“中国化学会首届能源化学青年论坛”专栏

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“中国化学会首届能源化学青年论坛”专栏

来源：燃料化学学报（中英文）

专题来自于《燃料化学学报（中英文）》2023年05期，共8篇研究成果

行业视野: 煤化工
类别; 34个
关键词; 42位
专家; 8篇
论文; 1274IP
点击量; 658次
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硅球负载高分散钴基催化剂的制备及其费-托合成催化性能研究

作者(Author)：张萌, 刘佳, 张煜华, 王立, 李金林, 洪景萍

摘要：利用等体积浸渍法将钴前驱体浸渍在结构规整的硅球(SP)载体上，在不同强度的等离子体场中分解钴盐，制备出一系列高分散Co/SP催化剂。采用X射线粉末衍射、氮气物理吸附-脱附、扫描透射电子显微镜和傅里叶红外变换光谱等表征手段对催化剂结构进行表征，并在固定反应器上进行费-托合成催化性能测试，探讨等离子体处理强度对费-托合成催化剂的分散度、还原度、相互作用的影响规律。结果表明，等离子体处理催化剂在费-托合成反应中表现出比焙烧样品更优越的催化性能，其中，Co/SP-P650W由于具有较适宜的分散度和相对较高的还原性，呈现出最高的费-托合成反应活性。

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燃料化学学报

2023年第05期

125

44
Pt基催化剂在富丙烯气氛中选择性氢气氧化性能和结构演变规律

作者(Author)：孙怀禄, 李开欣, 于文龙, 丁军委, 单玉领

摘要：本工作研究了富丙烯气氛中Pt基催化剂的SHC性能和长期使用过程中活性相的演变规律。结果发现，Sn修饰的Pt/SiO2催化剂在丙烷和丙烯同时存在的条件下具有高的氢气氧化选择性(大于98%)。通过动力学研究，稳定性测试和结构表征发现，氧气的引入能够显著提高催化剂的结焦速率，形成的高度石墨化的焦炭，Pt的烧结，PtSn合金中Sn的氧化和偏析是导致长期稳定性测试中选择性下降的主要因素。

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燃料化学学报

2023年第05期

163

74
原位DRIFTS研究分子筛Brönsted酸和Lewis酸催化戊烯转化的作用机理

作者(Author)：伊凤娇, 陈会民, 杨勇, 曹景沛

摘要：本研究基于原位水热合成和气相浸渍的方法分别合成了含有Br?nsted/Lewis酸的Beta分子筛和只含有Lewis酸的AlCl3@Si-Beta样品，并通过原位漫反射红外技术对比研究了Br?nsted酸和Lewis酸催化直链和侧链戊烯同分异构体转化作用机理的差异。结果表明，同时含有Br?nsted/Lewis酸的Beta分子筛中，Br?nsted酸起主要的活化作用，催化戊烯进行异构和叠合反应时均遵循经典的碳正离子机理；而AlCl3@Si-Beta中的Lewis酸不含氢质子或羟基，催化α-戊烯进行双键迁移和2-戊烯的顺反异构反应时遵循AB-AD机理，以类烯丙基物种作为中间体，无法催化戊烯进行骨架异构和叠合反应。

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燃料化学学报

2023年第05期

161

59
离子液体催化多乙基萘基础油的合成及润滑性能研究

作者(Author)：李媛媛, 汤琼, 陈晨, 左志军, 刘雷, 董晋湘

摘要：本实验以焦化萘和乙烯为原料，以有机铵盐/金属氯化物离子液体作为催化剂，通过烷基化反应合成多乙基萘润滑基础油。通过调控离子液体阴/阳离子的组分发现，AlCl3/Et3NHCl离子液体对萘与乙烯烷基化反应表现出良好的催化性能。通过对反应条件的优化(催化剂用量、反应时间和温度)，合成了两种不同组成的基础油PEN-1(单/二乙基萘占92.9%)和PEN-2(多乙基萘占91.3%)。润滑性能测试结果表明，烷基侧链数目较多的PEN-2基础油表现出良好的摩擦学性能，且其抗磨损性能优于商用烷基萘基础油AN5，展现出良好的应用前景。

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燃料化学学报

2023年第05期

213

57
锚定在中空碳纳米笼上的Fe掺杂Co3O4用于高效电催化析氧

作者(Author)：罗佳冰, 王兴兆, 张军, 周炎

摘要：本研究采用[Fe(CN)6]3-阴离子交换2-甲基咪唑再于空气气氛下退火衍生的策略,制备了一种负载在氮掺杂中空纳米笼碳骨架上的Fe掺杂Co3O4电催化剂(Fe-Co3O4/NC),用于电催化OER。XRD和HRTEM表征证实了Fe掺人Co3O4的晶格中。XPS表征明确了Fe引入后Co价态升高,这是基于Co2+/Co3+和Fe3+的价电子构型诱导的电子由Co2+/Co3+向Fe3+的转移,这会促使Co位点在OER过程中衍生为CoOOH活性物种,作为真正的电催化活性中心,这也被OER稳定性测试后的HRTEM和XPS表征所证实。电化学性能测试显示,该电催化剂的OER过电位仅有275 mV且能够在100 mA/cm2的电流密度下稳定维持20 h,兼具优异的电催化活性和稳定性,与20%Pt/C组成的两电极体系在自制膜电极装置中电催化全解水,仅需2.041 V施加电位即可实现100 mA/cm2的电流密度,具有工业应用前景。

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燃料化学学报

2023年第05期

137

146
空心氮掺杂碳球锚定单原子铁位点用于高效电催化氧还原反应

作者(Author)：王敏敏, 冯超, 柳云骐, 潘原

摘要：本研究将单原子分散的Fe-N4位点锚定在氮掺杂空心多孔碳球上用于电催化氧还原反应，研究表明，所制备的FeSAs/HNCSs-800催化剂表现出优异的电催化氧还原性能，其起始电位为0.925 V，半波电位为0.867 V。球差电镜和同步辐射X射线吸收光谱证实了催化剂中存在高度分散的Fe-N4单原子位点。通过密度泛函理论计算证明单原子Fe-N4位点是氧还原反应有效的活性位点，其相邻的C缺陷可以有效调控单原子Fe的电子结构，进而提高电催化氧还原性能。

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燃料化学学报

2023年第05期

123

94
微波辅助合成ZnO-TiO2及其可见光催化脱硝活性

作者(Author)：王淑勤, 李晓雪, 李丹

摘要：通过对比水热溶胶凝胶法与微波辅助溶胶凝胶法制备的复合TiO2的光催化性能,最终采用耗时较短且结晶度更好的微波辅助溶胶凝胶法制备了不同复合比例的ZnO-TiO2材料。ZnO-TiO2复合材料比表面积和孔容孔径尺寸较TiO2材料均有明显增大,表面酸性更强,能带结构有利于电子空穴的高效分离,催化还原活性与选择性更强。经光催化脱硝实验优化出ZnO与TiO2最佳复合比为0.2,对于初始质量浓度为6.83 mg/m3的NOx,在65 W节能灯照射的光源条件下,可见光催化脱除效率高达85%,NOx质量浓度提高至13.67 mg/m3,在通入氨氮比为1:1的NH3后,脱硝效率高达96%,比纯TiO2的提高43%,质量浓度适用范围较前期研究拓宽近六倍。机理分析认为,整个反应可分成吸附与光催化两个部分,其中,吸附是该反应的速控步骤,NO在吸附氧的作用下被氧化为NO2,光生电子能够将NO2进一步还原为N2,通入NH3后,NH3与光生电子共同作用,NOx脱除效率得以提高。

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燃料化学学报

2023年第05期

159

103
富钠液化残渣CO2气化过程煤焦结构演化及钠赋存形态迁移规律

作者(Author)：李佩, 朱超超, 韩露, 李晓, 冯晓博, 姚钦, 俞时, 孟献梁, 王鹏, 卫帅

摘要：本研究采用N2吸附-脱附、FT-IR、XRD、SEM和Raman分析，考察了富钠液化残渣CO2气化过程煤焦结构演化和钠赋存形态变迁规律。实验结果表明，富钠液化残渣钠离子高温下易诱导液化残渣孔结构发生变化，拓展了介孔结构，介孔体积由0.05 cm3/g增加至最大0.16 cm3/g。随气化反应进行，煤焦中相继出现不同晶体化合物，XRD分析显示多数晶体矿物质为含钙矿物质，没有明显含钠矿物质的衍射峰，是钠离子高温下易挥发及含钠化合物晶体存在缺陷所致。与含钠矿物质相比，含钙矿物质更易与液化残渣中铝硅酸盐反应，从而使含钠矿物质气化过程保持了催化活性。煤焦(GR+VL+VR)/D的比率先升高后降低，分别与芳香族的解离及小芳香环结构重排成大芳香环结构有关。此外，钠离子释放率与气化反应时间密切相关，液化残渣中大部分钠离子在气化初期挥发至气相，与负载水溶性钠盐液化残渣相比，富钠液化残渣钠离子高温释放率较低。

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燃料化学学报

2023年第05期

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