基于COSMO-RS方法筛选离子液体用于焦油脱除

焦油的脱除是生物质气化规模化应用的难题。离子液体具有饱和蒸气压低、分子结构可设计等优势,在催化和吸收领域有广泛的应用前景,但在脱除焦油方面鲜有探索。以改进的COSMO-RS方法为基础,借助COSMOtherm软件推算离子液体对苯、甲苯、苯酚和萘等焦油模拟物的无限稀释活度系数。并进一步通过偏摩尔过量焓验证以上筛选结果。结果表明,优选的两取代基咪唑类离子液体对四种焦油模拟物的无限稀释活度系数值主要分布在0.4~1之间,预计具有良好的吸收性能。当阴离子相同时,两取代基咪唑阳离子随着R_(1)位置烷基侧链的增长吸收性能变好,其中[C_(8)MIM][NTf_(2)]表现出了较佳性能,吸收苯、甲苯和萘的γ∞分别为0.95、1.24和1.36,但此时离子液体黏度较大;对于苯酚体系,[BF_(4)]-阴离子性能较佳。

Ni-Ir/SiO_(2)光热协同催化甲烷干重整探索

光热协同催化可有效降低甲烷干重整(DRM)反应温度并提高反应效率.开发新型高效光热催化剂并探索其催化机理是当下研究的重点.本文采用自限域策略制备了镍铱双金属催化剂(Ni-Ir/SiO_(2)),并对其物化性质及光热催化DRM性能进行了研究.结果表明,双金属粒径小于3.5 nm且均匀分布于基底之上.超小镍铱双金属的构建可显著增强催化剂对光的吸收.同时,金属间电场增强效应可有效促进热电子激发,实现甲烷与二氧化碳分子的活化,特别是其在低于热力学平衡温度下的解离.此外,体系外部加热可进一步提升DRM反应速率.在700℃和光照强度5 W/cm^(2)条件下,H_(2)产率达861 mmol/(g h),与纯贵金属基催化剂相当.该催化剂在光热催化DRM反应体系中表现出较好的可重复性.

太阳能驱动甲烷干重整热化学性能分析

采用FLUENT软件耦合导热、对流、辐射以及反应动力学,建立了太阳能驱动甲烷干重整数值模型,研究了泡沫金属反应器内部甲烷干重整的热化学反应特性。计算得到了反应器内部温度场分布和各组分浓度分布,获得了进气流速和CH_(4)/CO_(2)摩尔分数比对反应物转化率、产物产率、积碳量和H_(2)/CO摩尔分数比的影响。结果表明:集中的太阳辐射在反应器前端形成一个高温核心区,重整反应在该区域最为活跃。反应物浓度沿反应器轴线方向迅速降低,产物浓度沿反应器轴线方向迅速上升。在一定范围内增大进气流速,能够提高H_(2)产率,虽然CH_(4)和CO_(2)转化率有所降低,但能有效的抑制积碳的生成,且能提高H_(2)/CO摩尔分数比。较低的CH_(4)/CO_(2)摩尔分数比能够提高CH_(4)转化率,且能有效的抑制积碳的生成,H_(2)产率在CH_(4)/CO_(2)摩尔分数比为2/3时达到最大值56%。