以四乙基氢氧化铵为有机模板剂,加入晶种并采用模板剂-晶种法在水热条件下合成β沸石。研究了晶化时间、晶化温度、模板剂用量、晶种质量分数等条件对β沸石合成的影响,最终确定了以硅溶胶为硅源合成β沸石的最佳制备条件,并通过对其改性制备了催化油酸异构化的H-β沸石。结果表明,在晶化温度为150 ℃、晶化时间为48 h、n(H2O)/n(SiO2)=18、n(TEAOH)/n(SiO2)=0.3、晶种质量分数为10 %的条件下成功合成高结晶度β沸石。以油酸为原料、H-β沸石为催化剂催化油酸异构化反应,在反应温度为280 ℃、反应时间为6 h、助剂水添加质量分数为3 %、催化剂质量分数为8 %的条件下,油酸的转化率高达81 %,异硬脂酸产率接近75 %。
采用水热法合成了CeO2、CeO2/BiOBr、CeO2/CNTs和CeO2/BiOBr/CNTs复合纳米材料催化剂,利用XRD、SEM、BET和UV-Vis等方法对材料的结构、形貌和织构特性进行表征。在长弧氙灯照射下模拟太阳可见光降解抗生素,研究复合纳米材料的光催化氧化性能。结果表明,CeO2与BiOBr、CNTs间的协同作用导致其对土霉素降解效果优于CeO2;CeO2/BiOBr/CNTs对抗生素和可见光具有更高的吸收性能,比CeO2/BiOBr和CeO2/CNTs有更高的降解效率。在弱碱性环境下生成活性基团 ·OH,复合材料催化效果较好。复合材料禁带宽度都在可见光范围内,CeO2的复合提高了材料的光利用效率,增强了材料的吸附性和电子-空穴对的迁移效率,进而提高其光催化活性。回收脱附实验表明,CeO2/BiOBr/CNTs复合材料具有较好的稳定性。
以自然界中广泛存在且廉价易得的松针作为生物炭的前驱体,采用高温热解法制备了铁掺杂生物炭(Fe-BC)和铁氮共掺杂生物炭(Fe-N1-BC、Fe-N2-BC和Fe-N3-BC),并将其用于活化H2O2去除水体中的对硝基苯酚(PNP)。考察了H2O2浓度、污染物质量浓度、材料投加质量浓度、初始pH以及温度等因素对PNP去除率的影响。结果表明,Fe-BC、Fe-N1-BC、Fe-N2-BC、Fe-N3-BC体系中·OH浓度为9.2、10.24、12.4、13.62 μmol/L,PNP的去除率分别为45.36 %、60 %、75.98 %和77.72 %,体系的·OH浓度越高PNP的去除率也越高,Fe-N3-BC对PNP表现出最高的催化降解性能。对PNP去除的最佳影响因素为:H2O2浓度为0.15 mol/L、PNP质量浓度为10 mg/L、催化剂投加质量浓度为0.25 g/L、溶液初始pH=5.48和溶液温度为25 ℃。
以Ce(NO3)3·6H2O和三聚氰胺为原料,采用简单的原位聚苯乙烯球模板法成功合成了一种新型CeO2纳米中空球/g-C3N4纳米复合材料。将其用于紫外光催化降解对硝基苯胺(PNA)。结果表明,当CeO2的复合质量分数为2.5 %时,PNA降解效率达到90.26 %。动力学拟合结果表明,PNA光催化降解过程符合拟一级反应动力学特征。与g-C3N4(k=0.006 0 min-1)和CeO2(k=0.002 3 min-1)相比,CeO2纳米中空球/g-C3N4复合材料光催化降解PNA的反应速率常数(k=0.011 0 min-1)分别提高了1.8倍和4.8倍。CeO2和g-C3N4复合后形成的异质结构促进了光生载流子的分离,延长了光生载流子的寿命,从而显著提高了光催化性能。
为改善钠离子电池正极材料Na4Fe3(PO4)2P2O7的导电性,提高其充放电性能,采用Cr3+掺杂提高正极材料本征导电性,采用包覆碳和复合碳纳米管(CNT)构筑高效导电网络以加快纳米活性物颗粒间的电子传导,制备并探究了Na4Fe3-xCr<em>x(PO4)2P2O7/C@CNT复合材料的结构与电化学性能。结果表明,当Cr3+掺杂量x为0.075、CNT添加质量分数为3 %时,所制备材料表现出较小的电荷传递阻抗和优异的高倍率充放电性能。其0.1 C和20 C倍率下的放电比容量分别达到120.64 mAh/g和87.11 mAh/g,10 C倍率下循环500次后容量保持率高达92.37 %。
针对致密油藏经“水平井+体积压裂”技术改造开发后井间流体发生窜流及致密油采收率偏低的问题,研制了一种高起泡强渗吸纳米驱油剂。以自研双子表面活性剂BD-2、CHSB、LAB为纳米驱油剂的主剂,通过三元相图法得出纳米驱油剂的配方为:25 % BD-2+10 % LAB+4.5 % CHSB+5 %油溶性增效剂+15.5 %小分子醇。对纳米驱油剂界面性能、润湿调节性能、渗吸性能、起泡性能、耐温抗盐性能、增容性能、静态洗油性能进行评价,同时研究了驱油剂对岩心中致密油动用情况。结果表明,在2 000 mg/L下,纳米驱油剂YYC-2与玛湖原油的界面张力可达6.318×10-3 mN/m,可将接触角降低至20.36°,渗吸采出程度达到21.37 %;在90 ℃、10×104 mg/L NaCl和5×103 mg/L CaCl2矿化度下均能达到超低界面水平,最大增容粒径可达593.6 nm,静态洗油效率最大可达80 %左右。高压压汞曲线与核磁共振曲线的转换系数C为791 nm/ms,能启动岩心最小孔隙直径为20.030 4 nm。
以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂、NH4F为矿化剂,运用水热晶化法制备厚度为10~100 nm的纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛,考察TPAOH/SiO2摩尔比、晶化温度对纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛制备的影响,并对其甲苯动态吸附性能进行评价。结果表明,晶化温度为90 ℃时,随着TPAOH/SiO2摩尔比的增加,纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛的尺寸与厚度减小,孔容与平均孔径增大。TPAOH/SiO2摩尔比为0.35时,晶化温度的升高不影响纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛的形貌、结晶度与孔结构。相比市售高硅ZSM-5分子筛,厚度10~20 nm、SiO2/Al2O3摩尔比为305的纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛对甲苯的动态穿透吸附容量增加约22.5 %、饱和吸附容量增加约26.8 %,且吸附曲线符合Yoon-Nelson模型。经20次重复再生后,该纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛的甲苯吸附容量衰减低于0.5 %,展现出良好的再生使用性能。
以肝素钠粗品为原料,采用超声盐解-阳离子交换转锂-二氧化氯氧化-醇沉-干燥的新型离子交换工艺制备低分子质量肝素锂。采用Box-Behnlen实验对制备工艺条件进行优化。通过FT-IR、UV-Vis、1HNMR、XPS、比旋光度等对产品进行组成、结构和性能表征,考察了其活化部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)体外抗凝3项指标。结果表明,盐解辅以超声、转锂时锂型树脂交换、ClO2氧化脱色为该工艺改良的3个关键环节。最佳工艺条件下制得肝素锂效价为173.3 IU/mg,锂质量分数为3.6 %,比旋光度为+51.422°。自制肝素锂与肝素钠标准品具有高度相似的结构特征,保留了肝素中-OSO3-、-COO-、OH-等活性基团。自制肝素锂展现出较强的体外抗凝血活性,主要通过内源凝性途径和共同途径作用于凝血过程,可作为医用采血器的预置抗凝剂。
利用反冲洗铁锰泥和海藻酸钠(SA)制备了一种多孔复合吸附剂ISG,并用于吸附模拟废水中Sb(Ⅲ),探究了不同造孔材料及其添加量对除锑Sb(Ⅲ)性能的影响,并考察了吸附剂填料层高度、模拟废水中Sb(Ⅲ)初始质量浓度、进液流量对动态吸附锑的影响。结果表明,以固体NaHCO3为造孔材料所制备的多孔复合吸附剂ISSG对模拟废水中Sb(Ⅲ)的去除效果最好,适宜条件下ISSG对Sb(Ⅲ)的去除率最高可达98 %,且机械强度良好;在一定范围内,吸附剂填料层高度的升高或模拟废水Sb(Ⅲ)初始质量浓度和进液流量的降低都会延长吸附穿透时间;Yoon-Nelson和Thomas模型对吸附穿透曲线拟合良好(R2>0.91),可准确预测穿透时间和饱和吸附量。
利用烧结过程中固相反应产生的额外烧结推动力,在1 200 ℃、常压烧结的条件下,通过混相烧结的方法成功制备了晶粒均匀、致密的纯相Ba4Ti13O30陶瓷,研究了Ba4Ti13O30相的合成规律、烧结性能及其显微结构的演变规律,并表征了Ba4Ti13O30材料的介电性能。结果表明,用固相反应法合成的BaTiO3粉体与TiO2在1 150 ℃下即可合成Ba4Ti13O30相,且在1 150~1 250 ℃温度范围内均生成单相。当烧结温度为1 200 ℃时,Ba4Ti13O30陶瓷的相对密度达到最大值95 %,此时试样的微波性能最佳,其介电常数和品质因数Q×f分别为40和66 273,其品质因数Q×f值远高于文献报道的13 000;但当烧结温度提高到 1 230 ℃时陶瓷试样体密度略有下降并出现晶粒异常长大的现象,微波性能也随之急剧恶化,这是由其显微结构的变化所致。
以MOF材料为前驱体合成三维形貌的氧化铝(3DAO),采用低温水热法合成了具有分层纳米结构的勃姆石(HNγ-AlOOH),最后经煅烧形成相同纳米结构的活性氧化铝(HNγ-Al2O3)。以HNγ-Al2O3为载体制备了一系列负载量(0.5 %、1 %和1.5 %)的Pt/HNγ-Al2O3双功能催化剂,并将其用于油酸脱羧制备航空煤油。利用XRD、SEM、TEM、BET等对催化剂进行表征。结果表明,HNγ-Al2O3具有丰富的孔结构、较高的比表面积(266.8 m2/g)和适宜的酸性。1 % Pt/HNγ-Al2O3具有最优的催化性能,在反应温度为340 ℃、反应时间为5 h时,C8~C17的收率可达84.8 %。
采用溶胶-凝胶法制备了空白TiO2及过渡金属离子(Ni、Fe、Ag、Zn)改性的光催化剂,利用FT-IR、XRD和SEM等方法对其进行表征。以汽油气为目标污染物,考察了不同工艺条件对光催化剂降解汽油气性能的影响。结果表明,与空白TiO2相比,过渡金属离子改性的光催化剂晶粒尺寸明显减小,表面分散均匀且羟基数量增加,其中Zn离子改性的光催化剂对汽油气具有最佳的催化降解效果;在Zn/TiO2摩尔比为0.2 %、煅烧温度为550 ℃、汽油气初始质量浓度为14 042.55 mg/m3、光催化剂质量为30 g、光照强度为36 W/m2的最佳降解条件下,3 h内对汽油气的降解效率达到了76.6 %。
通过二苯基氧膦(DPO)与4-氟氯苄反应制备了(4-氟苄基)二苯基氧化膦(4-FDPO)。以4-FDPO为阻燃剂、4,4'-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂制备了双酚A型阻燃环氧树脂(EP)。考察了阻燃剂对EP的阻燃性能、介电性能、热稳定性能和吸水性能的影响。结果表明,样品EP/4-FDPO-0.9(磷质量分数为0.9 %的4-FDPO改性EP)的LOI为34.3 %,并在垂直燃烧测试中达到V-0等级。与纯EP相比,EP/4-FDPO-0.9的热释放速率峰值、平均热释放速率和平均有效燃烧热分别降低了49.6 %、9.7 %和17.7 %。阻燃机理研究表明,4-FDPO的引入除明显提高了EP的阻燃性能外,在0.1 MHz-15 MHz频率范围内还具有更低的介电常数(Dk)和介电损耗(Df)值,有利于改善EP的介电性能。
为解决中高压贫气乙烷回收流程中能耗高及设备利用率低带来的经济损失问题,对3种高效乙烷回收流程(部分气体循环流程RSV、带压缩的强精馏流程SRC、冷干气回流流程CRR)进行能耗、20240540-1 以及经济分析对比,选出最佳流程为SRC。在保证乙烷回收率在95 %以上的条件下,利用HYSYS软件模拟计算。能耗分析表明,SRC流程能耗最低,比RSV和CRR分别低10.17 %、2.25 %。20240540-1 分析表明,主体工艺中SRC流程总 20240540-1 损最小,比RSV和CRR分别低63.51 %、11.73 %。经济分析表明,SRC流程年消耗经济成本最低,年总经济效益最好,比RSV和CRR分别高4.98 %、13.24 %。
由中石化南京化工研究院开发的MA系列(用于低分压碳捕集)吸收剂已经在国内近10套万吨级碳捕集示范装置上成功运行。较为详细地讨论了该系列中MA-2吸收剂在国能锦界电厂15万t/a碳捕集装置上的运行情况,在设计进气量条件下,考察了气液比、捕集率等因素对再生能耗的影响并确定了较优值分别为34 m3/m3及95.2 %,对应再生能耗最低为2.72 GJ/t。在上述条件下又逐步考察半富液级间冷却、富液分流、贫液MVR等节能工艺对再生能耗的影响并确定较优值,即当富液分流比为5 %,级间冷却为40 ℃,MVR压差为50 kPa时,装置再生能耗最低仅为2.30 GJ/t。考察了不同工况下MA-2吸收剂的逃逸情况为31~59 mg/m3。
先通过滴涂法制备纳米氧化铈-石墨烯(CeO2-Gr)复合物修饰玻碳电极(GCE),再在含氯金酸(HAuCl4)的缓冲溶液中,采用循环伏安法将Au(Ⅲ)还原到CeO2-Gr表面,从而制得AuNPs/CeO2/Gr/GCE。采用电化学阻抗谱法(EIS)对修饰电极进行电化学特性表征。研究了AuNPs/CeO2/Gr/GCE快速、准确测定水环境中As(Ⅲ),采用差分脉冲溶出伏安法,探讨了氧化铈与石墨烯质量比、金纳米粒子沉积圈数、沉积时间和沉积电位及干扰离子等对测定结果的影响,并确定检测As(Ⅲ)的优化实验条件。在最优条件下,该电化学传感器对As(Ⅲ)具有良好的电流响应,其溶出伏安峰电流与As(Ⅲ)浓度的线性范围为13.35~387.15 μmol/L,检出限为4.74 μmol/L。在不同干扰离子存在的情况下,传感器对As(Ⅲ)的选择性较好。为了评估传感器的实际应用能力,以实验室自来水为样本进行As(Ⅲ)加标检测,加标回收率为90.5 %~99.2 %,表明该电化学传感器具有监测As(Ⅲ)的应用潜力。