纳米铁基催化剂对低阶煤热解产物及反应动力学的影响

烟煤升温氧化的影响因素及其低温热解动力学

烟煤升温氧化的影响因素及其低温热解动力学皇甫文豪;尤飞;王振华;王文达;朱媛姝;周松涛【摘要】为探讨烟煤升温氧化反应特性及其影响因素,利用热重法研究了不同含水率及不同粒度烟煤在10℃/min加热速率下的热失重过程,并应用Coats-Redfern 积分法进行低温热解动力学分析.结果表明,水分蒸发和气体解吸附、增重与结构氧化分别主导其2步氧化机制.第1阶段温度阈值随含水率的增加先减少后增加,且含水率为9.16％的煤样S3温度阈值最小,含水率在第1阶段反应过程中影响显著;第1阶段温度阈值及自燃阈值随粒度增大而升高.选用一级反应模型和二级反应模型分别用于计算2个反应段的表观活化能,所得相关系数R2>0.98,活化能与频率因子之间存在动力学补偿效应,且发现煤样S3及粒度最小的煤样L5(19.21μm)较同组其它煤样相比,需要较少的活化能以克服反应壁垒,表明其具有较高的自燃危险性.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)003【总页数】6页(P17-21,25)【关键词】烟煤;升温氧化;含水率;粒度;低温热解动力学【作者】皇甫文豪;尤飞;王振华;王文达;朱媛姝;周松涛【作者单位】南京工业大学江苏省城市与工业安全重点实验室,江苏南京 210009;南京工业大学火灾与消防工程研究所,江苏南京 211800;南京工业大学江苏省城市与工业安全重点实验室,江苏南京 210009;南京工业大学火灾与消防工程研究所,江苏南京 211800;辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室,辽宁阜新 123000;南京工业大学江苏省城市与工业安全重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学火灾与消防工程研究所,江苏南京 211800;南京工业大学火灾与消防工程研究所,江苏南京 211800;南京工业大学江苏省城市与工业安全重点实验室,江苏南京 210009;南京工业大学江苏省城市与工业安全重点实验室,江苏南京 210009【正文语种】中文【中图分类】TD75+2.2近年来，国内外学者分别采用绝热氧化法、交叉点温度法、热重分析法、氧吸附法对煤的自燃倾向进行了标定，每种实验方法均有各自的实验标准[1-3]。

ReaxFF动力学分析煤热反应机理

ReaxFF动力学分析煤热反应机理李莹莹;王杰平;李光跃;梁英华【摘要】为了从微观角度研究煤的热解机理,找出热解过程中反应路径、中间产物等反应信息,用ReaxFF动力学的方法分析煤的热反应机理.阐述了模拟过程中煤分子体系的构建、模拟结果的处理方法,介绍了如何通过监测自由基中间体种类,获得反应过程中常见产物的分布和基元反应,进而解释煤热解、氧化和水热处理等反应过程的机理,并对ReaxFF动力学在煤热反应体系中复杂化学反应的研究前景进行展望.通过ReaxFF方法可模拟煤的热反应过程,可以获得主要产物的生成路径、产物种类、产物的生成顺序等信息,还可以研究煤热解过程中煤分子间或与其他分子间的相互作用,进而分析热解过程中煤的热反应机理.后续可通过时温等效原理建立模拟温度与实际温度的定量关系,解决ReaxFF方法模拟温度与实际温度不对应的问题;通过编写相应的后台程序缩短模拟计算结束后数据的处理时间.%In order to investigate the pyrolysis mechanism of coal and find the reaction path and intermediate products from microscopics,the reactive force field (ReaxFF) molecular dynamics was adopted to study the pyrolysis of coal.The establishment of coal molecules,the processing of the results during simulation were introduced.The mechanism of pyrolysis,oxidation and hydrothermal reaction were explained by the distribution of familiar products and elementary reactions which could be got through detecting the free radicals in the pyrolysis.The application of ReaxFF molecular dynamics on the field was forecast.The generation pathways of main products,the kinds of the products and the generation sequence of the products could be gotten by simulating the thermal reaction of coalthrough ReaxFF.The interactions between coal molecules and other molecules in the pyrolysis also could be gotten.Quantitative relation between simulation temperature and actual temperature could be figured out by time temperature equivalence principle.A lot of time could be saved by corresponding post processor to process the data in the pyrolysis.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2017(023)001【总页数】5页(P48-51,56)【关键词】煤热反应;燥热解;动力学模拟【作者】李莹莹;王杰平;李光跃;梁英华【作者单位】华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TQ53煤的高温转化过程较为复杂，用试验手段研究可从不同侧面在一定程度上揭示反应过程，但还存在一些不足：其一，煤的高度复杂、非晶态、非均一性等特性，使得热解过程中发生的化学反应种类繁多，产物种类及数量难以统计；其二，在活泼分解阶段，桥键、芳环侧链等不稳定基团断裂，产生大量自由基，这些自由基寿命极短且不稳定，用试验手段很难对其进行监测或捕获[1]。

碱金属对煤燃烧特性的影响及动力学分析

Abstract: The effects of alkali metal salt (K2CO3,NaCL) on combustion property of pulverized coal were investigated with a non-isothermal thermogravimetry. The results show that K and Na
表 3 负载样品代码
Table 3 Code of loading samples
Sample label
Loading of K2O /mg/煤
Sample label
K1
24.1670
Na1
K2
33.6126
Na2
K3
52.0497
Na3
K4
1
Na4
K5
69.2637
Na5
60
1.3 反应活性测定
对 K3，K4，K5 样品，DTA 曲线均为 3 峰曲线，K3 的第二个峰值最大，K4，K5 是第三个
峰值最大。根据这一结果同样可以得到 K 能够有效提高煤中挥发分的释放与燃烧速率的结
20 combustion of fixed carbon, while Na mainly catalyze the fixed carbon combustion. The
combustion reaction followed first order kinetics for raw coal, K-loaded coal, Na-loaded coal at
-2-
中国科技论文在线

TG 曲线影响的差别不大。从图 2 中出看出各样品在 380 ℃之前 TG 曲线基本重合，在 400-600 ℃温度段，与原煤相比 TG 曲线均向低温区偏移。说明 Na 对煤粉燃烧的影响与 K 不同，对 75 挥发分的析出无促进作用，但可提高挥发分和固定碳的燃烧速率。

化学催化和反应动力学的论文研究

化学催化和反应动力学的论文研究化学催化和反应动力学是化学领域中非常重要的研究方向。

催化是指通过添加催化剂，使化学反应的速率提高，而不影响化学反应的化学方程式和生成物的种类。

反应动力学则是研究化学反应速率与反应条件之间的关系。

本文将探讨几篇催化和反应动力学领域的论文研究。

在化学催化领域，金属有机框架材料（MOFs）是一种新兴的研究方向。

王鹏等人在《基于金属有机框架的可控合成Co@C复合物及其电化学性能研究》一文中，研究了经过控制合成Co@C复合物的方法，并研究了其电化学性质。

在实验中，他们采用一种简单的溶剂挥发-还原方法，成功地合成出一种高度结晶的COF-5-NH2中间体，并利用其模板效应得到Co@C复合物。

通过SEM 和 TEM 等测试，他们确认了 Co@C 复合物的微观结构。

进一步研究表明，在碱性介质中，Co@C复合物表现出较好的电催化性能，验证了该催化剂在电化学与电催化反应方面的优良表现。

在反应动力学方面，研究气相反应动力学是特别有趣的研究方向。

郭平等人在《O3-OH体系硫酸生成动力学研究》一文中，研究了 O3-OH 反应动力学对大气环境的影响。

在实验中，他们分别使用封闭恒温恒压反应器和 FTIR 光谱仪测量了氧化剂 O3 和 OH在 SO2 溶液中生成硫酸的反应动力学。

经过反应机理和动力学研究，他们得出了硫酸生成速率随 SO2 初始浓度的变化规律。

进一步地，通过计算得到硫酸生成反应的速率常数、活化能等动力学参数，包括反应级数和基元反应，从而能够更好地预测 SO2 在空气中的反应规律。

此外，在催化和反应动力学领域还有许多其他研究。

张慕瑶等人在《铜基催化剂上邻氨基苯亚胺突增氢气催化还原性能研究》中利用铜基催化剂，实现了对邻氨基苯亚胺的选择性催化还原。

潘琳等人在《芳基化结晶材料中质子传导与水分散行为的NMR研究》中研究了苯基化结晶材料中质子传导与水分散行为的核磁共振（NMR）研究。

Joelle Rammeloo等人在《多酚生物燃料电池中酶催化反应的动力学研究》中，研究了多酚生物燃料电池中酶催化反应的动力学，并发现了催化机理。

铁基中低温SCR脱硝催化剂性能研究

The supported catalyst was prepared with XO, TiO2, Fe2O3as base material, carrier and active constituent respectively, in order to studied the effect of base material on the catalyst. The experimental results show that the addition of multiple metal oxide lead to the surface area reduced and oxidation enhanced of catalysts.
At present, there exist some problems in the commercial catalyst, the price is expensive, narrow active temperature window, and abandoned catalyst will lead to secondary pollution. So, it has very important significance to develop environmental friendly catalyst, low temperature, high efficiency and cheap. Iron oxide, has received the attention of scholars both at home and abroad, because it has advantages of environmentally friendly, low prices,and strong reducibility.This paper focuses on the preparation and characterization of denitration catalystbased on Fe.

化学反应动力学考题及答案

研究生课程考试成绩单（试卷封面）任课教师签名：日期：注：1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。

“简要评语”栏缺填无效。

2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。

3. 学位课总评成绩以百分制计分。

第一部分1.简答题（1）简述化学反应动力学与化学反应热力学、化学反应工程的关系。

答：化学反应动力学与化学反应热力学是综合研究化学反应规律的两个不可缺少的重要组成部分。

由于二者各自的研究任务不同，研究的侧重而不同，因而化学反应动力学与化学反应热力学既有显著的区别又互有联系。

化学反应热力学特别是平衡态热力学是从静态的角度出发研究过程的始态和终态，利用状态函数探讨化学反应从始态到终态的可能性，即变化过程的方向和限度，而不涉及变化过程所经历的途径和中间步骤。

所以，化学反应热力学不考虑时间因素，不能回答反应的速率历程。

因此，即使一个反应在热力学上是有利的，但如果在动力学上是不利的，则此反应事实上是不能实现的。

因此，要开发一个新的化学过程，不仅要从热力学确认它的可能性，还要从动力学方面研究其反应速率和反应机理，二者缺一不可。

从研究程序来说，化学反应热力学研究是第一位的，热力学确认是不可能的反应，也就没有必要再进行动力学的研究。

显然只有对热力学判定是可能的过程，才有进行动力学研究的必要条件。

（2）简述速控步、似稳态浓度法、似平衡浓度法的适用条件及其应用。

答：速控步：连续反应的总反应的速率决定于反应速率常数最小的反应步骤——最难进行的反应，称此为决定速率的步骤。

此结论也适应于一系列连续进行的反应；而且要满足一个条件即反应必须进行了足够长的时间之后。

似稳态浓度法：是对于不稳定中间产物的浓度的一种近似处理方法，视之近似看作不随时间变化，不仅常用于连续反应，对于其他类似的反应只要中间物不稳定，也可适用。

似平衡浓度法：在一个包括有可逆反应的连续反应中，如果存在速控步，则可以认为其他各反应步骤的正向、逆向间的平衡关系可以继续保持而不受速控步影响，且总反应速率及表观速率常数仅取决于速控步及它以前的反应步骤，与速控步以后的各步反应无关。

《无溶剂法制备铁基分子筛催化剂及其费托合成性能研究》

《无溶剂法制备铁基分子筛催化剂及其费托合成性能研究》一、引言随着能源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强，开发高效、环保的催化剂技术对于促进能源的可持续利用和环境保护具有重要意义。

铁基分子筛催化剂作为一种重要的催化剂，在费托合成（Fischer-Tropsch Synthesis）反应中具有广泛的应用前景。

本文旨在研究无溶剂法制备铁基分子筛催化剂的过程及其在费托合成反应中的性能表现。

二、无溶剂法制备铁基分子筛催化剂无溶剂法制备铁基分子筛催化剂，主要采用固态反应技术，通过将原料在一定的温度和压力下进行混合、煅烧等过程，实现催化剂的制备。

该方法的优点在于无需使用溶剂，从而避免了溶剂对催化剂性能的影响，同时也降低了环境污染。

1. 原料选择与准备在制备过程中，我们选择铁盐、硅源、铝源等为主要原料。

首先，将原料进行干燥、研磨、过筛等处理，以保证原料的均匀性和活性。

2. 混合与煅烧将处理后的原料按照一定比例混合均匀，然后进行煅烧。

煅烧过程中，需控制温度、压力和时间等参数，以保证催化剂的晶相结构稳定和性能良好。

3. 制备完成与后处理煅烧完成后，对制备的铁基分子筛催化剂进行破碎、筛选等后处理，以获得符合要求的催化剂产品。

三、费托合成性能研究费托合成是一种将合成气（CO+H2）转化为液体燃料的过程。

本文通过实验研究无溶剂法制备的铁基分子筛催化剂在费托合成反应中的性能表现。

1. 实验装置与条件实验采用固定床反应器，通过调节反应温度、压力、空速等参数，模拟实际生产过程中的费托合成反应。

同时，对催化剂的活性、选择性、稳定性等性能进行评估。

2. 实验结果与分析实验结果表明，无溶剂法制备的铁基分子筛催化剂在费托合成反应中具有良好的活性和选择性。

通过XRD、SEM、TEM等手段对催化剂进行表征，发现该催化剂具有较高的比表面积和良好的孔结构，有利于反应物的吸附和产物的扩散。

此外，该催化剂还具有良好的稳定性和抗积碳性能，能够在较长时间内保持较高的催化活性。

纳米铁去除水体中镉的反应动力学、吸附平衡和影响因素

纳米铁去除水体中镉的反应动力学、吸附平衡和影响因素黄园英; 王倩; 汤奇峰; 刘久臣; 陈翠柏; 刘斯文【期刊名称】《《生态环境学报》》【年(卷),期】2019(028)010【总页数】9页(P2053-2061)【关键词】纳米铁; 镉离子去除; 吸附; 动力学; 平衡; 影响因素【作者】黄园英; 王倩; 汤奇峰; 刘久臣; 陈翠柏; 刘斯文【作者单位】国家地质实验测试中心北京 100037; 自然资源部生态地球化学重点实验室北京 100037; 中国地质大学水资源与环境学院北京 100083; 青岛聚创环保设备有限公司山东青岛 266043【正文语种】中文【中图分类】X132随着工业发展，大量重金属排入土壤及河流、湖泊和海洋等水体中，危害土壤、水生生态环境（Axtell et al.，2003；Amarasinghe et al.，2007；陈程等，2010）。

在这些重金属中，镉尤为突出。

镉（Cd）主要是通过石油燃烧、金属生产、磷肥施用、染料和液晶屏（Sharma，2008；Alloway et al.，1999；Perez-Marin et al.，2007）等途经进入环境中。

在我国，重金属已导致土壤和水严重污染。

Cd被列为人类致癌和致畸形物质，有研究表明Cd进入人体后首先造成对肾功能的损伤，进而引起肺、肝、骨、生殖器官的损伤，严重时可导致癌症的产生（Mahalik et al.，1995）。

世界卫生组织（WHO）规定饮用水中 Cd浓度不能超过0.003 mg·L-1（WHO，2008）。

由于Cd污染的普遍性和低的饮用水标准，所以必须发展一些技术去除污染水体中Cd。

目前，含镉废水实用处理技术包括化学沉淀法（邵红艳等，2018；常艳丽，2013）、铁氧体法（商娟等，2017；Wen et al.，2017）、离子交换法（车荣睿等，1994）、电絮凝法（孔茜，2009）、膜分离法（Mathilde，2004）、吸附法（符云聪等，2018；Qasemi et al.，2018）等。

《煤化工工艺学》——煤的间接液化

为了提高活性和选择性，还加入了各种助剂和载体，载体的加入，导致了催化剂中的金属组分高度分散，并提高了催化剂的抗烧结性。
① 钴、镍催化剂条件温和，合成产品主要是脂肪烃，但稍提高反应温度则甲烷含量大增。 ② ThO2和ZnO催化剂条件苛刻，只能生成烃醇混合物，但氧化性催化剂对硫不敏感。
用在固定床反应器的中压合成时，反应温度为220～240 ℃ 铁催化剂加钾活化，具有比表面积高和热稳定性好的结构，可用的载体为 Al2O3、CaO、MgO、SiO2、ZSM-5分子筛．其操作温度为220～340 ℃,操作压力为1～3 MPa。
第6章煤间接液化
§6.1 费托合成
费托合成
具体到中国的发展来说，关键在于技术，中国人不掌握这个技术，南非转让要价非常高。国内的技术尚不成熟。因此发改委是限制发展，除了兖矿榆林100万吨、山西潞安、内蒙伊泰的16万吨中试，神华和神华宁煤的3个300万吨/年项目外，短期内不会核准类似项目。而国内的项目同样遇到了技术来源、可靠性的问题。
煤液化是提高煤炭资源利用率，减轻燃煤污染的有效途径之一，是洁净能源技术之一。
煤液化的实质
煤液化的目的之一是寻找石油的替代能源。煤炭资源10 倍于石油，故认为液化煤是石油最理想的替代能源。
煤与石油的异同点
名称状态分子量煤固体 5000~10000 吡啶萃取物的分子量约2000 石油液体平均值200 高沸点渣油的分子量600
F-T合成催化剂
单一催化剂
铁、钴、镍和钌（沉淀铁催化剂、熔铁型催化剂）
F-T合成催化剂
复合催化剂
Fe、Co、Fe-Mn等与ZSM-5分子筛混合组成的复合催化剂首先：复合催化剂可以将F-T合成的宽馏分烃类由C1~C40缩小到 C1~C11，抑制了C11以上的高分子量烃类的生成。其次，复合催化剂还大幅度提高了汽油馏分 C5~C11 的比例，并且合成产物中基本上不含有含氧化合物。故：复合催化剂将得到广泛的应用。

煤的热解与粘结全解

从煤的分子结构看，热解反应的影响对象主要是基本结构单元周围的侧链和官能团，基本结构单元之间的桥键。对热不稳定成分不断裂解，形成煤气、焦油等低分子化合物，以挥发分的形式析出
基本结构单元的核对热稳定，互相缩聚形成固体产品（半焦或焦炭）
9.2.1 有机化合物的热裂解
有机化合物的热稳定性，决定于其键型与键能
由此可见热解速度(反应速度)和脱挥发分速度(反应与扩散的总速度)是两个不完全相等的概念。
从整体来看，脱挥发分主要是由扩散控制的，但在恒温下分解速度可能控制脱挥发分的最初阶段。
9.3.1 脱挥发分动力学
非等温研究
(1)可以避免将试样在一瞬间升到规定温度了所发生的问题；(2)在原则上它可以从一条失重速率曲线算出所有动力学参数，大大方便和简化了测定方法。此法也要假定分解速率等同于挥发物析出速率。
B烟煤热解规律
（2）指前因子A和活化能呈现较好的线性关系
B烟煤热解规律
随着煤化度的提高，特征温度上升
9.4 煤的黏结与成焦机理
9.4.1概述
1）溶剂抽提理论日本城博等人用吡啶作溶剂抽提煤，并认为抽提出来的低分子组分属于黏结组分，而残留的物质则属于纤维质组分。黏结组分-黏结能力的强弱，纤维质组分-焦炭基质(或称焦炭气孔壁)的强度。黏结组分和纤维组分的相互作用，对胶质体的流动性和焦炭的质量有重要的影响。
9.4.1概述
4）中间相理论
中间相成焦机理认为在炭化时，随着加热温度升高，煤或沥青首先生成光学各向同性的胶质体，然后在其中出现液晶(又称中间相)。这种液晶在基体中经过核晶化、长大、融并、固化的过程，生成光学各向异性的焦炭。
5）传氢理论
1980年英国马什(H．Marsh)和美国尼夫尔(R．CNeavel)认为煤在炼焦过程中，塑性的发展是一个供氢液化过程，而传氢媒介物是由煤本身提供的。任何因素若能改变传氢媒介物的量和质，都会改变被加热煤的塑性。如在煤和黏结剂共炭化时，黏结剂就能起到传氢媒介物的作用，改善煤的塑性。

煤的热解过程

Vdaf与Tp、Wmax的关系
热失重 + 色谱质谱联谱技术对稠环芳烃、氧杂环、的酚羟基、酮、醚等官能团与碳骨架分解有较大帮助；
低温热解 + 色谱质谱联谱技术对低煤化度煤中含氧官能团化学活性脱除顺序研究有益；
加压热重分析仪研究煤的热解反应动力学，热解时压力影响仅在某一定温度之上才表现出来，在此温度之后，挥发份析出量随压力的升高而减少，烟煤的析出量随压力升高衰减得较快，无烟煤析出量随压力升高衰减。
(dW/dt)%·min-1
0.0025 0.0000 -0.0025 -0.0050 -0.0075 -0.0100 -0.0125 -0.0150 -0.0175 -0.0200
0
A1 A2 A3 A4 A5
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Temperture/℃
特殊煤的热解速率曲线
（1）总体变化规律基本一致，但热解失重速率变化较大；（2）最大热解失重速率峰值向前或向后推移；（3）碱土金属不同催化作用显现；（4）二次热解明显
煤热解特征参数
由热失重实验测定煤热解转化率时，可按下式计算：

W0—试样原始质量，mg；W—试样在某一时刻的质量，mg；Wf— 试样热解到规定终点时残余质量，mg；△W—试样在某一时刻的失重，mg；△Wf—试样在规定热解终点的失重，mg。
煤的热解过程及规律
定义：煤的热解也称煤的干馏，指煤在隔绝空气或惰性气氛条件下持续加热至较高温度时所发生的一系列物理变化和化学变化的复杂过程。其结果生成气体(煤气)、液体(焦油)、固体(半焦或焦炭)等产品。意义：煤的热解与煤的组成和结构关系密切，可通过热解研究阐明煤的分子结构。此外煤的热解是一种人工炭化过程，与天热成煤过程有些相似，故对热解的深入了解有助于对煤化过程的研究。研究方法：热失重（热天平）分析仪，得到重量随时间或温度的变化曲线，失重速率、放热或吸热曲线

COMOP／13x催化剂上黄土庙煤热解特性研究

＊国家自然科学基金委员会一华集团“ 炭联合基金 ” 助项目（１７２１、神煤资５１４８）国家自然科学基金资助项目（１０１３、２１６１）国家科技支撑项目（０９ＡＡ２Ｂ２、２０Ｂ００）国家自然科学青年基金资助项目（ＳＣ２０６７）陕西省重大科技创新项目（０９ＫＣ４０）陕西省科学技术研究发ＮＦ１００８、２０Ｚ０ —６、展计划项目（０００ —８）陕西省自然科学基金资助项目（ｏ１ＹＯ６和陕西省科学技术研究发展计划项目（Ｏ７７１）２１Ｋ１０２、２１ＪＯ）２ＯＫＯ —３．１硕士生；））２教授、博士生导师（通讯作者）３；）讲师；）４博士生；）副教授，大学化工学院，５西北陕北能源先进化工剩用技术教育部工程研究中心，西省洁净煤转化工程技术研究中心，１０９西安陕７０６收稿Ｅ期：０Ｉ１ —８修回日期：０卜１—６ｔ２１－００；２１１１
迅鸣Ｍｏ／３ＦＲ实验结果表明，ｏＰ１Ｘ催化剂可以改善黄土庙煤热解产物的组成与分布，解产物中ＴＩＣ热
Ｃｚ大幅度降低，烃化合物和脂肪族化合物显著增加，ＨＯ较芳Ｃ和Ｃ等高热值气体有不同程度Ｏ
表１煤样的工业分析和元素分析（。ｄａ）
ＴａｌＰｏｉｔｎｌｍａｅａａｙｉｏｂｅ１ｒｘｍａｅａｄｕｔｉｔｎｌｓｓｆ

煤炭液化技术复习资料

第三章1.什么是煤炭直接液化?定义:煤经化学加工转化成洁净的便于运输和使用的液体燃料、化学品或化工原料的一种先进的洁净煤技术.煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。

2.煤炭直接液化的途径是什么？如何实施？途径：煤先经加氢裂解等过程转化为液化油,再提质加工得到成品油.具体实施：先热解反应产生自由基碎片再由自由基碎片加氢得到的油再经脱杂（S，N，O等杂原子），缩合反应得到成品油。

3.煤炭直接液化反应有哪些？主要反应是什么?煤的热解反应自由基碎片的加氢反应脱杂原子反应缩合反应4.什么是自由基碎片?在直接液化过程中，煤的大分子结构首先受热分解,而使煤分解成以结构单元缩合芳烃为单个分子的独立的自由基碎片5.自由基碎片加氢反应中氢的来源是什么？哪些是主要来源？供给自由基的氢源主要有：（1）外界供给的氢在催化剂作用下变为活性氢；(2）溶剂可供给的或传递的氢；（3)煤本身可供应的氢(煤分子内部重排、部分结构裂解或缩聚形成的氢）;(4)化学反应生成的氢,如CO和H2O反应生成的氢等.6.煤直接液化研究中油，沥青烯，前沥青烯，残渣是如何定义的？（1）油：可溶于正己烷的物质(2）沥青烯：不溶于正己烷而溶于苯（3）前沥青烯：不溶于苯而溶于四氢呋喃或吡啶（4)残渣：不溶于四氢呋喃或吡啶的物质7.描述煤炭直接液化反应的历程？首先，煤在溶剂中膨胀形成胶体系统,有机质进行局部溶解，发生煤的解体破坏，350~400℃左右发生分解、加氢、解聚、聚合以及脱杂原子等一系列反应，生成沥青质含量很多的高分子物质。

当温度达到450~480℃时，溶剂中氢的饱合程度增加，使氢重新分配程度也相应增加，从而使煤加氢液化过程逐步加深，使高分子物质（沥青质）转变为低分子产物-油和气。

这个过程中也是存在分解、加氢、解聚、聚合以及脱杂原子等一系列反应1）先裂解后加氢。

2）反应以顺序进行为主。

虽然在反应初期有少量气体和轻质油生成，不过数量不多。

催化裂化反应机理研究进展及实践应用

催化裂化反应机理研究进展及实践应用一、内容描述随着全球能源需求的不断增长和环境保护要求的日益严格，石油化工行业正面临着巨大的压力和挑战。

为了提高石油加工效率，降低生产成本，实现可持续发展，催化裂化技术作为一种重要的石油加工方法，得到了广泛的关注和研究。

本文将对催化裂化反应机理的研究进展进行概述，并结合实际应用案例，探讨催化裂化技术的发展趋势和前景。

首先本文将介绍催化裂化的基本原理和过程，催化裂化是一种在催化剂的作用下，通过加热、高压等条件使原油中的烃类分子断裂成更小分子的过程。

这一过程中涉及到多种反应类型，如氢转移反应、异构化反应、芳构化反应等。

了解这些反应类型及其动力学特性对于优化催化裂化工艺具有重要意义。

其次本文将重点介绍催化裂化反应机理的研究进展，近年来随着科学技术的不断发展，催化裂化反应机理的研究取得了显著成果。

研究人员通过对实验数据和理论模型的分析，揭示了催化裂化反应中的各种关键因素及其相互作用规律。

例如催化剂的选择和性能、反应温度和压力、进料组成和结构等都对催化裂化反应的速率和选择性产生重要影响。

此外研究人员还发现了一些新的催化裂化反应途径和机制，为优化催化裂化工艺提供了理论指导。

本文将结合实际应用案例，探讨催化裂化技术的发展趋势和前景。

随着环保法规的不断完善和技术水平的提高，催化裂化技术在国内外得到了广泛应用。

例如中国石化、中国石油等国内大型石油化工企业已经在催化裂化领域取得了一系列重要突破，实现了高效、低排放的生产目标。

未来催化裂化技术将继续向高性能、高选择性和低能耗方向发展，为全球石油化工行业的发展做出更大贡献。

1. 催化裂化反应技术的重要性和应用领域提高原油利用率：CFCC技术可以将原油中的长链烃类分子分解为较短的烃类分子，从而提高原油的加工效率和利用率。

这对于资源有限的国家和地区具有重要意义，可以降低对进口原油的依赖，减少能源消耗。

降低生产成本：CFCC技术具有较高的转化率和选择性，可以有效地去除原油中的杂质和有害物质，提高产品的质量。

纳米载体的限域效应对催化性能影响机制的研究进展

精心整理纳米载体的限域效应对催化性能影响机制的研究进展

自上世纪末以来,纳米科学和技术有了长足的进展，其中纳米材料的一个重要特性是，将体系的尺寸减小到一个特定的范围(如1~100nm)时，在不添加任何其他组分的情况下，纳米体系的电子结构会发生变化。量子力学已经证明，大量原子组成的固体材料的价电子为连续的“能带”，当这类体相材料在某一方向上被缩小，特别是缩小到纳米尺度时，电子在该方向的运动就受到空间的束缚和限域，这种限域效应将会改变电子运动特性、导致体系电子结构特别是价电子结构的改变，从而可能会产生量子突变。这种体系尺寸对电子特性的调变为催化剂的催化特性进行调控提供了一种很好的途径[1]。. 近几年，部分研究团队在利用纳米材料的限域效应对催化剂的改性以及催化过程的研究等方面开展了创新性的研究工作，并且大量具有影响力的研究报道和文章被发表出来，其中中国科学院大连化学物理所包信和院士团队在这方面的工作开展的较早也很突出。该团队在铂金属颗粒表面加载了过渡金属氧化物，制备出了具有界面限域效应的TMO/Pt非均相逆催化剂（Oxide-on-MetalInverseCatalysts），利用界面限域效应对催化体系结构和电子特性的影响作用，改善了在催化过程（特别是在催化氧化反应）中传统非均相催化剂容易出现的催化活性中心的失活以及催化功能的失效等问题[2]。图1两种金属催化体系的结构示意图 (A)传统的氧化物作为载体的金属催化体系(Oxidesupportedmetalsystem)和 (B)过渡金属纳米氧化物倒载型催化体系(oxide-on-metalsystem)

如图1所示为传统过渡金属氧化物作为载体的催化体系和过渡金属纳米氧化物倒

载型催化体系的结构示意图。纳米氧化物倒载型催化体系相比传统非均相催化剂，具有更多的TMO/Pt界面（如示意图B中氧化物边缘的黄色虚线所示）。由于TMO精心整理与Pt的表面张力的不同，倒载型催化体系中氧化物（FeO）趋向于在Pt金属表面形