态-态模型下的CO_(2)系统热非平衡过程数值研究

以火星大气条件下飞行器非平衡流场研究为背景,采用态-态模型对定容静止CO_(2)系统自30 km火星大气条件(181 K)瞬时升温后的热非平衡过程开展数值模拟。考虑CO_(2)分子的对称拉伸、弯曲和非对称拉伸三个振动模态共201个振动能级,微观过程包括:振动-平动(VT)能量交换过程引起的同一模态内部的和不同模态间的振动能级跃迁,振动-振动(VV)能量交换过程引起的同一模态内部振动能级跃迁。分析不同振动模态的能级分布演化特点,并考察对应微观过程细节探究内在原因,结果表明:VT过程起支配作用,对由初始低温突然升温后保持定温的气体非平衡过程,VV过程的贡献可以忽略;CO_(2)分子的弯曲振动模态具有最快的激发速率,平衡时也具有最高的粒子数占比,升温至2 000 K情况下,对称拉伸和非对称拉伸模态的松弛时间约为弯曲模态的2.2倍和46.1倍;更高温度下振动能级跃迁速率加大,升温至5 000 K情况达到平衡的平均松弛时间比2 000 K情况低了2个量级。

CO_(2)含量对天然气高压物性及烃-水相平衡的影响

以实验测试为基础进行富含CO_(2)天然气藏的高压物性特征分析,同时按照中国石油行业标准“SY/T 6434-2000天然气藏流体物性分析方法”,建立适用于含CO_(2)天然气高压物性的测试方法,运用室内物理模拟方法给出在天然气藏中不同含量的CO_(2)对天然气物性的影响效果评价,并进行相态分析研究;通过对不考虑地层水和考虑地层水的含CO_(2)天然气进行PVT相态分析(单次闪蒸、等组成膨胀等)实验测试,全面地分析了含CO_(2)天然气藏地层流体相态变化特征,获得含CO_(2)天然气的偏差系数、体积系数、密度和压缩系数等物性参数变化规律,结果表明:CO_(2)-烃-水体系的相态特征很大程度上受到CO_(2)含量的影响;另外文章对在不同状态方程模型下,富含CO_(2)天然气偏差因子的计算精确度进行对比分析表明:PR状态方程精确度高,相对平均误差不超过1%,适应性好。

CO_(2)加氢制高碳α-烯烃Fe基催化剂研究进展

随着“双碳”目标的提出,二氧化碳(CO_(2))减排和资源化利用受到研究者的广泛关注。CO_(2)耦合绿氢技术制高附加值化学品是CO_(2)资源化利用的有效途径之一。高碳α-烯烃是重要的化工原料,围绕非均相催化体系催化CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的相关研究,总结分析了CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的催化剂设计理念、反应机理、助剂、载体以及制备工艺对催化剂催化性能的影响和构效关系。其中,设计高效催化剂有效调控C—O键活化和C—C链增长仍存在挑战。对CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的发展方向进行了展望,可为CO_(2)加氢制高碳α-烯烃新型催化剂的开发提供参考。

铁基催化剂活性相调控及其催化CO_(2)加氢制线性α-烯烃研究进展

线性α-烯烃(LAOs)作为重要的化工原料,通常用于共聚单体、合成润滑油、增塑剂用醇和油品添加剂。以二氧化碳(CO_(2))和氢气(H_(2))作为原料,通过CO_(2)加氢反应生产LAOs可以缓解温室效应、实现CO_(2)高值化利用,具有重要意义。CO_(2)加氢制LAOs一般包括逆水煤气变换(RWGS)和费托合成(FTS)两个步骤,四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))和碳化铁(χ-Fe_(5)C_(2)等)可分别催化RWGS和FTS反应,因此Fe基催化剂是当前的研究热点。介绍了Fe基催化剂的物相演变过程及其失活机制,重点分析了载体、助剂和表面改性对促进χ-Fe_(5)C_(2)活性相生成、调控Fe_(3)O_(4)/χ-Fe_(5)C_(2)比例(物质的量之比)和维持χ-Fe_(5)C_(2)相稳定的作用,总结了Fe基催化剂上CO_(2)加氢制LAOs面临的主要问题以及未来的研究方向。

射流式水-气平衡器的研制及其在海水CO_(2)分压测量中的应用

水-气平衡器是海水CO_(2)分压(CO_(2)partial pressure,p CO_(2))测量系统的关键部件,决定着测量的准确度与稳定性.通过将射流器应用于一种新型水-气平衡器的研制,增强水气间CO_(2)的交换;同时在平衡器排水管上设计气体收集腔及气体回流管,避免平衡器内气体损失,提高运行的稳定性.在实验室测试了平衡器的性能,并将其应用于福建沿岸海水中p CO_(2)的船载走航测定.结果表明,与商品化的喷淋式水-气平衡器相比,所研制的新型平衡器具有体积小、响应速度快的特点,能在实际环境中稳定运行,可以用于海水p CO_(2)的测量,是一种新型高性能水-气平衡器.

水相中微波辅助合成咪唑并［1，2-α］吡啶衍生物的研究

开展了水相中硝基烯烃与氨基吡啶反应生成咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的微波辅助合成研究。结果表明:相同反应时间,在微波辅助条件下,生成咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的速率较常规加热条件下增大。一系列咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物被高效的合成出来,最高产率达到85%。产物结构经~1H NMR,^(13)C NMR及MS得到确证。该方法具有产率高、操作简单、环境友好等优点。

非甲烷总烃分析仪专用Co_(3)O_(4)/Al_(2)O_(3)催化剂的制备及性能研究

挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)是引发霾和光化学烟雾等环境问题的重要原因,达到一定浓度会对人类健康造成威胁。非甲烷总烃(non-methane hydrocarbon,NMHC)作为VOCs总量统计的重要指标,在一定程度上可以简单、直观地反映VOCs污染状况,因此,监控NMHC对保护环境与人类健康具有重要意义。本文中制备了层状结构、球形结构和立方体结构3种不同形貌的Co_(3)O_(4)纳米材料,将纳米材料均匀负载于活性Al_(2)O_(3)颗粒表面作为NMHC分析专用催化剂。通过XRD、FESEM、BET和XPS技术对制备的Co_(3)O_(4)催化剂进行表征;并将催化剂用于NMHC的检测,对不同形貌催化剂的催化性能进行评价。结果表明,当煅烧温度为400℃、煅烧时间为3 h,催化剂具有较高的催化活性,其中立方体结构催化剂具有最高的催化活性,能在236℃将NMHC完全降解,层状结构与球形结构催化剂分别在261℃与257℃将NMHC完全降解。升高煅烧温度有助于催化活性的提高,因为煅烧温度的升高增大了催化剂中Co_(3)O_(4)的相对结晶度与O_(ads)/O_(latt)摩尔比,使得气体转移速度加快,因而使催化剂具有更高的催化活性。催化剂经过耐水性、热失重测试与催化循环测试后仍能保持较高的催化活性。

二氧化碳加氢制长链线性α-烯烃铁基催化剂研究进展

长链线性α-烯烃(linearα-olefins,LAOs)是重要的化工原料,目前,主要通过石油化工路线获得。随着全球温升影响加剧,CO_(2)控制与资源化利用技术研究受到持续关注。费托合成(Fischer-Tropsch synthesis,FTS)反应产生一定比例的LAOs,提供了制取LAOs可供选择的技术路线。本综述围绕CO_(2)加氢制LAOs过程,结合其反应途径,分析了Fe基催化剂的研究进展,包括助催化剂和载体的作用,阐述了Fe基催化剂上链增长机理和影响LAOs选择性的关键因素,总结了该反应面临的挑战、可能的解决思路,对高效Fe基催化剂研究进行了展望。

CO_(2)埋存中的状态方程研究进展与展望

在废弃油气藏中进行CO_(2)埋存,能够减少温室气体在大气中的直接排放量,是减缓温室效应的有效途径之一。改进常规的气液相平衡理论,应用热力学状态方程研究CO_(2)-烃-地层水体系,对揭示CO_(2)地下埋存的溶解机理具有十分重要的意义。总结了热力学状态方程对CO_(2)-烃-地层水体系相平衡计算方面的国内外研究进展,指出其实际应用中的不足,分析了其发展趋势,包括:应进一步研究适用于非理想体系的状态方程和混合规则,准确预测该体系热力学性质变化规律;拓展研究体系的地层水离子差异,使之与真实CO_(2)埋存条件相符合;将CO_(2)中相态变化的物理过程与地层水中矿物溶解析出的化学过程耦合。

凝析油对降低CO_(2)驱油最小混相压力的影响

采用静态高压相平衡装置,373.15 K下,在CO_(2)原油体系中加入质量分数为1%、5%、10%、15%的凝析油时,测定气液相平衡数据。将原油视为一元假组分,采用由折光率(n)、相对密度(d)和摩尔质量(M)组成的n-d-M法结合线性规划(LP)的n-d-M-LP法与C-G法预测CO_(2)-原油体系的结构性质和临界参数;通过YSL四次状态方程对实验数据进行关联,得到不同体系的二元相互作用参数kij,然后计算得到CO_(2)原油体系的相平衡数据。结果表明:随着凝析油加入量的增加,CO_(2)原油体系的最小混相压力逐渐降低;通过四次状态方程拟合得到的计算值与实验值吻合良好,说明该热力学模型能够准确计算CO_(2)原油复杂体系的相行为。

离子液体双水相萃取及检测牛血中血红蛋白

为了探究溴化1-丁基-3-甲基咪唑([C_(4)mim]Br)离子液体形成双水相及萃取生物活性物质的能力,采用[C_(4)mim]Br离子液体浓溶液与Na_(2)CO_(3)溶液形成双水相,并进行了牛血红蛋白的萃取试验。结果表明:[C_(4)mim]Br离子液体可与Na_(2)CO_(3)形成双水相。[C_(4)mim]Br溶液(91.87%)与Na_(2)CO_(3)溶液(0.208 g·mL^(-1))以体积比1∶5形成的双水相,分相后离子液体相(上相)体积变为原体积的2.30倍,相界面清晰,分相速度快。采用浊度滴定法测定了该双水相体系双节线,其拟合方程为:ω_(1)=-0.2036 ln(ω_(2)+0.0064)-0.2742,σ^(2)=0.0038。在静态条件下利用该双水相体系萃取牛血红蛋白,采用光纤光谱仪连续测定离子液体相中血红蛋白的吸光度,吸光度值在8 min内达到稳定。分析了该体系快速萃取牛血红蛋白的机理,紫外-可见吸收光谱及圆二色光谱(CD)分析结果表明萃取前后血红蛋白的二级结构未发生改变。浓度在0.010~0.200 mg·mL^(-1)之间时,该双水相体系对牛血红蛋白萃取率在93.40%~99.62%之间。建立了用该双水相体系萃取并检测牛血中血红蛋白的方法并测定了新鲜抗凝牛血中血红蛋白的含量,双水相上相中血红蛋白吸光度的线性方程为:A=1.814 c+0.024,n=7,R^(2)=0.9959,线性范围为0.010~0.450 mg·mL^(-1)。三份新鲜抗凝牛血中血红蛋白含量在102.0~118.6 mg·mL^(-1)之间,回收率在99.4%~105.0%,该离子液体双水相体系适用于新鲜抗凝牛血中血红蛋白含量的测定。