蒸气相法ZSM-5分子筛的合成及其负载的Mo催化剂在甲烷芳构化中的应用

采用蒸气相法使无定形凝胶在水蒸气中结晶形成ZSM-5分子筛,通过X射线衍射、红外光谱、热重、扫描电镜以及能量色散型X射线荧光分析对合成的分子筛进行了表征.结果表明,蒸气相法比水热法更易合成出粒径均匀、形貌规则的小颗粒分子筛(粒径为150～250nm),将其负载Mo后用于甲烷无氧芳构化反应中,表现出更好的催化性能,初期甲烷转化率达17.5%,同时表现出更高的稳定性和容炭能力.

在蒸气相中合成中孔分子筛MCM-41及其孔结构参数的表征

在水蒸气中，由含表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）的无定形凝胶合成出Ｓｉ－ＭＣＭ－４１和Ａｌ－Ｓｉ－ＭＣＭ－４１分子筛纯相，研究了它们的合成条件。在较低的表面活性剂ＣＴＡＢ用量下（ＣＴＡＢ／Ｓｉ＝０．０２５），亦可合成出Ａｌ－Ｓｉ－ＭＣＭ－４１分子筛。以Ｎ２吸附等温线结果，计算出它们的比表面积，孔体积和孔径分布等孔结构参数。

蒸气相法合成AlPO_4-5和AlPO_4-11分子筛

报道了使用ＨＦ－Ａｌ２Ｏ３－Ｐ２Ｏ５－Ｈ２Ｏ凝胶在有机胺－Ｈ２Ｏ蒸气相中合成ＡｌＰＯ４－５和ＡｌＰＯ４－１１分子筛。研究了酸的种类、有机胺类型、Ｆ－／Ａｌ２Ｏ３和胺／Ｈ２Ｏ对ＡｌＰＯ４－５和ＡｌＰＯ４－１１分子筛纯相合成的影响。实验证明，Ｆ－对Ａｌ的络合作用是它们形成的关键因素之一，只有适量加入ＨＦ，才能用蒸气相法合成ＡｌＰＯ４－ｎ分子筛纯相；用蒸气相法在Ｅｔ３Ｎ－Ｈ２Ｏ蒸气体系中可合成ＡｌＰＯ４－５分子筛，在ｎ－Ｐｒ２ＮＨ－Ｈ２Ｏ蒸气体系中可以合成ＡｌＰＯ４－１１分子筛。用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＦＴ－ＩＲ对合成物进行了表征，证明典型合成物具有ＡｌＰＯ４－ｎ分子筛的物理化学特性。

四氢呋喃/水体系中以蒸气相传输法合成高硅FER沸石

以X射线衍射(XRD),红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM),低温氮吸附,29Si固体核磁共振(MASNMR)等研究了含FER晶种的Na2O-SiO2-Al2O3干胶(SDG)在四氢呋喃(THF)/水(H2O)混合蒸气相中的结晶行为,同时研究了体系中THF分子和[SiO4],[AlO4]基团在结晶前后状态的变化.结果表明,在THF/H2O混合蒸气中以蒸气相传输法(VPT)可合成结晶度较高、结构完美且孔道开放的FER沸石.13C交叉极化固体核磁共振(CPMASNMR)和差热分析(TG-DTG-DTA)等研究证明THF分子作为模板剂,位于FER笼内.FER晶种和水能促进FER沸石的结晶.

蒸气相法B-Al-ZSM-5沸石的合成与性质

无定形凝胶(Na_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2-H_2O)在Et_3N-EDA-H_2O蒸气中结晶形成含硼和铝的ZSM-5沸石。用XRD和计算所得的晶体结构参数、TG-DTA、FT-IR、NH_3-TPD对反应合成的B-Al-ZSM-5沸石进行了表征。结果表明,蒸气相法合成的沸石样品,孔道更趋于椭圆,有利于对二甲苯的生成。在二甲苯临氢异构化反应中,活性和选择性分别为82.8w%和21.2w%,合成B-Al-ZSM-5的催化性能和表面酸性的测定与晶体结构一致。

四氢呋喃／水体系中以蒸气相转晶法合成高硅FER沸石

以x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及^13C交叉极化固体核磁共振（^13C CP MASNMR）等手段研究了含FER晶种的Na2O-SiO2—Al2O3干胶（SDG）在四氢呋喃（THF）／水（H2O））混合蒸气相中的转晶行为，同时研究了体系中THF分子在结晶前后状态的变化。结果表明，在THF／H2O混合蒸气中以蒸气相转晶法（VPT）可合成结晶度较高的FER沸石。THF分子作为模板剂位于FER笼内。FER晶种和H2O能促进FER沸石的结晶。

蒸气相中笼形类沸石材料MTN单晶的合成规律

采用蒸气相合成法,以正丙胺作为笼形类沸石材料MTN合成的新模板剂,合成出MTN单晶。通过改变F-/Si、氟源种类、液相中胺/水、结晶温度等指标,考察了MTN的合成规律。并采用XRD、SEM、FT-IR对样品进行了物化性能表征。实验表明,在凝胶组成为(0.5~1.0)NH4F-SiO2-6.7H2O,液相组成为PrNH2/(PrNH2+H2O)(摩尔比)=16.7%~100%的反应体系中,453 K^493 K晶化反应15 d,能够合成MTN。MTN的相对结晶度分别随着正丙胺的摩尔比、氟化铵与二氧化硅的摩尔比以及晶化温度的升高而升高。合成的MTN晶体粒度达到250μm。

水蒸气相影响下的Laval喷管水下燃气流场数值模拟

为考虑水蒸气相对Laval喷管水下燃气流场发展的影响,建立了Eulerian多相流模型,通过Fluent开展了水下点火的数值模拟.建立了二维N-S流动控制方程和水蒸气汽化-凝结控制方程,并通过网格无关性检验验证了仿真模型的适用性.获得了喷管出口处燃气泡的发展过程,即成长、壮大、断裂的循环现象.通过与实验结果对比,验证了仿真模型的可靠性,并将稳定的燃气流场划分为成长区、断裂回击区和收缩闭合区.引入水蒸气相,发现燃气泡成长区滞后,断裂回击效应降低.闭合区提前,收缩现象降低.燃气-水交界面模糊.水蒸气相包裹着燃气泡,分布在燃气-水交界区域内.

地热能全流发电用两相单螺杆膨胀机理论膨胀过程热力特性研究

针对地热能发电技术存在的系统效率与热源利用率低的问题,对全流循环发电系统中替代传统汽轮机使用的单螺杆膨胀机进行了热力特性分析。基于质量守恒方程、能量守恒方程与湿蒸汽维里状态方程,建立了考虑液体闪蒸与气液平衡的单螺杆膨胀机理论全流膨胀过程的热力学模型,探索了进气温度与干度对气液两相工质状态及膨胀机热力特性的影响机理。结果表明:当进气温度由140℃升高至170℃时,湿蒸汽工质的质量、压力和温度均得到提升,单螺杆膨胀机的输出功率也由210 kW提升至约260 kW,等熵效率在进气温度为160℃时取得77%的最佳值;进气干度的提高会减少进入工作腔湿蒸汽工质质量,进而导致膨胀结束后介质压力与温度的降低,但显著促进了膨胀机的性能参数包括输出功率和等熵效率的提高,当进气干度为0.3时,单螺杆膨胀机的输出功率超过了500 kW,等熵效率也可达76.5%。上述研究结果对应用于地热能全流发电的两相单螺杆膨胀机的热力特性分析与改善以及全流发电技术的优化有一定的参考意义。

磷酸铝分子筛[Al3P3O12F][C5H5NH]·0．2H2O的蒸气相合成与结构表征

采用蒸气相合成法以吡啶作为蒸气源,在吡啶气氛下磷酸铝固态凝胶被转化为一种三维骨架结构的磷酸铝微孔化合物,用X射线单晶衍射法测定了其晶体结构,[Al3P3O12F][C5H5NH]·0.2H2O微孔化合物属三斜晶系,空间群P-1(2),晶胞参数a=9.127(2),b=9.185(3),c=9.346(2),α=85.563(14)°,β=77.346(6)°,γ=89.628(17)°,V=762.2(4)3,Z=2,Dc=2.074Mg/m3,Mr=468.09,F(000)=474,μ=0.64mm-1.其和以前报道的磷酸铝分子筛UT-6具有相同的骨架结构,起始凝胶组分中的氟离子参与了骨架生成(Al-F-Al),骨架中有三种相互独立的8元环孔道互相交叉最终形成类似于AlPO4-CHA型沸石的笼型结构.XRD,TG-DTA研究结果表明,合成的样品具有较高的热稳定性,400℃煅烧后,其骨架结构保持不变.

非水相化学蒸气发生-原子荧光光谱分析技术研究

目的:创新性地开展非水相(non-aqueous phase)化学蒸气发生(CVG)在原子荧光光谱分析(AFS)中的应用研究。方法:研究适用于该体系的元素种类、非水相介质种类并优化实验条件,建立分析性能指标体系。结果:目前已成功实现了汞(Hg)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镉(Cd)、锡(Sn)、碲(Te)7种元素通过不同的萃取方法将其由水相转移到非水相介质并在非水相CVG-AFS体系中的分析测定,且大部分元素分析性能良好。结论:非水相CVG-AFS技术具有较好的可行性和分析性能,该研究工作为后期非水相CVG技术应用于其他仪器分析方法提供了很好的研究基础。

在水蒸气气氛中合成沸石分子筛及其特性

无定型硅铝凝胶－Ｎａ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｈ２Ｏ在水蒸气相中可以晶化合成出ＬＴＡ、ＦＡＵ和ＭＯＲ沸石晶体。本文重点研究了ＭＯＲ沸石的晶化条件和物理化学特性。它在间二甲苯异构化催化反应中催化活性为８４．６％，对二甲苯选择性为２２．０％。实验结果表明，蒸气相合成ＭＯＲ沸石时，以ＭＯＲ沸石作晶种，可以加速ＭＯＲ沸石生长，有利于提高沸石产率；而加入杂晶ＡＮＡ沸石和石英，不能阻止ＭＯＲ沸石的生成，为沸石双相共存晶化机理提供了一个证据。

热源塔热泵系统相变潜热的应用研究

空气源热泵冬季制热的热源是室外湿空气,室外湿空气由干空气和水蒸汽两部分组成,因此湿空气流经室外换热器表面的热交换过程可以分为两部分来研究,一部分是干空气的放热降温过程,热交换前后都是气态;另一部分是水蒸汽放热降温过程,随着换热器表面温度的不同,水蒸汽降温放热过程中往往伴随着相变发生。而传统的空气源热泵并没有充分地利用后者的相变潜热,且一般认为凝结水珠或水膜附着在换热器表面,影响换热效果,也减小了肋片间距,增加了空气流通阻力,减小了空气流通量,因此以往的空气源热泵设计一般希望室外侧换热器偏向于干工况运行。但对于长江以南冬季低温高湿地区,想维持这一工况运行有一定的难度。针对此区域冬季这一问题,以及推迟室外侧翅片表面结霜时间为目的,开发出了一套名为热源塔热泵的新型热泵系统。本文选择此区域中的几座典型城市(重庆、长沙、南昌、南京和杭州),根据各自相应的典型气象年数据,在冬季工况,通过对热源塔内管翅式换热器在含湿工况下的热工计算,分析将湿空气中水蒸气的相变潜热用于空调方式采暖的热源是否有意义,以及针对其开发出的热源塔热泵系统,评价其是否有一定的经济效益和环境效益。

稠油蒸气—泡沫驱不同油藏区域流体的流变特征

针对稠油蒸气-泡沫驱蒸气腔驱油区泡沫油体系、热水冷凝区热水油体系,通过模拟实际油藏温度压力条件,利用高温高压流变仪,在0～600s-1剪切速率范围内,研究蒸气相饱和度、泡沫剂质量分数、温度和蒸气干度对泡沫油体系流变特征的影响;在0～100s-1剪切速率范围内,研究热水相饱和度、泡沫剂质量分数和温度对热水油体系流变特征的影响.结果表明,泡沫油体系和热水油体系均为假塑性流体,可用幂律模型来描述,并且随着蒸气相饱和度和泡沫剂质量分数升高,泡沫油体系非牛顿性增强;随着温度和蒸气干度增大,泡沫油体系越接近为牛顿流体;随着热水相饱和度和温度升高,热水油体系越接近为牛顿流体;随着泡沫剂质量分数增加,热水油体系非牛顿性增强.

气相蒸发法制备超微金属粉末

在对粉末制备过程进行深入理论分析的基础上设计了两种粉末收集器，系统研究了蒸发温度、坩埚直径。

C_3S和β-C_2S单矿物在水蒸气中的水化

研究了水泥熟料单矿物C3S、β C2 S分别在 2 0℃和 40℃水蒸气中的水化情况 ,气相相对湿度分别为 99%、97.5 %和 95 %。结果表明 :C3S在气相中水化能力比较弱 ,在高相对湿度 ( >97.5 % )气相中能逐步水化 ;提高气相温度后 ,C3S水化速度明显加快 ;但在低相对湿度 ( =95 % )气相中 ,C3S水化速度非常慢。β C2

利用二维X衍射分析厚度对溶剂蒸汽加速聚丁烯-1相转变的影响

以在50℃下等温结晶10 min制成的等规聚丁烯-1(PB-1)薄片为研究对象,使用原位熏蒸装置在二维X射线衍射仪中原位测试了0.34、0.65、0.95、1.8 mm四种厚度的聚丁烯-1在正己烷溶剂蒸汽作用下的二维X射线衍射图。其中0.34 mm的聚丁烯-1在经过15 min的溶剂蒸汽处理后,对应晶型II的(200)晶面衍射峰消失,对应晶型I的(110)晶面的衍射峰达到最大值,说明此时0.34 mm厚度聚丁烯-1的晶型转变过程已完成,而0.65、0.95及1.8 mm的聚丁烯-1完成晶型转变所需时间依次为36、52、97 min。将不同厚度的聚丁烯-1样品晶型II相对减少的比率和晶型I相对生成的比率随时间的变化作图,经对比后发现在溶剂熏蒸过程中,晶型转化所需时间与聚丁烯-1厚度呈正比关系。

粉煤灰基吸附剂的研制及其吸附性能研究

以电厂的废弃物粉煤灰为原料,研究了373～400K温度范围内,粉煤灰在乙胺和水的蒸汽相中自转变合成了纯度、结晶度均较高的粉煤灰吸附剂的过程。并对其吸附性能做了初步研究。用氮吸附静态容量法,测得该粉煤灰基吸附剂的氮吸附等温线、比表面和孔分布曲线。通过粉煤灰基吸附剂对苯酚的吸附实验,给出粉煤灰基吸附剂对它的吸附等温线。并指出合理的吸附温度、大的比表面和适当的膜化工艺对提高粉煤灰基吸附剂的吸附量都是有效的。

矸石基吸附剂的研制及其吸附性能研究

以煤矿的废弃物煤矸石为原料,研究了373～400 K温度范围内,煤矸石在乙胺和水的蒸汽相中自转变合成纯度、结晶度均较高的矸石基吸附剂的过程.用氮吸附静态容量法,测得该矸石基吸附剂的氮吸附等温线、比表面和孔分布曲线.通过矸石基吸附剂对苯酚的吸附实验,给出了矸石基吸附剂对它的吸附等温线.实验表明合理的吸附温度、大的比表面和适当的膜化工艺对提高矸石基吸附剂的吸附量都是有效的.