Clathrate Hydrate Capture of CO2 from Simulated Flue Gas with Cyclopentane/Water Emulsion

Capture of CO2 by hydrate is one of the attractive technologies for reducing greenhouse effect.The primary challenges are the large energy consumption,low hydrate formation rate and separation efficiency.This work presents a new method for capture of CO2 from simulated flue gasCO2(16.60%,by mole) /N2 binary mixture by formation of cyclopentane(CP) hydrates at initial temperature of 8.1°C with the feed pressures from 2.49 to 3.95 MPa.The effect of cyclopentane and cyclopentane/water emulsion on the hydrate formation rate and CO2 separation efficiency was studied in a 1000 ml stirred reactor.The results showed the hydrate formation rate could be increased remarkably with cyclopentane/water emulsion.CO2 could be enriched to 43.97%(by mole) and 35.29%(by mole) from simulated flue gas with cyclopentane and cyclopentane/water(O/W) emulsion,respectively,by one stage hydrate separation under low feed pressure.CO2 separation factor with cyclopentane was 6.18,higher than that with cyclopentane/water emulsion(4.01) ,in the range of the feed pressure.The results demonstrated that cyclopentane/water emulsion is a good additive for efficient hydrate capture of CO2.

MISCIBILITY BEHAVIOR AND PRESSURE DEPENDENCE OF THE SYSTEMS POLYSTYRENE/CYCLOPENTANE AND POLYSTYRENE/1-PHENYLDECANE ACCORDING TO A MODIFIED HOLE THEORY

The influence of pressure on miscibility behavior of the systems polystyrene/cyclopentan(?)and polystyrene/1-phenyldecane is studied with a modified hole theory.It is found that the pres-sure dependence of excess volume is responsible for the different kinds of behavior of these two sys-tems.Furthermore,the excess volume is decomposed into two separatc parts,one from the contri-bution of cell volume expansion and the other from the change of hole fraction,and their relation-ship with pressure dependence of the miscibility behavior is analysed.

Synthesis, Dimer Crystal Structure and Herbicidal Activity of 2-(4-Ethoxybenzoyl)cyclopentane-1,3-dione

The title compound 2-（4-ethoxybenzoyl）cyclopentane-1,3-dione（C14H14O4） was synthesized, and its crystal structure was studied. It crystallized in the triclinic system, space group P1 with a = 8.980（2）, b = 9.080（2）, c = 15.482（3） A, α = 93.49（3）, β = 93.84（3）, γ = 107.27（3）°, Dc = 1.365 g/cm^3, Z = 4, λ = 0.71073A, μ（MoKα） = 2.769 mm^-1, Mr = 246.25, V = 1198.5（4）A3, F（000） = 520, the final R = 0.0559 and wR = 0.1278 for 2301 observed reflections with I 〉 2σ（I）. In the crystalline state, the molecular skeleton contains one enol grouping, which is intramolecularly hydrogen bonded to a neighboring keto O atom. Preliminary bioassay result showed that this compound provided 93.8% and 87.2% control of B. campestris and A. retroflexus at post-emergence at 375 g/hm^2.

Modification of POSS and their tribological properties and resistant to space atomic oxygen irradiation as lubricant additive of multialkylated cyclopentanes

Developing functional additive resistant to space atomic oxygen(AO)irradiation through simple molecular design and chemical synthesis to enhance the lubricating performance of multialkylated cyclopentanes(MACs)oil is a significant challenge.Herein,sulfur-containing polyhedral oligomere silsesquioxane(POSS)were synthesize via a click-chemistry reaction of octavinyl polyhedral oligomeric with alkyl sulfide.The reduce-friction(RF),anti-wear(AW)properties and anti-AO irradiation of POSS-S-R as MACs base oil additives in atmospheric and simulated space environments were systematically investigated for the first time.Results demonstrate that POSS-S-R not only possesses outstanding anti-AO irradiation capacity but also effectively improves the RF and AW of MACs in atmospheric or simulated space surroundings.This improvement is due to the excellent anti-AO irradiation properties of the POSS structure itself and the high load-carrying ability of silicon-containing and sulfur-containing compounds generated by tribo-chemical reactions,which effectively separates the direct contact of the friction interface.We believe that this synthesized POSS-S-R is a promising additive for space lubricants.

转速对双轴反应器中环戊烷水合物形成的影响

环戊烷水合物作为新型蓄冷工质,存在生长速率缓慢,贴壁生长,难以进行连续化生产的难题。为解决上述问题,本研究选用双轴搅拌结构生产水合物,采用Fluent对不同转速下反应器内部多相流的混合及流动特性进行模拟,并搭建实验台进行实验验证。结果表明,当转速小于280 r·min^(-1)时,随着搅拌转速增大,湍流耗散率增加,水合物颗粒分布更加均匀;但转速大于280 r·min^(-1),会造成颗粒在反应腔内团聚沉积加剧,造成堵塞并大幅增加反应能耗。实验结果证实,适当提高转速能够加快反应速率,增加水合物产量,且小于等于250 r·min^(-1)时水合物结构品质高,生产经济性好。综上可知,双轴反应器对水合物连续化生产具有促进作用,且250 r·min^(-1)转速最适宜环戊烷水合物连续化生产。

Highly enantio-stereoselective Ni-catalyzed reductive cyclization to cyclopentanes with chiral quaternary centres of trisubstituted allylic siloxanes

The construction of chiral quaternary carbon stereocenters is a significant challenge in asymmetric synthesis.Catalytic synthesis of these structures with trisubstituted allylic alcohols is highly important. However, most ofthe reported methodologies required noble transition-metals. Herein we reported the first highly asymmetricstereoselective synthesis of cyclopentanes bearing chiral quaternary carbon stereocenters of trisubstituted allylicsiloxanes by reductive cyclization of all carbon 1,6-alkynones with the non-noble nickel catalysis of Ni(cod)2 withP-chiral monophosphine ligand (S)-BIDIME. Various multi-substituted functionalized cyclopentanes were obtained in high yields (up to 96%), excellent enantioselectivities (up to >99% ee) and perfect stereoselectivities(>99:1 E/Z). Thirty-two examples were successfully established for this method. Clarified mechanism studieswere investigated first time by React-IR and DFT calculations to understand and explain the ligand-control ofexcellent enantio-stereoselectivity. Gram-scale reaction and control experiments were carried out. A new reactiondesign was proposed for further application of this type of catalysis.

制备WO_(3)/TS-1分子筛及催化环戊烯环氧化反应研究

利用湿法浸渍制备了一系列WO_(3)/TS-1分子筛.利用SEM、TEM、XRD、IR、UV-Vis、XPS、BET、ICP等多种分析手段对催化剂的结构、形貌和性质等进行了表征.考察了这一系列分子筛对环戊烯环氧化反应的催化性能,其中以W占分子筛质量分数为4%时浸渍制备的分子筛的催化性能最好.催化剂循环4次后,1,2-环氧环戊烷的选择性和产率保持在68.7%和55.5%左右.

环戊烷在silicalite-1分子筛上的扩散性能的研究

采用智能重量分析技术 (IntelligentGravimetricAnalysis)研究了环戊烷在silicalite 1分子筛上的扩散性能。同一温度下 ,吸附质的扩散速率随其吸附量的增加而减小 ,而温度越高扩散系数越大。本文同时讨论了吸附质分子的分子构型、尺寸、吸附温度和吸附量等因素对吸附质扩散性能的影响。

鼓泡器中环戊烷-甲烷-盐水体系水合物的生成动力学

采用鼓泡装置研究了盐水体系中环戊烷(CP)-甲烷水合物的生成动力学,分别考察了进气速率、温度、压力对水合物生成速率和进气速率对气体转化率的影响。结果显示,提高进气速率、压力,降低温度均可提高水合物生成速率。但进气速率对气体转化率有影响,进气速率过大,单位时间内进入到反应器内的气体过多,气体还未参与反应便被排出,导致气体转化率反而减小。通过观察到的实验现象,分析环戊烷-甲烷水合物的生成过程,认为水合物晶体首先在环戊烷-水界面生成,并逐步向内部气相生长,最后水合物壳破裂,气泡逸出。水合物逐渐生长成粒状,并不断聚集在一起。

重量法测定环戊烷在silicalite-1分子筛上的吸附特性

用智能重量分析技术 (IGA)研究了环戊烷在silicalite 1分子筛上的吸附特性。结果表明 ,随着温度的降低 ,环戊烷的吸附等温线从第一类型过渡为第四类型 ,在 2 5 4K和 2 74K温度下吸附等温线呈现滞后环 ,为第四类型 ,而吸附等温线在 30 4K、32 3K下为阶梯形 ,在 35 4K、42 3K温度下呈第一类型 ,其中 42 3K温度下的吸附等温线可准确的用Langmuir方程来描述。本文同时讨论了吸附质分子间以及吸附质和吸附剂间的相互作用、分子结构特性、分子筛对吸附质分子的空间位阻、分子筛的能量不均匀表面等对环戊烷在silicalite

环戊烷在Silicalite-1上吸附的热力学研究

用智能重量分析仪测定了环戊烷在Silicalite-1上的吸附等温线,根据吸附等温线数据计算了热力学参数(吸附热Qst、熵变ΔS、Gibbs自由能变ΔG)。423K时,吸附等温线符合Langmuir方程。254,274K时,吸附等温线出现了滞后环。与分子构型相近的苯与环己烷相比,环戊烷的饱和吸附量超乎寻常,Qst、ΔG、ΔS随吸附量的变化较大,表明环戊烷在Silicalite-1上的吸附机理相当复杂。在吸附过程中,吸附质分子之间、吸附质和Silicalite-1之间的相互作用较强,环戊烷分子发生了重排。当吸附量达到1.5mmol/g时,吸附相开始凝聚,吸附热逐渐达到了凝聚热值。

低挥发润滑脂流变性能研究

以自制多烷基环戊烷(MAC)为基础油、自制复合金属皂为稠化剂并加入多种自制添加剂制备了低挥发润滑脂,其各指标性能达到了国外同类产品水平,部分性能如饱和蒸气压等更优。采用流变仪研究了不同温度下润滑脂的模量随剪切应变的变化关系、恒速剪切下表观黏度随温度的变化关系、高速剪切下黏度随时间的变化关系以及触变性等流变学性质,并与国外样品进行了比较。通过扫描电镜(SEM)表征了剪切前后的稠化剂结构变化,分析了剪切机理。结果显示,研制的MAC基低挥发润滑脂的流变性整体优于国外同类产品,有利于提高转速稳定度和使用寿命。

墨西哥湾深水下陆坡区冷泉碳酸盐岩中的环烷烃及单环芳烃的特征与来源

研究了墨西哥湾水深约2 200 m的下陆坡Alaminos Canyon 645区块(AC 645区)冷泉碳酸盐岩中含量较高的烷基环戊烷、烷基环己烷、直链烷基苯及苯基烷烃化合物的组成和分布特征。烷基环戊烷和烷基环己烷以低碳数烃占绝对优势,主峰碳分别为C14和C15,目前发现的烷基环己烷主要来源于嗜热嗜酸的细菌或藻类直链脂肪酸经环化作用的产物。烷基苯碳数分布范围为C13—C23,以C13—C20的低碳数烷基苯为主,主峰碳为C16,具有明显偶碳优势,很可能来源于冷泉渗漏环境中的喜盐细菌。

环戊烷在Silicalite-1分子筛上吸附的动力学研究

为了探究环戊烷在Silicalite—1分子筛上扩散过程的动力学特性,以及温度、压力等环境因素和吸附质的性质是如何对动力学过程的影响,实验采用重量法测定了环戊烷不同压力下扩散的动力学数据,绘制其在Silicalite—1上的吸附等温线,计算了扩散系数、扩散活化能和活化熵变等动力学参数。结果表明,环戊烷在Silicalite—1上的扩散过程符合Fick第二定律,吸附剂Silicalite—1的特殊孔道结构和吸附质分子的尺寸大小、及分子间的作用,影响着扩散的动力学过程。扩散的活化能、活化熵变和吸附热的变化决定了扩散系数的变化。随着吸附质在沸石上的吸附量增大,吸附热增大,而环戊烷的扩散速率随之降低,并且温度越高,扩散速率越大。

环戊烷-氢气水合物形成过程研究

利用定容恒温法研究了两种体系(1)氢气-环戊烷-水混合液体系;(2)氢气-环戊烷水合物颗粒体系(两种体系中环戊烷与水的摩尔比均为1:17)在2.0℃、10～18 MPa下环戊烷-氢气水合物的形成特性,比较了两种体系中水合物的形成过程,并计算了储氢量(氢气在水合物中的质量分数)。实验结果表明,在上述条件下,不同体系中环戊烷-氧气水合物的形成速率不同,在氢气-环戊烷水合物颗粒体系中水合物的形成速率相对较快,且在同等条件下储氢量也大,最大储氢量为0.27%。两种体系中形成的环戊烷-氢气水合物的储氢量均随初始压力的升高而增加。最后分析了两种体系中环戊烷-氢气水合物的形成机理。

低甲烷浓度煤层气的水合物法提纯实验

低甲烷浓度煤层气提纯是煤层气资源开发利用的一个重要发展方向,但是甲烷回收率低是低甲烷浓度煤层气提纯技术急需解决的关键问题。为此,采用气体水合物方法对低甲烷浓度煤层气进行提纯实验研究,向反应体系引入环戊烷降低气体水合物相平衡条件并提高甲烷回收率。采用等温压力搜索法测定了低甲烷浓度煤层气在环戊烷—水体系中的水合相平衡数据,并在等温等压条件下研究了生长驱动力和环戊烷浓度对甲烷回收率的作用规律。结果表明:1环戊烷对低甲烷浓度煤层气生成气体水合物的相平衡条件具有显著的促进作用。2甲烷回收率随着生长驱动力的升高而减小,随着环戊烷浓度的升高而增大。压力升高后,氮气将与甲烷竞争进入气体水合物晶体,导致甲烷回收率下降;在283.4K、2.6MPa和13%环戊烷浓度的实验条件下,甲烷回收率高达46.1%。3经过二级水合分离后,煤层气的甲烷浓度从30%提高到了72%。该项成果为低甲烷浓度煤层气提纯技术的发展提供了基础数据和实验依据。

ZnO/HZSM-5对环戊烷芳构化催化性能的研究

运用连续流动法研究了ZnO/HZSM-5对环戊烷芳构化的催化性能.在HZSM-5中添加ZnO增强了催化剂的抗积炭性能,用脉冲微反技术测定了其催化活性,并测得不同温度下环戊烷在ZnO(1%)/HZSM-5上的表观反应速率常数,自表观活化能和色谱法测得的吸附热,求得表面反应活化能为131.2kJmol^(-1).

环戊烷-甲烷水合物生成过程的温度特性

研究了环戊烷-甲烷水合物生成过程中的温度变化,分析了体系的热量损失。在不同初始温度(4℃、8℃和12℃)、压力(2MPa、4MPa、6MPa、8MPa和10MPa)和进气方式(一次性进气、连续进气和间歇进气)的条件下,测定了釜内温度,对比了以上各因素对釜内最高温度(T_(max))与釜内最大温升(ΔT_(max))的影响。实验表明,T_(max)主要受压力和进气方式影响,初始温度对其影响不明显;ΔT_(max)受初始温度、压力和进气方式影响显著。在间歇进气方式下,初始温度越低、压力越高,ΔT_(max)越大。其中,在初始温度为4℃、压力为10MPa、进气时间间隔为30min的间歇进气方式下,ΔT_(max)可达16.5℃。此外,由热量分析发现,体系的主要热量损耗表现为体系向环境中的散热。因此,提高保温层的绝热性能,有利于提高水合物生成热的热量有效利用率。

CH_4-CO_2两步反应直接转化合成含氧化合物的研究

通过对CH4低温活化与CO2 加氢研究成果的分析 ,提出了在CO2 加氢催化剂上CH4表面吸附物种与CO2低温转化直接合成含氧化合物的可行性 ,并进行了热力学分析和实验验证 .实验结果表明 ,CH4表面吸附物种与CO2 在Cu Co基催化剂表面相互作用能生成醇、醛、酸、酮和两种环戊烷衍生物Ⅰ和Ⅱ ,产物分布随进料方式而有很大的变化 ,但无论哪种方式都有乙酸和环戊烷衍生物Ⅰ生成 .就乙酸收率而言 ,最佳反应条件为T =5 2 3K ,n(Cu) /n(Co) =5 .FT IR测试结果表明 ,反应后催化剂表面有CHx 和CHxO生成 .