《非催化、催化和氢催化热解气氛下王德龙热化学腐败的综合研究》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2021-04-18
  • 对清洁能源和快速消耗传统不可再生能源的需求,导致了对可持续能源及其用于可再生能源生产的转换技术的追求。在估计任何原料的燃料潜力时,氢碳比是必不可少的。在本研究中,作者考虑了一种生物质Delonix rega (DR),其H/C比值为1.56,高于其他竞争性生物质如松木锯末(1.43)和煤(1-1.4)。因此,根据DR的H/C值选择DR,说明了本工作的目标为DR在600℃管式反应器中非催化、催化和氢催化热解。此外,在催化实验和加氢催化实验中使用Y型沸石、钠型催化剂为这项工作增添了新动力,因为这种催化剂被广泛用作裂解催化剂,用于将高沸点原油分离成更轻、更有用的馏分,如汽油。因此,在本研究中,希望该催化剂也能起到类似的作用,将高挥发分的热解气体在热解反应中分馏成较小的组分。因此,本工作的新颖之处在于用经济的Y型沸石钠催化剂催化和加氢热解一个很少被研究的生物质。DR非催化、催化和加氢热解生物油的HHV分别为16.5 MJ/kg、18.14 MJ/kg和20.65 MJ/kg。气相色谱-质谱联用分析表明,加氢热解可生成苯、甲酚、邻苯二酚等多种高附加值化学品。与其他两种情况相比,氢催化热解生物油中呋喃组分显著降低,芳烃组分显著增加。

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  • 《上海硅酸盐所在压电催化研究中取得进展》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-04-11
    • 压电材料具有非中心对称性的结构,在外加机械力的作用下可诱导表面电荷的不对称分布。表面富集的非平衡电荷能够引发电化学反应,在温和条件下可实现水和氧气分子的活化以及活性氧物种的产生,从而可实现能源小分子(O2、H2O、CH4等)转化,被认为是实现绿色化学合成的重要潜在反应途径。 近期,中国科学院上海硅酸盐研究所能源和环境催化材料课题组通过合理的催化反应体系设计,制备出一系列具有压电催化效应的半导体材料,开展了压电催化析氢、压电催化生成双氧水、压电催化转化甲烷等方面的研究工作,揭示了能源小分子在催化剂表面的活化机制和转化反应机理。该研究对推动利用自然界和人造震动能将含能小分子转化为绿色能源具有重要意义。 在外加超声作用下,超薄的MoS2内部能产生压电场。随着超声能量的增强,材料内部产生的内建电场作用增强,载流子分离效率提高,因此,当超声能量增加时,MoS2产氢效率大幅提升。对MoS2进行电极性及表面极化修饰,不仅增加了材料表面的活性位点,使内建电场分离的电子与H+在同一位点累积,进一步促进了产氢效率的提升,还能构建空穴捕获位点,促进了载流子的分离,实现了约1250μmol·g-1·h-1的高产氢效率。这种压电效应与催化作用耦合的思想,为半导体催化以及纳米能量转换器件提供了新的解决思路,有望拓宽压电材料在催化领域的应用。相关研究成果发表于Journal of Materials Chemistry A 6 (2018) 11909‐11915。 利用压电力显微技术表征了BiOCl、C3N4等材料的压电响应,并通过相关金属离子氧化还原反应证实了这些材料的压电催化活性位点。在空气气氛下,超声BiOCl或C3N4的纯水悬浮液可以分别得到28μmol/h和34μmol/h的H2O2产率,高于相应的光催化过程所得H2O2产率,表明这些材料在压电场下对氧气分子具有更强的催化效应,压电催化反应的效率具有进一步应用发展的潜力。相关研究成果分别发表于ChemSusChem 11 (2018) 527‐531和Journal of Materials Chemistry A 6 (2018) 8366‐8373。 利用羟基磷酸钙HAp的压电催化效应,通过甲烷氧化与甲醇偶联的串联过程实现了甲烷向低碳醇的转化。通过探针分子的吸附以及Au3+还原反应,验证了超声振荡下HAp的作用机制为压电催化而非超声催化。在超声振荡下,HAp的表面感应电荷能够分别作为表面阴极/阳极引发电化学反应,实现甲烷、氧气和水分子的活化,其中,氧气和水分子活化后产生的羟基自由基可进攻甲烷的C-H键使其转化为低碳醇。HAp上甲烷的压电催化转化能够获得甲醇、乙醇、异丙醇产物,产率分别为84.4、43.2、9.6μmolg-1h-1,且没有一氧化碳或二氧化碳的生成。该研究通过碳碳偶联延长了甲烷转化的反应路径,缓解了甲醇发生过度氧化的情况,同时提出了一个基于压电催化的C1化合物升级思路。相关研究成果发表于Nano Energy, 79(2021) 105449‐105459。 研究工作得到国家自然科学基金等的支持。
  • 《催化剂对通过催化水热气化从人类粪便的HTL产生的废水产氢的影响》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2017-08-08
    • 人粪便水热液化的水相富含有机物质。本研究探讨了不同催化剂对人类粪便水热液化产生的废水催化水热气化(CHG)的用途。催化剂筛选研究表明,NaOH(46.9%)和阮内镍(41.2%)导致最高的H2组成,而Ru / AC导致液体COD降低最多(97.7%)。然后研究了不同比例的两种非均相催化剂Raney Ni和Ru / AC组合的催化剂混合物,以增加H 2组成。 90%阮内镍和10%Ru / AC的重量比产生56.3%的H 2组成,350.0g / kg干饲料的气体产率和10.61mol / kg干饲料的H 2产率,表明催化剂协同作用可能存在于这两种催化剂之间,进一步增强H2的产生。加入反应坐标图,允许使用混合的阮内镍和Ru / AC催化剂直接比较能量回收率,CODr和H 2 / COD值,并改变温度和反应时间。结果表明,在400℃的温度下,发生最大化H2 / COD含量(9.5mg H2 / g COD),CODr(64.3%)和能量回收(30.4%)的最佳条件,保留时间为60 min,催化剂与原料的比例为0.1。 ——文章发布于2017年8月10日