强碱三元复合驱钙、硅垢沉积模型及结垢预测

以Oddo-Tomson饱和指数法和硅钼黄法测定低聚硅为基础,研究了大庆油田强碱三元复合驱区块的温度、压力、pH值和离子强度等因素对CaCO_3垢和硅垢沉积的影响规律;采用多项式函数和MATLAB中exponention函数对钙、硅混合垢沉积数据进行拟合,建立了钙、硅混合垢沉积预测方程,并结合成垢离子数据、pH值等,建立了大庆油田三元复合驱钙、硅混合垢各阶段结垢的量化预测方法。针对不同油藏区块,通过水驱空白CaCO_3饱和指数值和低聚硅理论饱和值对三元复合驱混合垢预测模型进行修正,可以提高结垢预测准确率;对大庆油田喇北东区33口井和南五区39口井进行结垢预测验证,钙、硅混合垢结垢预测的准确率分别为92.8%和89.6%。

利用粉煤灰合成低硅铝比NaP分子筛

以粉煤灰分级处理获得的硅铝组分Na2SiO3和NaAlO2为原料,通过水热反应制备了NaP型分子筛.考察了钠盐不同阴离子和有机空间位阻剂对NaP分子筛制备的影响,优化了水热合成NaP分子筛的工艺参数,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET方程对NaP分子筛产品的晶型、形貌和孔容进行分析表征,对NaP分子筛吸附水溶液中Ni2+的性能进行了评价.结果表明,合成NaP分子筛的最佳原料摩尔比为n(Na2O)∶n(SiO2)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=3.23∶1.95∶1∶226,反应温度为120℃,晶化时间为8h.当钠盐中阴离子为Br-时,可增大P型分子筛产率并提高其纯度.添加有机空间位阻剂三乙醇胺(TEA)[n(TEA)∶n(Al2O3)=1∶1]时,合成的P型分子筛粒径较小且具有较大的孔容,此时对应的Ni2+去除率较高,可达96.2%.

BiOCl/NaBiO_3复合材料的原位合成及光催化性能

利用HCl与Na Bi O3反应原位制备了结构可控的Bi OCl/Na Bi O3复合光催化材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等技术对其晶相组成、光吸收特性和表面形貌进行了表征,并评价了样品在可见光和紫外光下的光催化性能.结果表明,尽管Bi OCl几乎没有可见光活性,但27.4%Bi OCl/Na Bi O3在可见光下却表现出明显高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性.由于紫外光照可以有效激发Bi OCl,所有组成的复合Bi OCl/Na Bi O3都显示出高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性,其中47.6%Bi OCl/Na Bi O3具有最大光催化活性.研究了加入不同活性物种的捕获剂对光催化效率的影响,结合荧光实验结果和样品能带结构推测了复合材料光催化过程中光生载流子的传输行为.结果表明,Bi OCl/Na Bi O3催化活性增强主要归结于2种材料之间形成了有效的异质结构,其内建电场能够促进光生载流子的传输和分离;羟基自由基在光催化降解过程中是主要的活性物种.

正辛醇为载体的乳化液膜法脱酚

采用正辛醇为载体的乳化液膜体系进行了苯酚和邻甲酚废水的脱酚试验,研究了乳化液中的载体、表面活性剂、内相试剂浓度和油水比对脱酚效果的影响。在传质条件方面,考察了传质搅拌速率、传质时间、乳水比和初始酚含量等因素的影响。结果表明,在乳化液中正辛醇体积分数0.4%、油水比1∶1、液体石蜡体积分数5%、表面活性剂T154体积分数6%、内相NaOH溶液浓度为0.6mol/L、乳水比1∶6的实验条件下,经过一级乳化液膜分离过程,可快速脱除苯酚和邻甲酚,脱除率达到99%以上。

双子表面活性剂的合成及其表面活性

在四丁基溴化铵催化下,正十二醇、正十四醇和正十六醇分别与环氧氯丙烷反应制得1-烷氧基-3-氯异丙醇(3a～3 c);3与四甲基乙二胺反应制得双子阳离子表面活性剂4a～4 c;4依次通过磺化与中和反应合成了双子两性离子表面活性剂1a～1 c,其结构经IR确证。研究结果表明,1和4在室温(25℃)均具有较高的乳化能力;只是1相对于4的能力大大降低。

Pt含量及活化温度对固体超强酸催化剂异构化性能的影响

制备了固体超强酸Pt-S2O82-/ZrO2-Al2O3催化剂,采用X射线衍射(XRD),程序升温还原(TPR),差热分析(TG)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段对该催化剂进行了表征,并在高压微反应器-色谱联合装置上,考察了Pt质量分数和活化温度对催化剂正戊烷异构化性能的影响.结果表明,加入Pt可降低催化剂的还原温度,增强载体表面氢气的溢流效应,提高酸强度;Pt质量分数为0.10%、活化温度为300℃时获得的催化剂异构化活性最高,在反应温度220℃、压力2.0 MPa、氢烃摩尔比4∶1及质量空速1.0 h-1时,异戊烷产率达62.3%.在100 h内异戊烷收率可稳定在55.0%左右,选择性在98.0%以上.

微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水

采用微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水,优化了工艺条件。实验结果表明:最佳工艺条件为初始废水p H 3.0、铁屑加入量1.5 g/L(铁屑与活性炭的质量比1∶1)、微电解时间80 min、Fenton氧化时间120 min、H2O2加入量940 mg/L,阳离子聚丙烯酰胺加入量120 mg/L;在最佳工艺条件下处理废水后,COD由3116.0 mg/L降至681.3 mg/L,总COD去除率达78.1%,3个工段的COD去除率依次为33.1%,37.9%,7.1%,出水水质满足现场回注标准(SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》);该组合工艺对废水的处理效果远优于单独微电解、Fenton氧化或絮凝工艺,且方法简单易行、药剂利用率高。

太阳能热电耦合合成苯甲酸

通过恒电位电解甲苯实现了苯甲酸的太阳能热电耦合合成,考察了电极材料、反应温度及电解电压对苯甲酸合成的影响.采用气相色谱、红外光谱和紫外光谱对电解产物进行分析检测,证实了太阳能热电氧化甲苯的主要产物为苯甲酸.实验结果表明,以石墨作为阳极材料,反应温度为90℃,电解电压为2.0 V时,氧化甲苯合成苯甲酸的产率可达51.6%.

焙烧温度对微乳液法负载铂制备的Pt-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂异构化性能的影响

过微乳液法负载Pt制备了Pt-S2O28-/ZrO2-Al2O3(Pt-SZA-X)催化剂,并采用XRD、BET、FT-IR、TPR、TEM等手段对催化剂进行了表征。以正戊烷异构化反应为探针,考察了焙烧温度对催化剂异构化性能的影响。结果表明,焙烧温度对Pt-SZA-X的还原温度影响不大,但催化剂表面S含量随着焙烧温度的升高而下降;焙烧温度为600～650℃时形成O=S=O结构,此时S与催化剂载体结合比较稳定;焙烧温度为650℃时,可得到单一的ZrO2四方晶相,焙烧温度高于650℃时,比表面积迅速降低,催化剂表面S6+流失严重。在不同温度下焙烧得到的催化剂中,经650℃焙烧的催化剂具有适宜的超强酸位和比表面积,异构化活性最高。在反应温度为230℃、反应压力2.0 MPa、氢烃物质的量比4∶1、质量空速1.0 h-1时,催化异戊烷产率达到60.8%。

La含量对Ni-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体超强酸催化剂结构及异构性能的影响

制备一系列不同La质量分数的La-Ni-S2O82-/Zr O2-Al2O3催化剂(记为La-Ni-SZA),采用XRD、BET、H2-TPR、FTIR、Py-IR等手段对催化剂进行表征。以正戊烷异构化为探针反应,考察La质量分数对催化剂结构和异构化性能的影响。结果表明:引入适量的La能使催化剂中四方晶相Zr O2的颗粒尺寸减小,改善催化剂的氧化还原性能,促进L酸和B酸的形成;催化剂总酸量顺序为La(1.0)-Ni-SZA>Ni-SZA>SZA;La质量分数为1.0%的La(1.0)-Ni-SZA催化剂具有最高的异构化活性,在反应温度为140℃、压力为2.0 MPa、氢烃摩尔比为4、质量空速为1.0 h-1时,异戊烷产率达66.5%,明显高于Ni-SZA催化剂最佳反应温度(180℃)下的异戊烷产率(55.0%)。

微乳液法制备Pt-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3型固体超强酸催化剂及其异构化性能

采用微乳液法负载Pt制备了Pt-S2O28-/ZrO2-Al2O3(Pt-SZA-M)固体超强酸催化剂,以正戊烷异构化反应为探针,对比了微乳液法和浸渍法负载Pt制备的催化剂(Pt-SZA)的异构化性能,并采用XRD,FTIR,BET,TG-DTA,TPR和TEM对催化剂进行了表征.结果表明,与Pt-SZA催化剂相比,Pt-SZA-M催化剂中Pt粒子的粒径更小(4.5 nm)且尺寸更均一;Pt-SZA-M催化剂的比表面积(109.6 m2/g)比Pt-SZA催化剂(95.0m2/g)增加了15.4%.Pt-SZA-M催化剂的初始还原温度比Pt-SZA催化剂降低了10～20℃,表明微乳液法负载Pt可以提高催化剂的氧化活性,提高氢分子在催化剂上的吸附解离能力.异构化活性实验结果表明,与Pt-SZA催化剂相比,Pt-SZA-M催化剂的低温活性得到明显改善,在反应压力为2.0 MPa、氢烃摩尔比为4∶1、质量空速为1.0 h-1的条件下,Pt-SZA-M催化剂在反应温度为230℃时活性达到60.8%,在100 h内异戊烷的收率可稳定在58.0%左右,选择性在95.0%以上.

Al源种类对微乳液法制备固体超强酸催化剂异构化性能的影响

分别以拟薄水铝石、γ-Al2O3、Al2O3、Al(NO3)3·9H2O为Al源,通过微乳液法制备了一系列Pt-S2O2-8/Zr O2-Al2O3催化剂,并利用XRD、FT-IR、BET、H2-TPR等手段对其进行了表征,考察了Al源种类对Pt-S2O2-8/Zr O2-Al2O3固体超强酸催化剂结构和酸性的影响,并以正戊烷异构化反应为探针,考察了Al源种类对催化剂异构化性能的影响。结果表明,不同Al源制备的催化剂均能够稳定Zr O2四方晶相,增大催化剂的比表面积;除以拟薄水铝石为Al源制备的催化剂外,其他催化剂的氧化还原性能均有所提高。以Al(NO3)3·9H2O为Al源制备的催化剂具有最大的比表面积和更多的超强酸,表现出最佳的异构化性能,在反应压力2.0 MPa、氢烃物质的量比4∶1、质量空速(WHSV)1.0 h-1、反应温度220℃条件下,异戊烷产率达到59.5%。

阵列型TiO2纳米管光催化降解VOCs性能

通过二次阳极氧化电化学方法制备纳米孔/纳米管复合结构的阵列型TiO_2纳米管(2-step TiO_2 NTs),实验证明这种结构的TiO_2 NTs对大气中的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)有着十分优异的降解效果。本文通过气态甲醇的光催化降解来评估比较一次氧化生成的TiO_2纳米管(1-step TiO_2 NTs)和2-step TiO_2NTs的催化效果。实验结果表明,二次阳极氧化电化学方法所生成的TiO_2 NTs的纳米结构对光致电荷的产生有着十分重要的推动作用。之所以2-step TiO_2 NTs的纳米孔/纳米管复合结构能够显著提高VOCs的降解效率,是由于这种特殊的结构能够更加有利于电子的传递,同时能够有效地抑制光生电子和空穴的复合。最后,通过实验数据阐述了2-step TiO_2 NTs光催化活性的增强机理,这种新结构显示出更小的带隙、更高效的光生电子/空穴分离效率和VOCs降解性能。

表面活性剂对多孔颗粒Pt/P25光催化性能的影响

在利用化学还原法在P25上负载PtNi合金颗粒的过程中,通过加入表面活性剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)获得了高度分散均匀的合金颗粒.采用去合金化的方法选择性除去合金中部分Ni原子后,得到了具有表面纳米级中空孔洞的Pt助催化剂.所得催化剂样品Pt/P25与未加表面活性剂的样品相比显示出优异的光催化降解亚甲基蓝(MB)染料的性能和分解水产氢的活性.活性提高的原因为:多孔结构的Pt助催化剂能够提供更大的比表面和更多的反应活性位点,有利于表面氧化还原反应的进行;纳米孔形成的空间限域效应能够使光生电子与反应物进行有效的反应从而提高活性.实验结果还表明,OH·和·O^-2是光催化中起主要作用的活性物种.

粉煤灰在环境材料中利用的研究进展

能源转化的燃煤过程产生大量粉煤灰,其资源化利用不但减少环境污染而且提高经济效益,已成为人们研究的热点。本文综述了粉煤灰作为吸附剂在去除烟气NOx、SOx、汞、有机芳烃和污水中重金属离子、磷和氟离子以及有机化合物中的应用。粉煤灰中未燃尽的炭在吸附过程中起重要作用。粉煤灰合成沸石控制污染物是粉煤灰在环境材料方面利用的发展方向。基于"以废治污"科学理念,提出了利用粉煤灰制备DeNOx添加剂降低流化催化裂化(FCC)再生过程NOx排放新工艺,开辟粉煤灰资源化利用新途径,同时为FCC再生过程NOx污染物控制技术提供理论支持。

流化催化裂化再生过程NO_x控制技术研究进展

根据流化催化裂化(FCC)再生过程中NOx的生成机理和特点,FCC再生过程中NOx控制技术主要包括FCC原料预处理与改变工艺参数、脱NOx添加剂和FCC再生烟气脱硝3种。本文综合分析了FCC再生过程NOx控制技术原理、工艺流程及特点,在现有技术的基础上,以"以废治污"为指导思想,提出了利用粉煤灰制备脱硝催化剂,构建了原位催化还原与烟气返回耦合降低FCC再生过程NOx排放新工艺,开辟了粉煤灰资源化利用新途径,为开发FCC再生过程中NOx污染控制技术提供科学理论指导。