纸质文物的热裂解气相色谱-质谱应用研究

对纸质文物的科学认知是保护这类珍贵文化遗产的关键。本研究将热裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)技术应用到中国传统的四类典型手工纸(竹纸、麻纸、桑皮纸和构皮纸)的分析中,结果表明竹纸中苯酚类物质含量较高,桑皮纸和构皮纸中含有大分子三萜类特征物(如β-香树脂醇、α-香树脂醇和豆甾-3,5-二烯等物质),而麻纸中则无此类特征物——利用这些特征化合物可以区分竹纸、麻纸和桑皮/构皮纸。将这一成果应用到一副清代蜡笺纸对联的分析中:确定了该书法用纸为皮纸(桑皮纸或构皮纸);检测出长链脂肪酸和醇类物质,表明蜡笺纸的制作使用了蜂蜡;检测出吡咯及其衍生物,表明该书法蜡笺纸装裱时所用的胶结材料为动物胶;另外检测到了生物碱类物质,表明该蜡笺纸使用了植物染料。综合以上研究表明,Py-GC/MS方法不仅能够确定中国传统纸质文物的纤维来源,同时可以确定纸质文物上蜡、胶结物及染料等信息;结合传统的赫兹伯格(Herzberg)染色法,进一步确定了皮纸的具体种类。蜡笺纸文物材料信息的检测识别可为文物保护与修复工作提供科学依据,此研究方法为纸质文物的科学认知提供新思路。

溶剂低压过热蒸汽热裂解塑料制油过程特性

低碳清洁处理塑料垃圾对环境保护和循环经济发展具有重要意义。本文提出了一种在低压过热溶剂蒸汽体系中高效热裂解液化塑料的方法,以聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,研究了塑料在溶剂低压过热蒸汽环境中(≤5MPa)热裂解液化过程特性,并提出了两种塑料热液化过程中的降解机制。结果表明:低压有机溶剂蒸汽体系能在相对温和的条件下实现塑料的高效液化,330℃是本研究中实现塑料快速热裂解液化的起始温度。在此温度下,PP在甲醇、乙醇、丙酮中的热裂解液化率均为100%,HDPE在三种溶剂中的热裂解液化率分别为100%、72.9%和71.03%。在本研究条件下,塑料液化中小分子更容易发生缩聚反应,放出大量热并使反应体系温度出现不同幅度的飞升,从而为塑料进一步解聚为小分子提供能量,提高塑料的热裂解液化率。PP热裂解液化油中含氧化合物的质量分数大于40%,而HDPE的热裂解液化油中氧化物含量低,且烃类的质量分数大于80%,作为燃料使用的潜力大。

熔融法甲烷热裂解耦合化学链燃烧技术低碳联产工艺

目的开发以天然气为原料的熔融法甲烷热裂解耦合化学链燃烧技术联产氢气、电、碳材料新工艺。方法利用Aspen Plus对联产工艺进行建模计算,并从经济效益方面分析了技术经济可行性,以及讨论了热裂解反应甲烷转化率、热裂解反应温度和变压吸附分离效率等主要因素对系统的影响。结果在600 kmol/h进料条件下,氢气和碳材料产量分别为956 kmol/h和503 kmol/h,系统发电量为9.43 MW,CO_(2)捕集量为208 kmol/h,捕集率达到99.75%。制氢效率、制碳材料效率和产电效率分别为41.059%、31.453%和4.532%,系统总效率达到77.044%。结论提高甲烷转化率和变压吸附效率、降低热裂解反应温度有助于提高产品产量和系统总效率。

生物样品中聚苯乙烯纳米塑料指示物的热裂解-气相色谱质谱检测方法研究

目的采用热裂解-气相色谱质谱法(Py-GC/MS)建立一种从生物组织样品中定量测定纳米级聚苯乙烯(PS)塑料的方法。方法通过比较和优化不同消解液、蛋白沉淀剂以及仪器检测参数体系,确定生物样品中PS塑料的最优前处理和检测方法。通过开展实验研究确定方法特性指标(包括检出限、定量限、精密度和准确度),并基于方法开展了实际样品测定。结果本研究建立了大鼠肝和肺组织样本经10%氢氧化钾溶液消解和无水乙醇蛋白沉淀后上Py-GC/MS检测的方法,PS在0.05~2.00μg范围内线性关系良好,相关系数为0.999,检出限和定量限分别为0.012和0.036μg/g,且当添加水平为低浓度(2μg/g)、中浓度(10μg/g)、高浓度(30μg/g)PS时,其加标回收率分别为68.0%~85.0%、80.0%~105%和62.0%~93.1%,精密度(RSD)范围在7.8%~15.2%。结论本研究建立的方法满足方法学要求,且为其他生物样本及其他类型微塑料的检测提供了参考,为进一步开展纳米塑料的人群内暴露水平研究和健康风险评估奠定了技术基础。

烃类热裂解和催化裂解技术的研究进展

烃类热裂解和催化裂解技术的发展,有助于提高石油资源的利用率,满足日益增长的石油化工产品需求。介绍了烃类裂解技术的研究现状,总结了热裂解和催化裂解的技术特点。阐述了烃类热裂解反应机理、烃类热裂解过程模拟、金属氧化物和分子筛催化剂特性、以及烃类催化裂解过程模拟等研究进展。重点分析了烃分子结构与热裂解反应的构效关系、分子筛催化剂与烃类催化裂解的构效关系。归纳总结了石油烃热裂解、催化裂解技术的核心问题及未来研究方向,为改善烃类热裂解、催化裂解制石油化工产品工艺提供理论基础。

第三类加热边界条件下超临界正癸烷的流动换热和热裂解特性研究

为深入理解不同类型热边界条件下碳氢燃料流动换热和裂解特性,对第三类加热边界条件下圆通道内超临界正癸烷的流动换热和热裂解特性开展了数值研究,并与等热流和等壁温加热条件下的结果进行了对比。结果表明:管内对流换热热阻的沿程变化和管道内外温差的缩小会造成不均匀的壁面热流分布和壁温分布。通过将第三类加热边界条件下的结果与等热流加热条件下的结果进行对比发现,第三类加热条件下换热恶化程度更低,最高壁面温度由1 219 K降低到1 175 K;与等壁温加热条件下的结果相比,第三类加热条件下壁面热流密度变化规律相似但变化范围和幅度更小,在加热段后半段,其转化率和压降均低于等壁温加热条件,出口处两种条件下的转化率相差约4%。

基于热裂解气相色谱-质谱技术对农田土壤中纳米塑料的检测方法

纳米塑料因其在环境中的普遍分布及其潜在的不利影响引起了人们的极大关注.尽管纳米塑料已经在水生态系统中被检测到,但土壤中纳米塑料的检测和定量分析仍然是一个未解决的挑战.因此,本文以聚苯乙烯(PS)颗粒作为土壤基质中纳米塑料(NPs)模型,基于热裂解-气相色谱-质谱(Py-GCMS)技术,提出了一种灵敏、有效、低成本的萃取方法用于对纳米塑料的鉴定和定量.从农田土壤中提取纳米塑料的过程包括密度浮选、碱性消解、水浴蒸发和膜过滤.在采用10%KOH为消解液、ZnCl_(2)(ρ=1.6 g·cm^(-3))为浮选液的最佳萃取条件下,PS纳米塑料的萃取效率最高.此外,为了验证所提出方法的可行性,采集并检测了6个实际土壤样品.研究结果表明,在添加浓度为100μg·g^(-1)的25 nm聚苯乙烯纳米塑料的6个实际土壤样品中,PS纳米塑料的回收率为77.8%—88.3%.检测结果显示,4个土壤样品中检测到PS纳米塑料,浓度为3.45—10.26μg·g^(-1),其余2个样品没有检测到纳米塑料,这可能是由于PS纳米塑料的浓度低于检测限.说明纳米塑料的分析检测方法是可行的.因此,本研究为土壤基质中纳米塑料的分析提供了一种有效的方法.

异丁香酚-β-D-葡萄糖苷的合成及热裂解转移率

以乙酰溴-α-D-葡萄糖(Ⅰ)作为糖基供体与异丁香酚(Ⅱ)进行反应,通过相转移催化法和离子液体催化法合成了异丁香酚-2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-葡萄糖苷(Ⅲ),然后在甲醇钠中脱乙酰化得到异丁香酚-β-D-葡萄糖苷(Ⅳ)。将化合物Ⅳ加入卷烟中,测试了其在卷烟主流烟气粒相中的转移率。结果表明,合成Ⅲ采用离子液体催化法(收率56.8%)优于相转移催化法(收率43.5%)。离子液体催化法反应条件为:1-丁基-3-甲基-溴化咪唑为催化剂、氯仿为溶剂、氢氧化钠水溶液为缚酸剂、n(Ⅰ)∶n(Ⅱ)=0.8∶1,n(Ⅰ)∶n(1-丁基-3-甲基-溴化咪唑)=1∶1、室温、反应时间8 h。在上述条件下,化合物Ⅲ的收率为56.8%。化合物Ⅲ在甲醇钠/甲醇溶液中反应脱去四乙酰基,得到化合物Ⅳ,收率87.6%。卷烟燃吸过程中,化合物Ⅳ热裂解为异丁香酚,异丁香酚向主流烟气粒相中的转移率为3.2%。

热裂解-气相色谱/质谱在文化遗产研究中的应用进展

色谱和质谱联用技术是有机物常用的一种分析方法,在文物保护与考古残留物研究等方面的应用已有几十年的发展。色谱与质谱联用分析样品时,需要对样品进行水解提取、衍生化等前处理,这个过程较繁琐,且耗时长,另外在样品处理过程中还有样品流失的情况发生。因此,现在一般采用热裂解-气相色谱/质谱联用技术(pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry, Py-GC/MS)来分析有机质样品。Py-GC/MS在分析样品时有如下优势:无需对样品进行前处理,样品可直接进行热裂解分析,操作比较简单;灵敏度高,能实现多组分混合有机样品识别;需要样品量很少,可满足文物样品微损分析检测的要求。因此,该方法在文化遗产保护和考古有机残留物识别鉴定中发挥了重要的作用。

橡木木质素热裂解产物香气成分分析

通过气相色谱-质谱联用法(GC-MS)对法国橡木、美国橡木、蒙古栎中的木质素进行香气成分分析,检测出酚类、酚醛类、酯类及其它类共4类组分53种香气成分。其中,美国橡木木质素香气含量最高(8270.90μg·kg^(-1)),蒙古栎木质素次之(8224.70μg·kg^(-1)),法国橡木木质素最低(6608.70μg·kg^(-1))。香韵特征分析和热图分析结果显示,3种橡木木质素的香气成分存在显著区别,美国橡木木质素能提供更多的挥发性酚类物质,带有明显的木香、甜香味道。法国橡木木质素则是具有更多的丁香酸、4-甲基愈创木酚和糠醛,提供相对柔和的木香、甜香味道。蒙古栎木质素有最多的酚醛类物质能带来浓郁的花香、果香味道,但在木香、甜香味道上有所不足。

Ga、Zn改性ZSM-5对生物质热裂解产物单环芳烃选择性的影响

针对生物油组分复杂、含氧量高等问题,通过使用金属改性催化剂改善生物油的组成,提高生物油中单环芳烃(Monocyclic Aromatics Hydrocarbon,MAHs)的选择性,并探讨了生物质催化热裂解反应机理。以硝酸镓、硝酸锌为改性剂,采用离子交换法对不同硅铝比的ZSM-5进行改性,使用Py-GC/MS外标法探究硅铝比(30、40、50和60)和金属元素类型(Ga、Zn)对玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃选择性的影响。结果表明,对于Ga/ZSM-5,硅铝比为30时更有利于单环芳烃的产生,此时玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃的相对含量为19.02%,是在母体ZSM-5(30)催化下的1.38倍;对于Zn/ZSM-5,硅铝比为40时更有利于单环芳烃的产生,此时玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃的相对含量为22.18%,是在母体ZSM-5(40)催化下的1.51倍。硅铝比对二甲苯、萘和二甲基萘的产率影响比改性金属元素影响大,改性金属元素对苯、甲苯和茚的产率影响比硅铝比影响大。从生物油的相对含量、元素组成、芳香烃的相对含量、以及单环芳烃的产率来看,Zn/ZSM-5(40)的催化效果优于Ga/ZSM-5(30)。

分子动力学模拟汽油模型化合物热裂解过程的大分子生成趋势

汽油机尾气颗粒物排放是城市大气中颗粒物排放的主要来源之一。除汽油机本身发动机技术和后处理技术之外,汽油本身的组成对汽油机尾气颗粒物排放的影响尤为显著。以5种不同结构的汽油C_(8)分子进行热裂解反应分子动力学研究,考察汽油分子结构对含苯环大分子产物生成特性的影响规律,基于对反应过程的分析,从反应机理角度探究大分子产物生成的原因。结果表明,对二甲苯生成的含苯环自由基会在体系内稳定存在一定时间,在此基础上进一步生成大分子芳烃产物。烷烃、烯烃和环烷烃需要在体系内生成苯环的基础上再进一步生长为大分子芳烃产物。参与生成苯环的反应数量越多、发生时间越早,则在反应过程中生成芳烃产物的数量越多。

废橡胶热裂解及生产技术通过鉴定

据炭黑产业网2024年3月24日报道,2024年3月22日,中国石油和化学工业联合会委托全国橡胶塑料设计技术中心在北京组织召开了由安徽省克林泰迩再生资源科技有限公司、北京万向新元科技股份有限公司及其控股子公司新元星宇数联通信技术有限公司联合完成的“废橡胶热裂解及产品高值化智能生产成套技术”科技成果鉴定会。经过严格的现场考察、成果汇报听取及技术资料审阅,由15名行业专家组成的鉴定委员会一致认为该成果总体达到国际先进水平,其中智能控制和热裂解炭黑生产技术居国际领先水平。

MFI型分子筛在正丁烷催化热裂解制备低碳烯烃反应中的性能研究

轻质烷烃催化热裂解是生产乙烯和丙烯的重要途径。本工作采用水热合成法制备不同Al含量的MFI型分子筛,并采用水热合成法和机械球磨法分别制备了Ba掺杂的高硅ZSM-5分子筛催化剂,研究了其催化正丁烷热裂解反应性能。结果表明:高硅ZSM-5分子筛中Al含量的减少降低了催化剂表面酸性位的数量和强度,抑制了低碳烯烃通过氢转移反应生成烷烃副产物的活性,提高了低碳烯烃的收率。与低硅铝比的ZSM-5分子筛相比,高硅的ZSM-5分子筛表现出更高的低碳烯烃收率。向高硅ZSM-5分子筛中掺杂质量分数为1%的Ba可进一步弱化催化剂表面酸性,抑制氢转移反应,提高低碳烯烃收率。采用机械球磨法制备的Ba/ZSM-5催化剂上乙烯和丙烯的单程收率最高可达54.02%。

热裂解-气质联用仪(PY-GC/MS)在微塑料分析中的应用

塑料是一种合成材料,因其成本低廉、耐用、重量轻、易于制造等众多优点,使得这些聚合物在日常生活中无处不在。近年来,科学家、环保部门和公众越来越关注塑料污染,特别是微/纳米塑料。通常,研究各类样品中的微塑料都需要从样品中将微塑料颗粒分离出来,然后用光谱方法来识别分析。光谱技术可进行微塑料的定性分析,但无法获取其准确的质量,而这些对毒理学评估很重要。为了同时实现样品中微塑料的定性和定量分析,许多研究人员开始进行热裂解-气相色谱/质谱法(PY-GC/MS)在微塑料分析中的应用。综述了近5年PY-GC/MS在微塑料研究中的应用,包括PY-GC/MS技术简介、样品采集、样品前处理、仪器分析方法建立以及问题与展望。

热裂解-气相色谱-质谱联用法测定生物降解塑料制品中PBAT含量的方法

采用热裂解-气相色谱-质谱联用法对生物基降解塑料制品中生物基降解材料聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)定性定量分析;选用二氯甲烷为生物降解塑料材料制品的溶剂,通过对生物降解材料PBAT的热裂解温度,气质试验参数,标准物质筛选,特征碎片的确定及多组分检测干扰因素排查,确定了PBAT裂解特征产物1,6-二氧杂环十二烷-7,12-二酮和苯甲酸,采用二者峰面积之和进行定量。在10~500 mg·L^(-1)内具有良好的线性关系,且在10、50、250 mg·L^(-1)3种添加水平下的回收率在90.7%~97.9%,相对标准偏差在10%以内,稳健度符合要求。

细度和表面有机物含量对废轮胎热裂解炭黑性能的影响

对热裂解炭黑进行冲击研磨和高温处理,分别得到不同细度和表面有机物含量的热裂解炭黑,研究研磨细度和表面有机物含量两个因素对废轮胎热裂解炭黑性能的影响。结果表明,研磨细度和表面有机物含量是影响热裂解炭黑补强性能的重要因素。研磨后粒径越小,橡胶的拉伸强度和撕裂强度越高,当达到一定细度时,补强性能随粒径减小增幅缓慢;高温处理后甲苯抽出物透光率和挥发分降低,橡胶的定伸应力先增大后减小。

废橡胶热裂解及生产技术通过鉴定

日前,废橡胶热裂解及产品高值化智能生产成套技术通过了中国石油和化学工业联合会委托全国橡胶塑料设计技术中心组织的科技成果鉴定。鉴定委员会认为,该成果总体达到国际先进水平,其中智能控制和热裂解炭黑生产技术居国际领先水平。据介绍,该成套技术由万向新元科技股份有限公司及其控股子公司新元星宇数联通信技术有限公司、安徽省克林泰迩再生资源科技有限公司联合完成。

废橡胶热裂解及产品高值化智能生产技术通过鉴定

日前,废橡胶热裂解及产品高值化智能生产成套技术通过了中国石油和化学工业联合会委托全国橡胶塑料设计技术中心组织的科技成果鉴定。鉴定委员会认为,该技术总体达到国际先进水平,其中智能控制和热裂解炭黑生产技术居国际领先水平。该项目由万向新元科技股份有限公司及其控股子公司新元星宇数联通信技术有限公司、安徽省克林泰迩再生资源科技有限公司联合完成。

废橡胶热裂解及生产技术通过鉴定

日前,废橡胶热裂解及产品高值化智能生产成套技术通过了中国石油和化学工业联合会委托全国橡胶塑料设计技术中心组织的科技成果鉴定。鉴定委员会认为,该成果总体达到国际先进水平,其中智能控制和热裂解炭黑生产技术居国际领先水平。据介绍,该成套技术由万向新元科技股份有限公司及其控股子公司新元星宇数联通信技术有限公司、安徽省克林泰迩再生资源科技有限公司联合完成。