反应活性位点和量子化学参数等;并将这两类添加剂加入到乳化液中,采用四球试验考察其摩擦学性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)仪表征四球试验钢球表面的磨斑形态和元素分布。结果表明:极压剂分子的反应活性位点主要分布在S、Zn等极性原子上;添加极压剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)、油性剂油酸乙酯(EO)和防锈剂苯并三氮唑(BTA)的乳化液具有优异的极压抗磨性能,其最大无卡咬负荷达到1403 N,摩擦因数为0.029,钢球磨斑直径仅为0.69 mm,极压抗磨润滑系数为11.16。

废塑料再生造粒总反应活性挥发性有机物排放特征因子分析

天津市地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB 12/524—2020)的修订实施,对挥发性有机物进行了重新界定,明确不同行业VOCs的表征指标和特征因子。以再生资源行业领域废塑料再生造粒产生的有机废气为研究对象,通过新地标附录H中规定的吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法对采集废气进行定量测定,研究废塑料再生造粒工艺加热挤出过程中总反应活性挥发性有机物(TRVOC)特征排放因子。结果表明:废塑料再生造粒工艺产生TRVOC特征因子主要为丙酮,其次为二氯甲苯、甲苯、苯乙烯和2-丁酮,其他均未检出。

广东省夏秋季光化学反应活性空间分布表征

于夏末秋初在深圳市城市和郊区开展了大气OH自由基观测,结果显示OH自由基日间峰值平均浓度分别为6.0×10^(6)cm^(-3)和5.9×10^(6)cm^(-3),与国内外其他地区相比处于中等水平.基于实测数据构建了拟合效果较好的本地化OH自由基参数化公式,应用于广东省OH自由基空间分布的表征,并进一步利用日间OH和NO_(2)浓度之积反映光化学反应活性(AP).结果发现,2018年夏秋季广东省大气光化学反应活性总体上呈现珠江三角洲较高,AP达10.1×10^(7)μg/(m^(3)·cm^(3)),粤东、粤西、粤北地区较低的分布态势,AP分别为5.4×10^(7),5.9×10^(7)和7.7×10^(7)μg/(m^(3)·cm^(3));同期的PM_(2.5)和O_(3)高值区域也集中在珠江三角洲,说明了调控光化学反应活性对珠江三角洲协同控制PM_(2.5)和O_(3)污染的关键作用.空间分布特征还表明,粤北地区显著受到来自北方内陆的PM_(2.5)区域传输影响,而粤东地区更易受到来自东南沿海的O_(3)区域传输影响,体现了跨省区域联防联控的重要性.

粒径对粉煤灰矿物相及反应活性的影响

粉煤灰由于煤种、煤预处理以及燃烧过程不同,颗粒粒径、化学成分、矿物相成分存在差异。通过XRF、XRD等方法研究了粉煤灰化学成分、矿物相成分与粒径分布之间的关系。从化学成分看,不同粒径粉煤灰的网络构成体和改性体差异不大,根据二者含量判定粉煤灰活性的方法并不准确。几乎所有的微量金属元素都随粉煤灰粒径减小而发生富集,因此,在粉煤灰中提取稀有金属前先分离出小粒径颗粒,可达到更高的提取效率。XRD晶相结果表明,小粒径粉煤灰中结晶度较低,而大粒径粉煤灰的结晶度较高,后者的反应活性明显弱于前者。与大粒径粉煤灰相比,小粒径粉煤灰中出现了硫酸钙、硅酸铝钾等活性成分,再次证明粉煤灰粒径对成分分布和反应活性有明显影响。

基于密度泛函理论的卡博特韦分子反应活性位点预测

基于量子化学密度泛函理论,对卡博特韦分子表面静电势、平均局部离子化能、前线分子轨道、原子电荷及概念密度泛函活性指数进行计算分析。结果显示:卡博特韦分子羟基O(27)原子具有较多的Mulliken负电荷,附近具有分子表面静电势极小点,具有较多负电荷,较高f-值,为HOMO轨道。羰基O(24)及O(23)原子计算结果类似。研究表明:卡博特韦分子中羟基O(27)、羰基O(24)和O(23)原子为亲电反应活性位点,亲核反应的部位主要集中羰基C(14)、C(6)和C(9)原子上。在静电吸引中,羰基O(28)、羟基O(27)及亚甲基H(31)将发挥主要作用。

热重分析在沥青反应活性探究和溯源分析中的应用

使用热重分析仪对不同升温速率下煤沥青的热解过程进行了探究与讨论,并以Kissinger方程为基础计算了煤沥青的反应活化能与反应级数。随后,对国内市场中常见新型炭材料用沥青的热重分析(TG)曲线和微商热重分析(DTG)曲线进行了讨论,结果表明,以传统煤焦油为原料所得的沥青具有更低的起始分解温度和更宽的组分分布,以混配物为原料所制得沥青的DTG曲线中具有多个热失重峰。

基于密度泛函理论的普克鲁胺分子反应活性位点预测

基于量子化学密度泛函理论,对普克鲁胺分子表面静电势、平均局部离子化能、前线分子轨道、原子电荷及概念密度泛函活性指数进行计算分析。结果显示:普克鲁胺分子噁唑环双键原子平均局部离子化能较小,为HOMO轨道,f-值较大;氰基N(8)原子附近存在分子表面静电势较小的极值点,较小原子电荷值,f-值较大;咪唑环C(15)、嘧啶环H(38)附近存在分子表面静电势较大的极值点。研究表明:普克鲁胺分子噁唑环双键及氰基为亲电反应活性位点,苯环C(4)为亲核反应活性位点。氰基N(8)、咪唑环C(15)、嘧啶环H(38)在以静电吸引为主的反应中将发挥主要作用。

基于密度泛函理论的达罗他胺分子反应活性位点预测

基于量子化学密度泛函理论,对达罗他胺分子表面静电势、平均局部离子化能、前线分子轨道、原子电荷及概念密度泛函活性指数进行计算分析。结果显示:达罗他胺分子氰基N(28)和吡唑环H(38)附近存在静电势最小值点和最大值点;氰基N(28)原子附近具有表面静电势极小点,具有较多负电荷,较高f-值,为HOMO轨道。研究表明:达罗他胺分子中氰基N(28)和吡唑环H(38)在以静电吸引为主的反应中发挥重要作用;氰基N(28)、羟基O(23)、羰基O(24)及吡唑环C(11)为亲电反应活性位点,羰基C(15)和氰基C(27)原子为亲核反应活性位点。

测定催化剂微反应活性的影响因素

催化剂的微反应活性对衡量催化剂的反应能力具有很高的参考价值,它的准确性直接关系到催化裂化装置的平稳运行及轻油收率,本文结合催化剂微反应活性指数测定方法,针对测定时的操作条件和操作手法等影响因素进行分析,达到降低分析误差,提高分析结果准确度。

煤中灰含量对气化反应活性的影响思考

利用热天平实验,探讨了煤中灰含量对气化反应活性带来的影响,最后得出,煤的灰分含量对增强气化反应活性发挥着一定的催化效应,并且催化效应的强弱与其是否均匀性分布存在很大的相关性。随着煤中灰分含量的不断提升,那么气化反应速率会逐步提升;反之如果煤中灰分含量达到最小的情况下,那么气化反应速率也是最小的。不过,伴随着煤中灰含量地持续提升,则对气化反应活性带来的影响逐渐减弱,煤灰这一物质的出现进一步减弱了煤炭气化反应的活性。

团簇Co_5B_2反应活性的DFT研究

采用密度泛函理论对团簇Co_5B_2在B3LYP/Lan12dz水平下进行研究,在考虑电子的自旋多重度的情况下对其结构、能量和前线轨道研究后得出以下结论:团簇Co_5B_2的8个稳定构型在二、四重态下具有3种结构,以单"帽"四角双锥结构为主;构型1^((2))能量最低,结合能最大,结构最稳定;团簇Co_5B_2的HOMO-LUMO图、能隙差和库普曼斯定理一致说明二重态构型的反应活性随能量的升高而增强,其中构型4^((2))最强,四重态构型除1(4)外,其余构型随能量的升高反应活性降低,其中构型2^((4))的反应活性最强。

热解过程中煤焦微晶结构变化及其对煤焦气化反应活性的影响

利用XRD技术考察了热解温度及升温速率对煤焦微晶结构的影响；使用Shi等的方法计算了煤焦微晶结构参数，获取了950℃～1400℃气化炉下煤焦微晶结构的特征及变化规律；结合热重分析得到了热解温度相关参数影响煤焦气化活性的机理。研究表明，热解温度升高，堆垛高度（Lc）明显增大而微晶尺寸（La）变化不大，说明煤焦基本品格单元主要是进行纵向的接合缩聚，而晶格并没进行明显的内部生长，煤焦的微晶结构随热解温度的提高向有序化发展，但没达到石墨化的程度；慢速热解煤焦的气化反应活性明显低于相同温度下快速热解煤焦，慢速热解中，由于煤焦在高温下停留时间较长，而使煤焦微晶进行结构重整而变得更加有序，芳香单元失去边缘活性位，煤焦气化活性降低。