苯甲酸泡沫氧化法合成苯酚实验研究

采用泡沫氧化传质技术合成苯酚。反应物苯甲酸和产物苯酚在反应中始终都为稀溶液状态;按拉乌尔-亨利定律稀溶液依数性要求,确定反应液中苯酚的物质的量分数,苯酚选择性达92.9%。此外,设计验证了预测苯甲酸转化率达到经济指标的数学模型。

高效黄金氰化新技术--空气泡沫氧化法中试研究

金氰化浸出传统反应周期48h(一浸36h,二浸12h)。为加快浸出速率,国外做了大量工作,多用纯氧及高压。该研究认为:条件苛刻,难工业化。按碰撞理论,反应物必须有充分接触碰撞机率时,反应会加速。该研究推出一种筛板塔反应器,恰当匹配空塔速度与孔板参数时,便强化了传质,使反应区呈泡沫状态、失去相界,排除了扩散控制。小试、中试(设备放大3800倍以上)用该技术设备,反应10h,金浸出率都超过传统工艺36h的值。依数学模拟放大,用多级理想混合反应器进行连续化反应,也重现间歇数据。中试鉴定前,合作方(金翅岭金矿)已将该技术用于生产,运行良好。该技术对气液及气液固均相或非均相反应,均可借鉴。鉴定结论(1996):填补国内外空白,世界先进水平。

两性离子表面活性剂和纳米颗粒为起泡剂的高稳定性超临界二氧化碳泡沫封窜体系

胜利油田低渗透油藏具有埋藏深(>3000 m)、温度高(>120℃)、非均质性强等特点,针对低渗透油藏CO_(2)驱波及效率低、常规泡沫高温调驱性能变差等问题,构建了由两性离子表面活性剂(HSD)和改性SiO_(2)纳米颗粒为起泡剂的高稳定性超临界CO_(2)泡沫体系。研究了该体系在高温下的起泡性能和耐温性能;分别评价了纳米SiO_(2)对超临界CO_(2)泡沫体系流变特性、封堵特性以及调驱性能的影响;最后探讨了纳米颗粒强化超临界CO_(2)泡沫的稳定机理。结果表明,高稳定性超临界CO_(2)泡沫体系表现出良好的起泡性能和耐高温特性,随着体系中纳米颗粒浓度的增加,泡沫半衰期先增加后降低。在110℃下,0.5%的纳米颗粒可使泡沫析液半衰期由17 min提高到40 min,稳定性提高了近1.5倍。在相同的剪切速率下,体系的表观黏度随纳米颗粒浓度的增加而增加,稠度系数由0.073增至1.220。在岩心封堵实验中,泡沫在多孔介质中的稳态表观黏度随纳米颗粒浓度的增加而增加,封堵强度逐渐增强;超临界CO_(2)泡沫呈“颗粒状”堆叠排放,泡沫直径为10~20μm。超临界CO_(2)泡沫具有较好的调驱性能,能封堵高渗透通道,迫使后续注入的CO_(2)进入低渗透基质中,从而提高采收率。表面活性剂分子吸附在纳米SiO_(2)表面使其具有了界面活性,进而纳米SiO_(2)吸附到气液界面上,提高了泡沫稳定性。

芬顿氧化法处理氧化性泡沫去污废液中的有机物

氧化性泡沫去污废液因含有大量有机物而无法被直接处理。针对该问题,将芬顿氧化法用于降解泡沫去污废液中的有机物,为泡沫去污废液的预处理提供了一种新思路。采用芬顿氧化法以及两步联合降解工艺对氧化性泡沫去污废液进行了预处理,探索了过氧化氢用量、亚铁离子用量、反应时间、反应温度、紫外光照等工艺参数对氧化性泡沫去污废液化学需氧量去污率的影响规律,以及每步降解实验的适宜操作条件。结果表明:在初次降解的最佳工艺条件下,芬顿氧化法可将废液的化学需氧量从(37000±1850)mg/L降至(2064±95)mg/L(n=3),化学需氧量去除率高达(94.40±0.54)%(n=3),但化学需氧量为(2064±95)mg/L的残液仍不符合既有废液处理方法的条件;在二次降解的最佳工艺条件下,芬顿联合紫外法可继续将残液的化学需氧量从(2064±95)mg/L降至(478±12)mg/L,满足了既有废液处理方法的条件。结果说明,芬顿氧化法以及两步联合降解工艺适宜作为氧化性泡沫去污废液的预处理方法。

吡咯氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫活化过二硫酸钠去除双酚A

以吡咯为氮源,通过水热-冷冻干燥法制备易回收的氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(nitrogen doped reduced graphene oxide foam,N-RGF),并用于活化过二硫酸盐(peroxodisulfate,PDS)去除双酚A(bisphenol A,BPA)。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、BET比表面积和热重分析等技术对材料的结构进行表征和分析,探究溶解性有机质和无机离子对材料性能的影响。结果表明,以吡咯为氮源制备的N-RGF材料具有孔道较小且分布均匀(2~3.5μm)、比表面积大(90.029 m^(2)/g)、孔体积大(0.5417 cm^(3)/g)、石墨相氮含量高(4.3%)和弹性好等优点。N-RGF活化PDS降解BPA的动力学速率常数(0.00835 min^(-1))是RGF(0.00142 min^(-1))的5.88倍,且水中溶解性有机质和无机离子对N-RGF活化PDS降解BPA基本没有影响。活性物种捕获实验和电子顺磁共振检测结果显示单线态氧(^(1)O_(2))是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种。SPE-UHPLC-MS(solid phase extraction combined with ultra-high-performance liquid chromatography-mass spectrometry)中间体检测结果显示有10个中间体,提出了可能的降解途径,且通过MCF-7细胞活力测试发现降解过程产物的雌激素活性基本消除。

氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫吸附/活化过硫酸盐协同去除双酚A的研究

利用氧化石墨烯和氨水为原料,采用水热法-冷冻干燥技术制备了易回收氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(N-RGF)催化剂,通过SEM,XRD,XPS,FT-IR,BET和TG等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.利用N-RGF通过吸附/活化过二硫酸盐(PDS)降解协同去除双酚A(BPA),优化了其制备条件,并探讨去除机理.结果表明,N-RGF为网状三维结构,孔径约为1~5μm,最优条件为180℃水热反应20h,氮掺杂量为6%.制备的N-RGF降解BPA速率是RGF的4.88倍.活性物种捕获实验和电子顺磁共振(EPR)研究结果显示单线态氧(^(1)O_(2))是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种.HPLC-MS检测了降解过程的中间体,并提出了可能的降解途径.MCF-7雌激素活性测试结果显示N-RGF通过吸附/活化PDS可有效消除母体的雌激素活性而不产生雌激素活性更强的中间体.

泡沫发生装置对二氧化碳泡沫性能影响研究

泡沫发生装置是影响二氧化碳泡沫灭火系统性能的关键部件,现行泡沫发生装置主要由气液混合腔和扰流装置两种部件共同组成,且在使用过程中易因气流和液流流量或压力设计或控制不当造成管路中发生脉动现象,故结构设计和参数选取至关重要。基于二氧化碳泡沫灭火系统,开展同轴混合腔与扰流器对二氧化碳泡沫性能的试验研究,主要包括同轴混合腔放置方向(气液两相流流向与重力方向是否相同)和不同扰流器(螺杆扰流器、筛网扰流器、丝网扰流器)对二氧化碳泡沫性能的影响,分析了二氧化碳泡沫灭火系统产生脉动现象的原因,获得了同轴混合腔和扰流器对二氧化碳泡沫析液时间、泡沫发泡倍数、泡沫形态的影响规律,并对各工况下二氧化碳泡沫灭火系统的灭火性能和抗烧性能进行了测试。结果表明:同轴混合腔垂直向上且选择丝网扰流器的工况下,二氧化碳泡沫灭火系统产生的泡沫性能最优。

Pt/MCF催化剂上Ti的添加对典型VOCs完全氧化反应的影响

在介孔二氧化硅泡沫(mesocellular silica foam,MCF)载体中用2种不同的方式添加钛(Ti)元素,分别得到PtxTi/MCF和Pt/yTi-MCF系列催化剂,研究了催化剂对于苯、正己烷和乙酸乙酯完全氧化反应的催化活性,详细考察了催化剂的制备方法,以及Ti的添加量、焙烧温度对催化活性的影响。另外,用氮气等温吸脱附曲线、拉曼(Raman)光谱、小角和广角X射线衍射(XRD)分析等,表征部分载体及催化剂的结构及其物理化学性质。结果表明,将乙酰丙酮铂和乙酰丙酮钛混合,经浸渍、焙烧制备的Pt8Ti/MCF催化剂,对苯、正己烷,尤其是乙酸乙酯的完全氧化反应具有较好的催化活性和稳定性,且制备方法简单,有较好的应用前景。

二氧化碳压裂技术研究进展

水力压裂开发非常规油气存在用水量大、引发储层伤害和污染地下水等问题。二氧化碳压裂技术因拥有造缝范围广、裂缝复杂、增产效果好、对地下水污染小、返排速率快等优势,且响应国家“双碳政策”要求,正逐渐成为非常规油气资源开发的热点。本文调研了国内外二氧化碳压裂技术发展历史及二氧化碳干法压裂、二氧化碳泡沫压裂、超临界二氧化碳压裂三类基本二氧化碳压裂技术,总结了二氧化碳压裂技术的基本工艺流程、增产原理、技术特点并介绍了近年来改进的二氧化碳压裂新方法和增产效果,为今后二氧化碳压裂技术的深入研究和现场应用提供一定的借鉴意义,有利于我国“双碳”目标的实现。

纳米颗粒提高二氧化碳泡沫稳定性的研究进展

利用表面活性剂溶液产生的二氧化碳泡沫能够在一定程度上控制二氧化碳气体流度,发挥二氧化碳的驱油优势,但表面活性剂在地层中吸附量大,在高温高盐环境中稳定性较差。纳米颗粒可用作稳泡剂提高二氧化碳泡沫稳定性。分析了纳米颗粒用于稳定二氧化碳泡沫的优势;从纳米颗粒与界面的相互作用及颗粒与颗粒之间的相互作用两个方面综述了纳米颗粒对于二氧化碳泡沫的稳定机理,主要包括脱附能理论、最大毛细压理论以及颗粒间相互作用形成的网络结构理论;总结了纳米颗粒疏水性、粒径、颗粒浓度、矿化度、温度以及压力对二氧化碳泡沫的产生及稳定性的影响;分析了利用纳米颗粒稳定的二氧化碳泡沫对二氧化碳气体的流度控制效果以及驱油效果,提出了目前存在的问题及下一步的研究方向。

氧化镁和氧化铈复合部分稳定氧化锆泡沫陶瓷的显微结构

分别以纯ZrO2,97%(质量分数,下同)ZrO2+3%MgO,96%ZrO2+3%MgO+1%富铈稀土3种成分制得3组泡沫陶瓷样品,以钢液浇注实验评价高温性能。用X射线衍射仪分析相组成。用环境扫描电镜和能谱分析仪观察陶瓷的显微结构。结果表明:96%ZrO2+3%MgO+1%富铈稀土复合部分稳定ZrO2具有很好的高温性能。稳定剂不但可部分稳定形成一定量四方相与立方相的ZrO2,而且对ZrO2泡沫陶瓷烧结起促进作用。这是由于CeO2中Ce4+半径更接近Zr4+,CeO2在ZrO2中有较大固溶度,因而对ZrO2的稳定与烧结传质起到更强的促进作用。

氧化铝泡沫多孔陶瓷的制备

采用有机泡沫浸渍工艺制备氧化铝泡沫多孔陶瓷。研究了聚丙烯酰胺添加剂对浆料粘度,挂浆成型性能及样品烧后强度的影响,还研究了二次挂浆对氧化铝泡沫多孔陶瓷强度的影响。实验结果表明:当配方组成为氧化铝77.3%、龙岩高岭18.2%、膨润土2.7%、滑石粉1.8%,外加聚丙烯酰胺0.5%,浆料的粘度η0为6.325pa.s,厚化度为1.27,于1600℃,保温2小时烧后样品的强度高。二次挂浆可以显著提高氧化铝泡沫多孔陶瓷强度的影响。对1100℃烧成的样品二次挂浆,在1500℃二次烧成,样品抗弯强度达到3.54MPa。

中原油田耐温抗盐二氧化碳泡沫控制气窜研究

二氧化碳驱是中原油田探索高温高盐油藏高含水后期提高采收率的重要方式，在该类油藏开展泡沫封窜是控制CO2气窜的一种有效方法。针对试验区气窜严重的现状，开发了耐温、抗盐CY-1型CO2泡沫封窜体系。该体系耐温100℃，耐盐25×10^4mg／L，耐钙镁5×10^3mg／L。对CO2泡沫进行了高温高压性能评价，得到了泡沫起泡能力随压力增加而增强的新认识。CO2泡沫相态变化实验结果表明，超临界CO2泡沫在起泡能力与稳泡能力上均大大高于气态CO2泡沫，最长稳泡时间达到3144．3min。应用该体系对中原油田、腰英台油田16口井进行了现场试验，注气压力平均上升1～3MPa，工艺成功率为100％，取得了较好的封窜效果。

氧化铝泡沫陶瓷增强预制体上化学镀镍工艺研究

通过研究氧化铝泡沫陶瓷增强预制体上化学镀镍的前处理工艺，尤其是粗化、活化、敏化等步骤，并调整化学镀镍配方及工艺，成功地镀覆了厚度为数十个微米的镍层，初步解决了氧化铝陶瓷与铝基体（ＺＬ１０２）的界面润湿问题。磨损试验结果证明效果明显。

空气泡沫与二氧化碳泡沫特征分析研究

针对制约泡沫驱矿场实施效果的泡沫稳定性较差的问题，选用一种在95℃和16000mg／L矿化度条件下起泡性能较好的表面活性剂，利用流变性实验及泡沫扫描实验，分别研究了空气和二氧化碳两种气体介质的泡沫液膜黏弹模量、液膜表面张力、起泡能力、泡沫尺寸等参数对泡沫稳定性的影响。实验结果表明：在30℃下，空气泡沫表观黏度能够达到180mPa·S；空气泡沫液膜的界面黏弹模量大大高于二氧化碳泡沫液膜的界面黏弹模量；泡沫剂浓度在0．01％～0．5％之间，空气液膜与二氧化碳液膜的表面张力不受浓度的影响．分别为29mN／m和9mN／m；在同一流速条件下，空气泡沫的起泡能力大于二氧化碳泡沫。通过泡沫尺寸分析发现．泡沫的消泡过程都是先经历气泡聚并后气泡析液，但空气泡沫的消泡过程以气泡析液为，主气泡数目变化不大，CO2泡沫的消泡过程以气泡聚并为主，气泡数目骤减。从微观层面描述了空气泡沫及二氧化碳泡沫的稳定性影响机制，并指出空气泡沫比二氧化碳泡沫更稳定。

金属氧化物/三维泡沫石墨烯的制备方法和应用现状研究

综述了金属氧化物/三维泡沫石墨烯的制备方法,以及在锂离子电池、超级电容器、生物传感器等方面的应用现状,并对其应用前景进行了展望。

化学结合法低温制备氧化铝泡沫陶瓷的研究

以磷酸二氢铝为粘结剂、电熔α氧化铝粉末为原料、聚氨酯海绵为模板低温制备出了氧化铝泡沫陶瓷。研究了浆料固相含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、线收缩率、体积密度和抗折强度的影响。结果表明:随浆料固相含量的增加,烧成氧化铝泡沫陶瓷的通孔率逐渐降低、体积密度与抗折强度逐渐提高,线收缩率均低于1%。在浆料固相含量为60%时,可制备出体积密度为0.83 g/cm3、抗折强度为(2.21±0.43)MPa、通孔率优异的泡沫陶瓷。

聚氨酯模板法低温制备氧化铝泡沫陶瓷过滤器

利用聚氨酯海绵浸渍电熔氧化铝粉末与磷酸二氢铝制成的浆料,得到挂浆素坯,素坯经800℃热解制备了氧化铝泡沫陶瓷过滤器。研究了磷酸二氢铝含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、体积密度、线收缩率与抗折强度的影响。结果表明:磷酸二氢铝含量低于10%时,制备的泡沫陶瓷孔筋存在断筋与坍塌缺陷,力学性能较差;随磷酸二氢铝含量的增加,泡沫陶瓷的线收缩率有轻微增大,而体积密度与抗折强度都大幅提高,在磷酸二氢铝含量为30%时,可制得线收缩率为0.85%、体积密度为1.21 g/cm3、抗折强度达4.55 MPa的氧化铝泡沫陶瓷。

水平井内二氧化碳泡沫压裂液流动规律研究

根据二氧化碳泡沫压裂液特性,设计了气液两相流在水平管内流动规律研究装置,对二氧化碳泡沫压裂液在水平管段中泡沫质量分数对泡沫压裂液流变性的影响进行了分析。实验结果表明,管路中的压降随着气体质量分数的增加,先升高后降低;气体质量分数在%85~%60之间能得到相对稳定的泡沫;并用罗宾诺维奇-莫纳方程对泡沫压裂液流变参数计算分析,得出在实验范围内通过幂律流体模型计算气液两相流流变和水利参数时精度较高,其流变方程为n？？K？？。计算分析表明,随着气体质量分数的不断升高,表观粘度增加,并且随着剪切速率的升高,其表观黏度不断降低。

泡沫铝负载氧化铈的制备及其除氟性能研究

以六水合硝酸铈为铈源、六次甲基四胺为沉淀剂,通过水热法制备了氧化铈(CeO2)粉末和泡沫铝负载氧化铈复合体。环境扫描电镜(ESEM)观察表明成功实现了泡沫铝负载氧化铈,且氧化铈在泡沫金属上不易脱落。透射电子显微镜(TEM)观察表明氧化铈(CeO2)粉末颗粒的粒径为5～10nm,呈立方块状,选区电子衍射为多晶环。研究了pH值和时间对氧化铈及泡沫铝负载氧化铈复合体除氟性能的影响,经理论计算及实验数据拟合,结果表明CeO2及复合体除氟是在其表面的羟基同氟离子发生可逆交换吸附去除氟离子,属于交换吸附模型。