低阶煤热解挥发分热催化重整研究进展

低阶煤清洁高效利用是我国的重大战略需求之一。在煤热转化技术中,煤热解挥发分催化重整可将复杂热解产品定向轻质化制备化学品,具有广泛应用前景。改变工艺条件是提高热解转化率和产品收率的重要手段,优化反应器设计以及开发高活性和稳定性催化剂是该技术发展的重要方向。本文首先介绍了低阶煤及其挥发分的催化重整方式,在此基础上综述了温度、气氛、停留时间等反应条件的影响以及固定床和流化床反应器应用的策略和挑战,然后对金属类、炭基和沸石类催化剂的后处理及原位控制等改性方法与作用原理进行了分析,阐述了热解挥发分的催化裂解机理。此外,指出了煤热解挥发分催化重整技术在工业化生产中的瓶颈,明确了挥发分中低碳烃类与大分子化合物的催化转化路径对煤热解过程中二次反应定向调控的关键作用,深入探究了催化剂中酸催化质子化作用对催化剂失活机制的影响。

CTAB辅助晶种法合成Zn/ZSM-5催化剂及其在催化重整纤维素挥发分的作用

石油的大量消耗和环境的日益恶化引发了人们对可持续化学的关注和发展。生物质能源是地球上唯一可再生的碳源,被认为是替代目前短期内无法再生的化石燃料的潜在能源。生物质热解挥发分在ZSM-5上催化生成芳烃是一种有前途的生物质增值化利用方式,通过调节ZSM-5分子筛孔道结构和表面活性位点来提高轻质芳烃的产率和抑制积炭的生成。采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,使用晶种法在合成过程中添加了金属Zn合成多级孔Zn/ZSM-5分子筛,阐述了合成过程中金属Zn与CTAB的作用对ZSM-5晶化过程的影响,并将该催化剂应用于纤维素热解挥发分催化重整制备轻质芳烃的研究中。并使用XRD、SEM、BET、NH3-TPD和XPS等手段对催化剂进行表征,从而得到催化剂的物化结构。结果表明,适量CTAB的加入增大了分子筛的比表面积,显著增加了介孔,促进了反应物与产物的传质,抑制了反应中积炭的生成。并且CTAB的存在能够调控金属Zn的存在形态,加强了金属Zn与分子筛骨架的相互作用,形成更多的Zn-OH+活性位点,使催化剂拥有较强的脱氧能力和氢转移能力,促进了碳氢化合物的芳构化,金属Zn的加入也弥补了酸量的降低。ZnZ5-1(合成初始物料中CTAB/SiO_(2)摩尔比为1)具有适宜的介孔(3~10 nm)和适当的酸量,表现出较好的催化性能,轻质芳烃产率最高达166.7 mg/g。在合成过程中使用介孔模板剂的同时引入金属活性位点,通过2者协同作用调控催化剂特性,为提高生物质挥发分催化重整制轻质芳烃产率提供了思路。

模板法调控多级孔ZSM-5催化褐煤挥发分制备轻质芳烃的研究

在相同的水热合成条件下,以氧化炭黑为硬模板和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,经一步结晶法分别制得了一系列以晶内介孔为主和以无定形介孔为主的多级孔ZSM-5分子筛。通过采用次氯酸钠、双氧水和硝酸来氧化改性商业炭黑,以增加其亲水性及分散性,进而促进了ZSM-5在晶化过程中分子筛前体与炭粒之间的相互作用。重点阐述了不同碳源和CTAB对合成的多级孔ZSM-5物化结构特性的影响,并将该催化剂用于褐煤热解挥发分催化重整制备轻质芳烃的反应中。结果表明,成功构筑的孔径均一的微-介孔梯度的ZSM-5在催化重整褐煤热解挥发分提质过程中有效地解决了催化剂的扩散传质问题,抑制了催化剂失活。引入硝酸氧化改性炭黑晶化合成的ZSM-5分子筛在褐煤热解挥发分的催化重整反应中表现出了很好的催化性能,其中轻质芳烃含量达到27.0 mg/g,选择性为81.7%。此外,在氢气气氛下,该催化剂能够有效降低积炭的碳含量。

正丁胺改性HZSM-5对褐煤热解挥发分催化重整的影响

低阶煤的清洁高效利用对缓解我国石油资源紧缺,保障能源安全具有重要意义。热解是低阶煤清洁高效利用的有效方式,能够得到半焦、气体和焦油等产物,为从非石油资源中生产液体燃料和精细化学品提供了一个可替代方式。但煤焦油中含有大量重质组分,严重影响了焦油的后续利用。而催化热解能够有效调控产物分布,并提高热解焦油品质。选取胜利褐煤为原料,采用廉价的正丁胺对HZSM-5(HZ5)分子筛进行改性,并且不经过复杂的NH^(+)_(4)交换步骤,直接应用于褐煤热解挥发分催化重整制备轻质芳烃的研究中。使用SEM,XRD,FT-IR,BET和NH_(3)-TPD等手段对催化剂进行表征,以得到催化剂的结构特性。结果表明:不同浓度的正丁胺处理后,催化剂的比表面积、介孔体积以及平均孔径均有不同程度的增加,有利于反应物和产物的扩散,催化剂催化性能提高;低浓度正丁胺降低催化剂总酸量,高浓度则相反,酸量不适宜易导致积碳生成。HZ5经过改性后表现出更好的催化性能,生成轻质芳烃的产率排序为10-HZ5>30-HZ5>5-HZ5>20-HZ5>HZ5。其中10-HZ5(10 mL正丁胺处理HZ5)获得了最高的轻质芳烃产率为25.0 mg/g,其催化性能的提高主要原因在于其有最大的比表面积和介孔比表面积以及适宜的酸量。无NH^(+)_(4)交换碱处理制备多级孔HZ5的孔道结构和酸量分布等特征,对开发应用于褐煤挥发分催化重整制轻质芳烃的高效且廉价的催化剂具有借鉴作用。

考研成败的影响因素研究——来自二元离散选择模型的经验数据

在当前学历不断贬值的时代,为增加就业优势,研究生学历成为众多高校学生追求的目标,因此考研热度不断提升,获得了越来越多的关注与重视。基于此,本文探究影响考研成败的重要因素,具有现实的研究意义。文章利用来自高校的经验数据,借助二元Probit离散选择模型,对样本数据进行实证分析,并得出预测模型。结果表明,学生成功考取研究生与其专业平均总绩点有显著的正向关系,而与其家庭经济条件无明显联系。建议考生重视平日的专业学习,打好基础,同时学校也应照顾考研学生的利益诉求,为其提供有效的辅助和指导。