生物质与塑料共催化热解制备芳烃化合物研究进展

芳烃,尤其苯、甲苯、二甲苯(BTX)等单环芳烃,是化工行业重要的基础原料,主要来源于化石燃料的催化重整与热裂解。生物质与塑料共催化热解制芳烃具有高效、环保、低成本、高选择性等优点,可以解决因生物质富氧、贫氢的特点造成热解产物氧含量高、芳烃收率和选择性低等问题。本工作主要综述了生物质与塑料共催化热解制备芳烃化合物的研究进展,介绍了共催化热解反应原料类别,重点论述了共催化热解反应催化剂,总结归纳了共催化热解双烯合成、烃池协同等反应机理。展望了生物质与塑料共催化热解未来的研究重心与发展方向,即通过研制高活性、高稳定性的改性分子筛催化剂来提高芳烃产率。

合成气直接制芳烃含氧中间体路线研究进展

芳烃作为重要的化工原料,目前主要经由石油重整和裂解制备。由合成气(CO加氢)直接转化制芳烃是一种新型的非石油芳烃制备路线,其中含氧中间体路线具有芳烃选择性高、甲烷选择性极低等优点。主要综述了合成气经含氧中间体制备芳烃的研究进展。重点论述了双功能催化剂中活性组分及其配比、分子筛结构和酸性、耦合方式等因素对反应过程的影响;并概述了CO和H_(2)解离、反应中间体、催化剂失活等反应机理。指出研制高活性和稳定性的催化剂用于提高含氧中间体路线的CO转化率和芳烃产物选择性,探索催化反应机理等仍然是未来研究的重点。

磷酸活化桉木屑制备活性炭的影响因素及表征

以桉树木屑为原料,磷酸为活化剂,通过对磷酸质量分数、浸渍比、活化温度和活化时间4个因素进行正交试验设计,制备了一系列活性炭,并对其吸附性能进行了测定分析,用氮气吸附等温线表征。结果表明,桉树木屑是制备高吸附性能、低灰分质量分数活性炭的优良原料。影响活性炭吸附性能最重要的因素是活化温度和磷酸浸渍比,获得最佳吸附性能活性炭的制备工艺为:磷酸质量分数50%、浸渍比(m(磷酸溶液)∶m(原料))=1.5∶1.0、活化温度400℃、活化时间70 min。该条件下制得的活性炭BET比表面积达1 886 m2·g-1,平均孔径3.83 nm,碘吸附值为1 212 mg·g-1,亚甲基蓝吸附值达240 mg·g-1,得率高达39%,灰分质量分数仅为2.24%。

磷酸活化剑麻纤维制备活性炭试验研究

以剑麻纤维废弃物为原料,磷酸法活化制备了高吸附性能活性炭,考察了磷酸质量分数、磷酸与原料浸渍比、活化温度和活化时间4个因素对活性炭吸附性能的影响。采用比表面积及孔隙度分析仪、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对活性炭样品进行表征。结果表明,影响活性炭吸附性能的因素按重要性排序,依次是活化温度>活化时间>磷酸质量分数>浸渍比。最佳制备工艺为:磷酸质量分数50%,磷酸与原料质量浸渍比1.5∶1,活化温度400℃和活化时间70 min,该条件下制备的活性炭BET比表面积达1 877 m2/g,总孔容积1.87 cm3/g,平均孔径4.0 nm,亚甲基蓝吸附值(QMB)225 mg/g,碘吸附值(QI2)1 051.1 mg/g,得率35%。

竹活性炭吸附溶液中汞离子的试验研究

利用竹活性炭吸附去除溶液中的汞离子,考察了溶液pH值、汞离子初始浓度、活性炭投加量和吸附温度对竹活性炭吸附汞离子的影响,研究了竹活性炭吸附溶液中汞离子的吸附动力学行为。结果表明:竹活性炭吸附溶液中汞离子是一个吸附与解吸并存的物理吸附过程,20℃下竹活性炭的除汞效率明显高于80℃,是放热反应,低温利于吸附;溶液pH值是影响竹活性炭吸附汞离子的最重要因素,酸性环境可明显提高活性炭的除汞效率;活性炭的微孔和小中孔是汞离子的主要吸附位,平均孔径为2nm的竹活性炭除汞效率能够达到99%以上。竹活性炭对汞离子的吸附动力学行为遵循准二级动力学方程,相关系数高于0.99。

Py-GC/MS对稻壳催化裂解液体产物分析

利用裂解—气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)分析技术测定了稻壳裂解液体产物组分的种类及含量,探索了催化剂CaO、FeO和Fe2O3对稻壳高温裂解液体产物的影响。结果表明,与纯稻壳相比,添加催化剂CaO、FeO和Fe2O3后,所有样品的裂解液体产物总量都有所减少,分别下降了13.25%、19.93%和28.13%;其中,CaO和Fe2O3分别对于苯及衍生物和苯酚类物质的催化转化具有显著的促进作用,各减少了50.94%和39.75%,而FeO的加入使得产物中醛酮类质量分数增加了16.14%。

脱硫脱硝用活性炭研究进展

化石燃料的使用过程中产生大量的含硫、氮氧化物以及二氧化碳的烟气,造成了酸雨和温室效应。活性炭作为一种清洁高效的选择性吸附剂,对化石资源加工过程中的脱硫脱硝发挥越来越重要的作用。其脱硫脱硝性能与孔隙结构以及表面官能团等物理化学性质具有十分密切的关系。本文介绍了活性炭脱硫脱硝的吸附机理,国内外活性炭脱硫脱硝研究现状和存在的问题,重点对活性炭类型和改性活性炭用于脱硫脱硝进行了系统总结。

生物质定向热转化研究进展

本文综述了生物质气化制备合成气和液化制备高附加值化学品的国内外研究进展。高活性、高选择性和高稳定性催化剂的研发是实现生物质高效热转化亟待解决的技术难题。气化制备合成气应重点开发能够促进焦油转化和CO/H2比例调整的催化剂;制备高附加值化学品,催化剂要能够降低生物油中氧含量,提高目的化学品产率,提升生物油品质。

表面掺杂改性竹活性炭对汞离子吸附行为研究(摘要)

在重金属污染源中，汞作为一种特殊的、毒性极强的典型重金属元素成为废水治理的重点，也是我国“十二五”生态环保工作计划的主要内容之一。目前我国正处在工业化和城市化进程的快速发展阶段，氯碱、塑料、冶炼、电池等工业大量含汞废水的排放不仅造成我国的饮用水源污染，而且废水中的汞能够通过蒸发、沉降等途径迁移到大气和土壤中造成大气污染以及农产品污染，又能通过食物链进入人和动物体内，对人体和生态环境造成严重的危害。因此，如何有效的控制废水中重金属汞的排放是当前亟需解决的课题。主要研究内容和结果如下：

燃煤烟气除汞技术研究进展

随着国家对汞排放限制的不断加强,燃煤烟气除汞课题成为众多学者的研究热点,对于汞污染控制的研究主要集中于燃煤烟气的脱汞。本文对汞排放的来源及危害做了简要阐述,重点对尾部烟气控制技术进行了系统总结。

磷酸活化稻秆制备中孔活性炭的研究

以稻秆为原料,通过磷酸法活化制备得到了中孔活性炭,并采用氮气吸附、元素分析和扫描电镜对其进行了表征分析。实验结果表明:稻秆制备活性炭的工艺条件为10 g稻秆,浸渍比3∶1(质量比),在140℃下预活化60 min,活化温度450℃,活化时间60 min。在此条件下制备得到的活性炭得率为25%,亚甲基蓝吸附值215 mg/g,碘吸附值835 mg/g,A法焦糖值110%,灰分3.03%,其比表面积为967.7 m2/g,总孔容为1.12 cm3/g,平均孔径为4.6 nm,中孔率可以达到84.8%。

氯化锌法制备杉木屑活性炭的研究

采用正交试验方法探讨了以杉木屑为原料,通过氯化锌活化法制备活性炭。以活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值为考察指标,选择氯化锌质量分数、浸渍比、活化温度和活化时间设计正交试验表。结果表明,在氯化锌法制备杉木屑活性炭的工艺中,活化温度是最主要的影响因素。通过综合考虑各因素的影响,得到最佳的工艺条件:氯化锌质量分数55%,浸渍比1∶1,活化温度550℃,活化时间70 min。在此条件下制备得到的活性炭BET比表面积可达1 956.71 m2/g,总孔容1.096 cm3/g,平均孔径为2.42 nm,亚甲基蓝吸附值为240 mg/g,碘吸附值为1 311.04 mg/g。

生物质成型炭的制备及其性能研究

以生物质炭粉为原料制备成型炭燃料,考察了黏结剂种类、用量以及热处理温度对成型炭性能的影响。结果表明:羧甲基纤维素用作黏结剂制备得到的成型炭性能优于以淀粉为黏结剂制备的成型炭,并且得到最优的工艺条件为黏结剂添加量为6%,在200℃下热处理1 h。测定了制备得到的成型炭的理化性能,其固定碳质量分数可达到88.95%,热值为30.6 kJ/g,强度为99.83%。

医药缓释载体用活性炭研究进展

活性炭具有丰富的孔隙结构、良好的功能缓释性,是一种理想的医药缓释载体。本研究就活性炭载体对医药的吸附缓释作用机理、载体活性炭的类型及其制备方法、孔结构调控方法的国内外研究进展进行了综述。

麦秆与麦秆成型块燃烧特性研究

利用热分析法(TG-DTG)对麦秆和麦秆成型块分别在10、20和30℃/min的升温速率条件下的燃烧特性进行了研究,考察了其燃烧过程、着火温度、燃尽温度,计算了综合燃烧特性指数,并进行了燃烧动力学分析。结果表明:麦秆和麦秆成型块的着火温度在250～260℃左右,随着升温速率的增加而增加;综合燃烧特性指数明显高于煤。麦秆和麦秆成型块的燃烧反应遵循燃烧动力学的基本方程,属于一级反应。

活性炭对汞离子的吸附动力学研究

以椰壳活性炭为原料,采用水蒸气法二次活化制备得到了微孔含量丰富的椰壳活性炭,其亚甲基蓝吸附值165 mg/g,碘吸附值1 090 mg/g。采用氮气吸附等温线对其比表面积和孔结构进行了表征。以氯化汞为污染目标物,考察了活性炭对于Hg2+的吸附性能。结果表明,活性炭对Hg2+的吸附量与其比表面积以及孔结构有关。吸附动力学实验表明活性炭吸附是一个快速吸附和缓慢吸附共存的双速过程,可以用Lagergren伪二级速率方程进行拟合;吸附等温线实验表明活性炭吸附Hg2+是一个放热的过程,属于单分子层吸附,符合Langmuir吸附等温式。

利用Py-GC/MS研究温度和时间对生物质热解油的影响

以木粉为原料,在不同反应条件下利用Py-GC/MS装置对其进行快速热解,并对热解油气进行在线检测分析,研究反应温度和热解时间对生物油组成及其产率的影响。结果表明,在400℃条件下生物油组成单一,便于分离和提纯;继续升高温度,生物油组成及其产率均逐步增加;温度高于700℃,有利于轻质类和芳香烃类碳氢化合物的生成。同一反应温度,不同热解时间,生物油组成保持稳定,但各类化合物的产率均发生变化。在反应温度为600℃,反应时间为25 s的条件下,高附加值的苯酚类化合物的产率最高。

椰壳活性炭孔结构对肌酐吸附性能影响及吸附动力学研究

考察了具有不同孔结构的椰壳活性炭对肌酐（CR）的吸附性能,研究了比表面积、孔径分布与肌酐吸附性能的关系,采用准一级、准二级和颗粒内扩散动力学模型对吸附数据拟合处理,确定了模型参数。试验结果表明：1~2.5 nm的微孔对肌酐吸附有利,平均孔径在2.2 nm附近的椰壳活性炭肌酐吸附量为104 mg/g;活性炭对肌酐的吸附能力取决于比表面积,总孔容,微孔率的共同作用。颗粒内扩散吸附并不是唯一的速率控制过程,椰壳活性炭对肌酐的吸附过程更符合准二级动力学模型t/qt=1/k2q2e＋t/qe,相关系数均在0.99以上,表明吸附过程存在化学吸附。

椰壳炭对肌酐吸附性能及动力学研究

采用水蒸气活化法制备得到微孔发达的椰壳活性炭,并研究其对肌酐的吸附性能。以850℃活化所得微孔率最高的活性炭为吸附剂,考察了活性炭投加量、吸附时间、溶液pH值及肌酐初始质量浓度对肌酐吸附性能的影响,并采用准一级、准二级动力学方程对实验数据进行拟合处理。结果表明,制备所得4种椰壳活性炭对肌酐均有较强的吸附能力;微孔率越高,吸附量越大;37℃下,椰壳活性炭对肌酐的吸附平衡时间为6 h,平衡吸附量达到97.88 mg/g;酸性环境更有利于肌酐吸附;平衡吸附量随肌酐初始质量浓度增加而升高;吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。

水蒸气法制备椰壳活性炭及其对肌酐吸附效果研究

采用水蒸气活化法制备得到椰壳活性炭，以850℃活化得到微孔率最高的活性炭为吸附剂，考察其对肌酐的体外吸附性能，探讨了吸附时间、肌酐初始质量浓度、吸附温度及pH值对肌酐吸附量的影响。结果表明，微孔率高的（71．0％）椰壳活性炭对肌酐吸附性能良好；30min内吸附量迅速升至57．8mg/g，7h时达到平衡，平衡吸附量为76．4mg/g；在30～70℃温度范围内，肌酐吸附量随温度升高而增加；酸性环境有利于肌酐的吸附，pH值为2时吸附量达到最大，为123．55mg/g。