生物质中K^+、Ca^(2+)对热解的影响及机理研究

为了研究K+、Ca2+对纤维素生物质热解的影响,利用热重—傅立叶红外(TG—FTITR)研究了通过室温水洗涤6、0℃热水洗涤以及0.5%硝酸洗涤方法等预处理玉米秸秆后的热解逸出特性。3种预处理方法的分析表明,不同的预处理方法对玉米秸秆结构及化学组成没有影响;酸洗好于水洗,能完全脱除K+,脱Ca2+为78%,水洗只能脱除K+;Ca2+、K+的脱除程度越深,焦残余量越少。预处理物料和原料的热解实验表明,K+、Ca2+在热解中起着明显的催化作用,促使玉米秸秆转化形成更多的羰基化合物、CO2和H2O。无K+、Ca2+等离子时,热解明显向形成含C-O-C基团等单键化合物转化,并促使液体产率增多;CO与CH4逸出几乎不受K+、Ca2+的影响。最后,从金属离子与生物质结合形式,解释了金属离子影响纤维素生物质热解的机理。

分级处理秸秆的热解过程

利用热重-傅立叶红外联用分析仪(TG-FTIR)研究了麦秸、汽爆麦秸、发酵麦秸的热失重特性及其气体析出行为.实验表明,热失重过程主要分4个阶段:干燥阶段(30～150℃)、过渡阶段(150～200℃)、热解阶段(200～600℃)、炭化阶段(600～900℃);析出挥发分的机理过程分为2步:热解初始阶段发生脱羟基、脱羧基、脱烷基和解聚反应,析出含C-O-C基团、醇、醛、酸、酮和CO2,CO,H2O,CH4等气体化合物,炭化阶段发生脱烷基、羰基等反应,先后依次析出CH4,CO2,CO等气体.汽爆、固态发酵分级处理麦秸不仅使热解干气的产率降低约20%～30%,热解液的产率增加,而且热解液中羧酸类产量分别减少了30%和50%左右.

生物质热解制燃料油及化学品的工艺技术研究进展

从生物质热解制液体燃料油(生物油)的收率和品质两方面论述了生物质热解关键技术和热解制备液体燃料工艺。通过对比分析了传统的生物质快速热解关键技术———热解反应器、加料技术、气-固快速分离技术及热解蒸汽快速冷凝技术的研究现状、难点和不足,并提出了新型生物质快速热解关键技术———旋转筛板热解工艺。同时针对现行生物质热解制燃料油工艺存在的不足,对比分析了4种热解制取燃料油工艺,并提出了汽爆、固态发酵的生化转化与快速热解相结合制取液体燃料的方法。

糠醛对碳钢在盐酸中的缓蚀性能研究

以秸秆催化热解制得的糠醛作为盐酸酸洗缓蚀剂,其缓蚀效率采用失重法和电化学极化法进行了评价,初步探讨其吸附性能。结果表明:糠醛属于混合型缓蚀剂,在盐酸介质中缓蚀作用良好,室温下糠醛添加量为0.7%时,其缓蚀效率可达91.3%,能使碳钢的腐蚀反应活化能降低,腐蚀速率明显下降,同时其缓蚀效率受温度的影响较大,其吸附符合Langmuir吸附规律。

秸秆蒸汽汽爆、固态发酵处理结合快速热解制液体燃料

为了改善生物质热解油的品质,引入了蒸汽汽爆、固态发酵对生物质进行了分级处理脱除其中半纤维素和纤维素,降低了生物质的羧基和羟基含量.研究了生化处理改变生物质组分对其快速热解及其热解产品的影响.结果表明,汽爆、发酵处理使得焦产率增加,油产率略有增加,热解气产率降低;除汽爆处理增加了CO2外,汽爆、发酵处理对热解气形成的规律影响较小;汽爆、发酵处理脱除半纤维素、纤维素后,醋酸降低了36%～49%,羟基丙酮减少了25.0%～38.5%,而酚类产物明显增加.油品的热值也由原麦秸的16～17MJ/kg增加到22～24MJ/kg.

矿物质对生物质热解的影响及其解决方案

通过对一年生和多年生的生物质及其热解油组成的分析,探讨了影响生物质热解油组成及其酸度的重要因素是生物质中的金属盐矿物质,金属盐舍量增加,致使热解油收率降低、酸含量增加。对现有的生物质热解工艺进行了比较和评述,提出了消除金属矿物质影响和含酸少的新型生物质热解工艺。

麦秸快速热解的试验研究

介绍了喷动流化床(喷动床)快速热解试验装置及方法,研究了主要影响因素--热解温度对麦秸热解气、液、固三种产品的产率和热解气成分的影响,采用色-质谱联用仪(GC-MS)分析了热解液成分.结果表明,热解温度为460～520℃时热解油产率最大,主要有醋酸、羟基乙醛、羟基丙酮、左旋葡聚糖、糠醛,油热值为17.0 MJ·kg-1;热解气主要为CO2和CO,还含有少量H2、CH4和C2～C4的烯烃.

生物质细粉加料技术的改进

在生物质快速热解的研究中,生物质细粉的稳定加料问题非常重要。通过对不同加料方式的加料特性对比,提出了适合生物质细粉的加料装置———旋流式气力输送加料器。研究表明,该加料装置具有连续稳定的特点,解决了生物质快速热解中小料率实验所要求的加料精度难题,且该加料装置也适合于其他粘性粉料(如细煤粉、超细粉)的连续均匀加料。

玉米秸秆微波热解研究

为了研究玉米秸秆形成可再生能源,通过热解可转化为液体燃料—生物油,利用微波加热,考察了玉米秸秆热解制备生物油的情况.结果表明：玉米秸秆的影响因素很多,包括微波功率、热解温度、时间、加料量、添加剂等;最优工艺条件为：当热解温度500℃、处理量0.3 kg/kW、热解时间15 min、堆密度大于0.40 kg/m3、碳的添加量为秸秆的5%~10%时,生物油产率最大,达到56%.

正交实验优化超临界流体CO_2反胶团-络合萃取痕量重金属

利用超临界流体CO2反胶团-络合萃取食品中痕量重金属铅、汞和砷,通过正交实验考察了萃取压力、萃取温度、萃取时间和反胶团AOT浓度对痕量重金属萃取率的影响。确定最佳萃取工艺为:萃取压力20 MPa、萃取温度45℃、萃取时间90 min、反胶团AOT浓度0.1 mol.L-1,此时,重金属铅、汞、砷的萃取率分别为93.50%、95.36%、90.47%。表明超临界流体CO2络合萃取时加入反胶团能明显提高痕量重金属的脱除率,萃取效果优于超临界流体CO2反胶团萃取和超临界流体CO2络合萃取。

溴丙烷/正己烷共沸物清洗剂的制备和性能

常压蒸馏制备二元恒沸混合物溴丙烷/正己烷,并作恒沸物与标样的气相色谱分析.拟合标样两组分体积比与峰面积比的函数关系,进而计算出恒沸物两组分的体积比为89.9∶10.1.进行外观、物理稳定性、相对密度、黏度、残留量、挥发速度、pH值、绝缘电阻值、含水质量分数、表面张力、污垢洗净率等性能测定,结果显示各项性能均达到了带电清洗剂的要求,可以作为新型带电清洗剂推广.

改性介孔分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的影响

采用热重分析，考察了不同硅锌比和晶化温度条件下制备的分子筛Zn—MCM一41对纤维素催化热解的催化作用效果．结果表明：在Zn—MCM-41催化作用下，纤维素热解温度降低，最大失重速率和失重率增加；硅锌比、晶化温度对纤维素热解影响明显；随硅锌比的增大，纤维素的最大失重速率和失重率呈现先升后降的趋势，当硅锌比为50时达到最大值；随晶化温度的升高，纤维素的最大失重速率和失重率同样呈现先增后减的趋势，当晶化温度在llO～120℃范围时为最大值．利用Ozawa动力学模型描述纤维素催化热解过程，表明Zn—MCM一41的存在改变了热解反应途径，表现出反应活化能的增加；制备Zn—MCM-41的最优条件是硅锌比50：1，晶化温度120℃．

改性脂肪酸对磷矿的浮选

改性脂肪酸XF-1是一种新型的磷矿捕收剂.为了考察XF-1对磷矿的浮选效果,选取XF-1、磺化油酸钠及油酸钠为捕收剂对宜化磷矿进行浮选,动电位及单矿物吸咐对比分析表明,在捕收剂用量为1.5 kg/t,浮选温度为30℃时,XF-1、磺化油酸钠和油酸钠将五氧化二磷品位为21％的粗磷矿分别提升到27％、23.6％、22.1％,磷回收率分别为85％、75.4％、74.8％;在低温15～25℃时,XF-1浮选获得磷矿品位和磷回收率明显高于磺化油酸钠和油酸钠.采用粗选与精选相结合的闭路浮选工艺,捕收剂XF-1选别出品位为30％、磷回收率为90％的磷精矿,且精矿氧化镁含量只有1.4％.XF-1所表现出的亲和力和吸附力优于磺化油酸钠和油酸钠,XF-1具有良好的捕收性能.

天然石膏的改性

为了改善石膏与树脂的相容性,以硬脂酸为改性剂对天然石膏进行表面湿法改性,考察石膏表面改性中改性剂用量、温度、时间及pH值等因素对活化指数的影响。结果表明:硬脂酸用量6%、温度60℃、时间40min、pH7条件下获得的改性石膏的活化指数达100%.通过红外光谱分析表明,改性剂与石膏表面形成化学吸附.对天然石膏改性前后的接触角、相容性分析,发现改性天然石膏的表面接触角由35.64°增加到87.47°,改性石膏与液体石蜡的相容性良好.改性石膏填充聚甲基丙烯酸甲酯树脂表明,改性天然石膏/聚甲基丙烯酸甲酯树脂复合材料的透过率高于天然石膏/聚甲基丙烯酸甲酯树脂复合材料.

固体碱碳酸钾/氧化铝对纤维素热解的影响

为了研究固体碱碳酸钾/氧化铝对纤维素热解的影响,采用浸渍法制备了不同焙烧温度和活性组分负载量的碳酸钾/氧化铝负载型固体碱催化剂,并用Hammett指示剂法、扫描电镜、X射线衍射等方法表征催化剂,通过热重分析了固体碱碳酸钾/氧化铝对纤维素热解的影响情况.结果表明:利用浸渍法制备固体碱碳酸钾/氧化铝时,焙烧温度和碳酸钾负载量对固体碱催化剂的碱量影响显著.随焙烧温度和碳酸钾负载量的增加,催化剂的总碱量均呈现先增高后降低,当焙烧温度为650℃,负载量为22.9%时,催化剂总碱量达最大,为1.923 mmol/g.在固体碱碳酸钾/氧化铝的作用下,纤维素的热解温度降低,失重率减小,热解活化能降低.随着固体碱总碱量的变化,纤维素热解失重率和热解反应活化能均呈现出先减小后增大的变化趋势.当固体碱碱含量达极大值时,纤维素热解失重率和热解活化能均最小,分别为84.2%和149.6 k J/mol.

生物油主要化学成分的定量分析

利用气相色谱仪分析生物油的主要化学成分,如醋酸、糠醛和羟基丙酮,建立定量分析方法.结果表明:一定的色谱条件和测试的浓度范围,三者的定量标准曲线都呈现良好的线性关系,相关系数大于0.999,相对标准偏差小于3%.该方法快速、准确、重现性好.

生物质催化热解的TG-FTIR研究

借助综合热分析仪和傅立叶红外联用技术(TG-FTIR),考察了HUSY、REY和HZSM-53种分子筛以及重油催化裂化催化剂MLC和馏分油催化裂解催化剂CIP对生物质催化热解的活性和选择性。研究结果表明,分子筛对生物质热解产物的脱氧活性顺序为:REY≈HUSY>HZSM-5,生成高辛烷值烃类的选择性顺序为:REY>HUSY≈HZSM-5;MLC催化剂和CIP催化剂都表现出较高的选择活性,前者的脱氧活性略高于后者;择形分子筛HZSM-5的引入对调整催化剂酸强度、提高催化转化选择性和抑制焦炭生成产生一定作用。

溶胶-凝胶法合成磷酸铁锂正极材料

以FePO4·4H2O、LiOH·H2O、草酸为原料,以葡萄糖为碳源,采用溶胶-凝胶法合成磷酸铁锂正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法进行表征,并将材料组装成电池研究其电化学性能。结果表明:以葡萄糖为碳源,采用溶胶-凝胶法合成磷酸铁锂正极材料具有单一的橄榄石型晶体结构,充放电平台平稳。葡萄糖添加量为5.9%时,材料的充放电比容量和循环性能较高,室温下,0.1C和0.2C首次放电比容量达143.3mA·h/g和133.7mA·h/g,循环50次后仍保持在134.2mA·h/g和124.5mA·h/g。

多媒体组合教学与化学反应工程教学改革探讨

本文从多媒体组合教学改革出发,结合化学反应工程教学特点,阐述了积极更新教育观念,培养具有探索精神和创新能力的精英人才以及具有工程观念的大众型工程技术人才的重要性。

超临界CO_2络合反应分离痕量重金属离子的研究进展

超临界络合反应分离技术是近年来发展起来的一项新技术。本文介绍了超临界络合反应分离技术的原理、分离过程、目前已开发出的络合剂、络合剂的选择原则以及影响因素,指出了当前超临界络合反应分离中存在的问题及发展方向。