潮湿细粒煤团大挠度弹性碰撞解聚机理研究

弛张筛可有效解决潮湿细粒煤炭深度筛分的问题,且筛面的弛张运动对潮湿细粒煤团的解聚具有重要的影响。为了深入研究潮湿细粒煤团在大挠度弹性碰撞过程中的解聚机理,基于离散元法中的Bonding Particle模型,建立了大挠度弹性筛面的运动学仿真模型;通过再开发后接触模型,实现粘结成团的等径细粒煤炭替换大颗粒煤炭;并对细粒煤团与大挠度弹性筛面的碰撞过程进行了仿真分析,探究了筛面振幅、频率以及细粒煤团与弹性筛面碰撞速度对细粒煤团解聚程度的影响规律。结果表明:细粒煤团的解聚程度随筛面振幅及频率的增加而增大,随着煤团与筛面碰撞速度的增加先增大后减小,且碰撞次数随频率的增加而增大。

氧化钇湿式球磨过程中的解聚机理研究

将氧化钇粉体在水性介质进行不同时间的球磨解聚 ,分别测定了粉体粒径、比表面积、ξ-电位以及体系p H值 ,得知球磨 6小时后可获得最佳的解聚效果 ,时间过长会导致二次团聚的发生。采用反聚集强度参数对这一过程进行了解释。

废旧棉纤维再生过程中纤维素的降聚控制及机理研究

针对废旧棉解聚过程中存在的聚合度不可控、杂质含量高、分离难度大,过程污染严重且产品附加值低等问题,本研究开发了蒸煮漂白新体系,探索了废旧棉再生浆粕清洁纺丝新途径,全面研究了各降/解聚产物之间的相互作用原理及调控机制,并对主要成分在降聚过程中的反应机理、转化行为及反应产物的迁移规律进行了系统探索。结果表明,升高蒸煮温度、提高碱浓度、延长蒸煮时间以及增加H_(2)O_(2)用量都会加剧纤维的环形剥落和纤维素降解,从而使浆粕的聚合度降低;蒸煮预处理会显著提高废旧棉纤维的结晶度,使棉浆粕中所含有的结合水与非纤维素杂质减少,实现了对棉浆粕中非纤维素杂质的去除。

生物大分子的解聚研究

为了充分研究生物质大分子的解聚机理,课题组对纤维素水解的关键影响因素、纤维素、半纤维素水解机理、木质素解聚方式和表征、木质素模型化合物的制备等关键科学问题进行了探讨。借助SEM、BET、XRD研究手段,研究了半纤维素的水解、纤维素的结晶度、聚合度对对纤维素水解的影响规律;借助TEM、EDXA-SEM和Raman等分析手段,从超微尺度入手,追踪解聚过程中木质素、半纤维素和纤维素在细胞壁中的分布变化。结果表明,半纤维素被水解移除后,生物质表面孔洞增多,孔隙率、总孔容增大,从而促进了纤维素的水解;相比于聚合度而言,晶型结构对水解的影响更大。在酸性环境下,木质素在细胞壁各层间发生迁移,而在碱性环境中木质素会直接脱除。同时,该课题开展了在微波协同下的木质素催化氧化解聚及液化解聚,并通过比较了不同的氧化剂的种类对解聚产物单苯环物质收率的影响,并通过液质联用,高压液相色谱等手段对解聚产物进行定性和定量分析。结果表明,微波协同下在相对较低的温度和压力下获得单苯环化合物的收率可达到15.2%。为了对木质素的解聚机理进行进一步的研究,该课题合成了包含α-o-4,β-o-4和β-5键的木质素模型物三聚体和四聚体,并通过气质联用色谱和核磁共振色谱等手段进行分析和表征。木质素模型物的合成为后续的木质素解聚机理奠定基础,并为木质素解聚为单酚类化合物的高收率目标提供参考。