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木质素催化热解产物高值化调控研究进展
1
作者 周安宁 白状伟 +4 位作者 贺新福 张怀青 石智伟 张致 王俊哲 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期1-16,共16页
木质素作为一种重要的可再生有机碳源,其独特的三维交联结构在为其带来丰富的化学潜力时,也为其高效转化和利用带来了难题。催化热解是实现木质素绿色、低碳和高值化利用的有效手段。在木质素催化热解的研究领域,甲烷、合成气、轻质芳... 木质素作为一种重要的可再生有机碳源,其独特的三维交联结构在为其带来丰富的化学潜力时,也为其高效转化和利用带来了难题。催化热解是实现木质素绿色、低碳和高值化利用的有效手段。在木质素催化热解的研究领域,甲烷、合成气、轻质芳烃和高性能多孔碳材料等成为备受瞩目的高值化目标产物。鉴于此,紧密围绕木质素催化热解高值化产物的应用这一核心导向,深入且系统地探讨了多种催化剂在木质素催化热解过程中的关键调控作用。其中,AAEMs催化剂可分为碱金属盐和碱土金属盐2大类,碱金属盐虽使液相产率有所降低,但提升了苯酚等单酚类物质的产率,而碱土金属盐则提高了液相产率,并且对增强苯酚的选择性效果显著。碱金属盐有助于气相产物的生成,并能提高H₂的选择性,碱土金属盐虽抑制气相产物生成,却在水煤气转换反应中发挥重要作用。在固相产物方面,碱金属盐相较于碱土金属盐更有助于提升生物质炭的产率,并且能够进一步优化其结构,增强反应活性。金属氧化物催化剂主要分为酸性和碱性2大类,其中,酸性金属氧化物在木质素催化热解过程中,可显著提升液相产物的产率,对苯酚及MAHs展现出较高的选择性,并且有助于CO和CH_(4)的生成,同时对生物质炭的生成起到抑制作用。而碱性金属氧化物虽会抑制液相产物的产生,但能有效促进苯酚的生成,在推动气相产物生成以及优化生物质炭结构方面表现突出。钙钛矿催化剂具有立方相等结构优势,且氧化还原性能优异。通过金属离子掺杂显著增加了氧空位含量,提高了液相产率与苯酚和MAHs的选择性,抑制了脱羧和脱羰基反应,升高了CH_(4)选择性,降低了生物质炭产率,且循环催化热解稳定性良好。分子筛类催化剂催化性能与其酸碱性和表面结构等相关。高酸性且具有适宜孔径的可促进木质素裂解重组,影响三相产物产率与选择性;经金属负载或酸化预处理等可优化其催化性能,提高目标产物的选择性。低成本催化剂如膨润土等也重要,其酸性位点和孔隙结构影响产物选择性,与分子筛联用可大幅提高MAHs选择性,对气相和固相产物也有独特调控效果。在此基础上,进一步提出了实现木质素催化热解产物高值化调控的催化剂优化策略。并对未来发展趋势进行展望,强调应大力加强对具有协同催化作用的新型催化剂及其催化机理的探索,为木质素催化热解产物的高效利用筑牢技术支撑,推动这一领域不断向前发展。 展开更多
关键词 木质素 催化热解 高值化 目标产物 选择性
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铈改性磁性核壳HZSM-5催化富油煤热解研究
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作者 周安宁 张致 +4 位作者 陈永安 张怀青 白状伟 石智伟 贺新福 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期144-155,共12页
【目的】富油煤是集煤、油气属性为一体的宝贵煤炭资源,催化热解是实现其绿色低碳开发的重要途径。然而,高效可回收催化剂的研发仍面临着极大的挑战。【方法】以HZSM-5@SiO_(2)@MgFe_(2)O_(4)(HSMF)为原料,采用水热法与碱改性制备具有... 【目的】富油煤是集煤、油气属性为一体的宝贵煤炭资源,催化热解是实现其绿色低碳开发的重要途径。然而,高效可回收催化剂的研发仍面临着极大的挑战。【方法】以HZSM-5@SiO_(2)@MgFe_(2)O_(4)(HSMF)为原料,采用水热法与碱改性制备具有多级孔结构的HZSM-5@SiO_(2)@MgFe_(2)O_(4)(mHSMF),再通过沉淀法制备铈改性mHSMF(5-CeO_(2)/mHSMF);并利用固定床反应器考察了5-CeO_(2)/mHSMF对神府富油煤热解产物的调控作用及其抗积炭性能。【结果和结论】结果表明,CeO_(2)改性有助于在HSMF表面形成微−介孔多级孔道结构;在5-CeO_(2)/mHSMF催化剂上,650℃、N_(2)气氛、反应1 h的条件下,神府富油煤焦油产率达到13.38%,是格金试验焦油产率的176%;相较于原煤热解,催化热解得到的焦油中脂肪烃类及苯类化合物含量分别增加了3.04%和3.07%,煤气中H_(2)和CH_(4)含量提高了10.49%;经CeO_(2)改性后,催化剂的抗积炭性能增幅达86.1%,积炭量仅为11.60 mg/g,且积炭趋于稳定的石墨化结构。5-CeO_(2)/mHSMF对神府富油煤催化热解产物的分布及组成具有明显调控作用,并表现出良好的抗积炭效果和磁性可回收性能。 展开更多
关键词 富油煤 热解 磁性催化剂 铈改性 抗积炭 油气提质
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Mo掺杂La_(0.5)Sr_(0.5)FeO_(3-δ)基阳极材料对DC-SOFC性能的影响
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作者 刘倩 周安宁 +3 位作者 刘国阳 王俊哲 张致 白状伟 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第10期1931-1941,共11页
采用溶胶-凝胶法合成了系列La_(0.5)Sr_(0.5)Fe_(1-x)Mo_(x)O_(3-δ)(LSFM_(x),x=0,0.07,0.11,0.15)材料,为提高该材料与电解质的相容性,进一步采用机械混合法制备了La_(0.5)Sr_(0.5)Fe_(1-x)Mo_(x)O_(3-δ)-Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2-δ)(L... 采用溶胶-凝胶法合成了系列La_(0.5)Sr_(0.5)Fe_(1-x)Mo_(x)O_(3-δ)(LSFM_(x),x=0,0.07,0.11,0.15)材料,为提高该材料与电解质的相容性,进一步采用机械混合法制备了La_(0.5)Sr_(0.5)Fe_(1-x)Mo_(x)O_(3-δ)-Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2-δ)(LSFM_(x)-GDC)复合材料,并以其为阳极,Ag-GDC为阴极,淖毛湖煤半焦为燃料,研究了Mo掺杂对直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)催化活性及稳定性的影响。采用X射线衍射光谱法(XRD)表征了系列LSFM_(x)材料的相结构,进一步采用XRD、扫描电子显微镜法(SEM)、一氧化碳程序升温脱附(CO-TPD)和X射线光电子光谱法(XPS)研究了系列LSFM_(x)-GDC阳极材料的相组成及对电池的影响机制。与LSF-GDC相比,Mo掺杂提高了阳极材料在还原性气氛下的稳定性,并促进了氧空位的形成,提高了该阳极材料对CO的吸附性能。LSFM_(0.11)-GDC为DC-SOFC阳极时,电池的最大功率密度为83.24 mW/cm^(2),极化电阻为0.97Ω·cm^(2,)放电时长可达5.97 h,与LSF-GDC为阳极的电池相比,功率密度提高了59%,放电时长增加了3倍。研究结果对于DC-SOFC钙钛矿阳极材料的制备与应用有一定的理论意义。 展开更多
关键词 钙钛矿型氧化物 阳极材料 直接碳固体氧化物燃料电池 稳定性 催化活性
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基于硫纳米材料化学发光检测药物分析方法研究
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作者 王芳 白状伟 +1 位作者 魏建航 陈小倩 《价值工程》 2020年第11期219-220,共2页
本实验建立了测定阿莫西林的新方法。阿莫西林在浓度范围为1.0×10-7~9×10-7g/mL,与S dots-H2O2发光体系的化学发光强度呈有良好的线性关系,检测限为3×10-8g/mL,对1.0×10-7~9×10-7g/mL的阿莫西林各进行了三次... 本实验建立了测定阿莫西林的新方法。阿莫西林在浓度范围为1.0×10-7~9×10-7g/mL,与S dots-H2O2发光体系的化学发光强度呈有良好的线性关系,检测限为3×10-8g/mL,对1.0×10-7~9×10-7g/mL的阿莫西林各进行了三次平行测定,相对标准偏差为2.1%。 展开更多
关键词 硫量子点 荧光特性 化学发光 H2O2 阿莫西林
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水热法合成双发射碳点的研究 被引量：1
5
作者 王晨星 魏建航 白状伟 《延安大学学报（自然科学版）》 2019年第1期47-51,共5页
制备了一种新型的具有双发射波长的荧光碳点(CDs)。以柠檬酸和苯并咪唑为原料,以甲酰胺为溶剂,采用一锅煮水热法合成。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究,透射电子显微镜、X-射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光... 制备了一种新型的具有双发射波长的荧光碳点(CDs)。以柠檬酸和苯并咪唑为原料,以甲酰胺为溶剂,采用一锅煮水热法合成。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究,透射电子显微镜、X-射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱等方法对碳量子点组成和形貌进行表征。结果表明,制备的CDs呈现蓝色荧光和红色荧光,在水溶液中有良好的分散性和光稳定性。合成的CDs发射的红光比蓝光对酸碱有着更高的灵敏性。红光发射在碱性中荧光较强,在酸性介质中荧光减弱,展现了潜在的pH传感性能。合成方法简单,对实现大批量合成双发射碳点提供一种新的思路。 展开更多
关键词 碳点 双发射 荧光
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