油页岩灰基分子筛的制备及对亚甲基蓝的吸附

针对油页岩灰基分子筛的类型和结构与其吸附染料分子能力间构效关系不明确的问题,以北票油页岩灰(BPA)为原料制备了NaP1、NaX和NaA三种不同类型的分子筛,并将其用于吸附亚甲基蓝(MB),考察了分子筛用量、MB初始浓度、pH、吸附温度和时间对吸附的影响规律,阐明了分子筛吸附MB过程的吸附机理,明确了不同类型分子筛与其吸附MB能力之间的构效关系。结果表明,分子筛的比表面积和孔结构对其吸附能力影响较大,在最优化吸附条件下,NaP1、NaX和NaA型分子筛对MB的去除率分别为99.7%、94.5%和96.5%,且均具有良好的可再生重复利用性能。吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型。NaP1型分子筛对MB的吸附是自发的、吸热的熵增过程;NaX和NaA型分子筛对MB的吸附是自发的、放热的熵减过程。吸附机理研究表明,静电引力、氢键和孔扩散是分子筛吸附MB过程的主要推动力。可为油页岩灰的资源化利用以及低成本吸附法处理印染废水提供有价值的实践和理论借鉴。

基于化工实验大赛推动学生的能力素质培养与课程的教学改革

探讨了以全国大学生化工实验大赛为平台如何推动学生成长以及化工类专业教学改革与实践。通过化工实验大赛实践活动,以化工实践与基础理论相融合为育人理念,增强和提升学生扎实的理论基础、安全防范意识、创新思维、工程实践能力以及团队合作精神,引导学生塑造正确的人生价值导向。同时,将实验大赛与教学融合,探讨化工原理及实验等化工类专业的教学改革与实践,提升教师的业务水平,为高素质化工科技人才的培养提供有力支撑。

炭活化一步法制备豆渣基极微孔活性炭

鉴于以含氮生物质为原料,采用炭化碱活化两步法制备掺氮活性炭的工艺较长,该研究以大豆渣为原料,K2CO3为活化剂,尝试采用炭活化一步法制备含极微孔的掺氮活性炭,并考察活化温度对活性炭化学组成、孔结构及低压CO2吸附性能的影响。研究表明,该方法可用于制备富含极微孔的掺氮活性炭。当活化温度从560℃升高到650℃时,1）活性炭的氮元素皆均匀分布在体相及表面,其质量分数（4.1%~4.4%）变化不大,而其化学状态发生变化;2）比表面积、总孔容、微孔孔容均呈单调递增,但极微孔孔容先增大后减小。活化温度为600℃的样品,极微孔孔容较大（0.13 m L/g）,极微孔主要集中在0.42~0.70 nm,微孔孔容、总孔容、比表面积分别为0.40 m L/g、0.43 m L/g、948 m2/g。该样品在10 k Pa、0℃下的CO2吸附量达1.94 mmol/g,CO2/N2表观选择性为41.6,说明它对低压CO2能同时展现出较高的吸附量及表观选择性。该研究为含氮活性炭的便捷制备提供了参考。

卟啉类自组装单体的量化计算筛选

为进一步提高卟啉基自组装光催化剂的性能,先使用密度泛函理论对10种备选单体进行理论筛选,从偶极矩、氢键数量、能带间隙等3个方面考虑,H_(6)TCPC在10种待选单体中性能最好;然后,使用含时密度泛函理论对H_(6) TCPC的激发态进行计算,得到其紫外可见光谱,并使用电子-空穴分析、片段间电荷转移方法对S1~S5的5个激发态进行分析,确定其激发类型,绘制了电子-空穴图、Chole-Cele图、Sr函数图;计算了D、Sr、H、t、E_(coul)、HDI和EDI等7种指数;最终得到S1激发态的各组成原子对电子和空穴的贡献和各组成片段间的电子转移量。

油砂沥青分离技术研究进展

油砂作为一种储量丰富的非常规石油资源,越来越受到世界各国的广泛关注。对于油砂的加工利用,其前提就是油砂沥青的分离,因此对其技术的研究十分必要。本文首先介绍了油砂的组成及分类,然后着重对几种主要油砂分离技术(热水洗法、有机溶剂萃取法、超临界流体萃取法、超声波辅助萃取法、离子液体萃取法和热解干馏法)的优缺点进行了汇总,并详细分析了它们各自的分离流程。其中,热水洗法、有机溶剂萃取法和热解干馏法是目前研究相对成熟的3种方法,而其他方法虽然分离效果相对高,但是对工艺条件和设备的要求较高,导致较高的投资和运行成本,因此还需要对这些油砂沥青分离工艺进行更加深入的研究,以满足工业化应用的要求。最后,对油砂沥青分离技术的发展前景进行了展望。

晶态PDINH光催化剂基态及激发态的第一性原理计算

为了揭示有机光催化剂激发态性质与其光催化剂性能之间的关系,以PDINH晶体为模型光催化剂,使用第一性原理方法对其基态和激发态进行理论研究。密度泛函计算得知,PDINH晶体的带隙约为1.61 eV,其价带和导带贡献都来自于C和O原子的2P轨道;含时密度泛函计算了PDINH晶体的紫外-可见光谱,使用电子-空穴分析方法对造成可见-红外响应的6种激发态进行分析,确定了激发类型,绘制了电子图、空穴图、电子-密度差分图,并计算了D、Sr、H、t,Ecoul、 HDI和EDI等7种指数。结果显示,晶态PDI的6种激发态虽然激发类型分可为n->π*和π->π*2类,但都属于电子局域激发,不利于电子-空穴分离,导致其光催化性能不理想,与实验结果吻合。

低阶煤热解及其工艺的研究进展

阐述了低阶煤热解的提质方法,总结了催化热解中各类催化剂的催化特性,分析了典型低阶煤热解工艺的特点。最后,提出了今后的研究重点应以低阶煤热解为基础,开发多联产工艺,以实现对低阶煤资源的最大化利用。

基于TG-FTIR的减压渣油热解特性及动力学研究

采用TG-FTIR对长庆减压渣油(CQVR)和秦皇岛减压渣油(QHDVR)的热解行为及几种典型热解产物(CO2、CO、甲烷、乙烯、C2+脂肪烃和轻芳烃)的释放特性进行了研究。实验结果表明,与CQVR相比,QHDVR具有较低的反应活性和较高的焦炭收率。由于化学组成与结构不同,CQVR和QHDVR的热解气态产物释放曲线呈现出差异性。通过无模式函数法中的Friedman算法对CQVR和QHDVR在转化率为0.20~0.85时的热解表观活化能进行了计算,平均表观活化能分别为173.08 kJ/mol和181.12 kJ/mol。CQVR和QHDVR的表观活化能随转化率的变化趋势表明,CQVR更易发生裂解反应。

耐温抗盐型水凝胶的设计合成及功能强化机制研究

为克服目前3次采油中水凝胶耐温抗盐性能差、机械强度低等问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,通过水溶液聚合法合成水凝胶PBZD-1,基于单因素实验确定最佳制备工艺,并辅以常规改性和纳米改性两种实验方法进行功能强化改性,制备深度调剖用水凝胶PBZD-1-C和PBZD-1-M。采用FTIR、XRD、TG等表征水凝胶的化学结构、热稳定性等,进一步探究其吸水、耐温和抗盐等性能,并结合宏观性能和微观结构揭示其功能强化机制。结果显示:PBZD-1-C和PBZD-1-M的化学结构符合预期设计,热稳定性良好,350℃失重约20%,且具有良好的耐温抗盐性能,吸水倍率分别为198和249,可有效抵抗70000 mg/L Na+、10000 mg/L Ca^(2+)和Mg^(2+)矿化度水;纳米二氧化硅、超细碳酸钙等材料主要通过自身三元刚性环状结构、成核剂及反应中心等赋予水凝胶优异的应用性能,使水凝胶的吸水、耐温和抗盐性能大幅提升。

合成气制高级醇的研究进展

随着“双碳”目标的提出,并结合我国“贫油、少气、煤炭资源相对丰富”的能源结构现状,开发合成气直接催化制取高级醇绿色工艺符合我国重大战略需求,其催化剂的开发是该技术发展的关键和难点。基于此,对合成气制高级醇反应及其催化剂进行综述,系统性总结了现有生产工艺、催化剂类型以及催化剂性能的影响因素,为今后合成气直接制取高级醇研究探明方向。