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科学研究

我校科研人员在低品位碳基能源热化学转化与污染物排放控制方面研究取得进展

发布人:胡玥  发布时间:2019年03月27日    浏览次数:[]次

【世界杯买球app资讯中心讯 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室】近日,我校省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室郭庆杰教授领衔的煤炭清洁利用自治区科技创新团队围绕低品位碳基能源热化学转化与污染物排放控制开展了深入系统研究,并取得了重要进展。相关系列成果发表在国际ESI工程领域能源化工类重要期刊Energy Conversion & Management(中科院一区,IF 6.377),Chemical Engineering Journal(中科院一区,IF 6.735)和Energy & Fuels(中科院二区,IF 3.024)。

芳烃是重要的有机化工基础原料,其中BTX属于一级有机化工原料。随着矿物资源日趋枯竭和CO2减排压力日益增大,有必要开发一种绿色低价的芳烃制备技术。生物质催化热解制备BTX存在收率和选择性低较低的问题,针对此问题,郭教授团队从生物质组分热解研究出发,提出一种微藻/壳类生物质协同热解制备BTX的方法,通过制备高活性长寿命的炭基催化剂,显著提高了生物质传统热解制备BTX的收率及选择性。研究认为,自由基与苯环含氧基团的取代反应是协同效应产生的本质原因。该研究成果由国际ESI工程领域著名期刊Energy Conversion & Management(中科院一区,IF 6.377)和Energy & Fuels(中科院二区,IF 3.024)发表,文章的第一编辑为国重实验室常国璋博士(2018年引进),郭庆杰教授为通讯编辑。

Figure 1 Co-pyrolysis of NC/PKS synergistically produces aromatics

Cd是一种重要的重金属污染物,具有毒性大、熔沸点低等特点,易造成环境污染,危害人体健康,因此碳基颗粒热化学过程产生的Cd污染问题受到研究者的广泛关注。郭教授团队耦合化学链燃烧-气化研究,从载氧体选择出发,通过促使Cd向高熔沸点形态转变,实现低品位炭基能源利用过程Cd污染的控制,甚至Cd元素回收。研究发现,碳基颗粒化学链燃烧过程中,热解气相产物、焦炭等可与CdO(s)发生反应,使其转化为Cd(g),但是Cd(g)会重新被载氧体颗粒氧化成CdO(s),并粘附于颗粒的表面。在化学链气化的初始阶段,燃烧过程Cd元素的转化机制仍然存在,但产生的还原气体可能再次将载氧体中的CdO(s)还原为Cd(g),使之从固相中释放。该研究成果由国际ESI工程领域TOP期刊Chemical Engineering Journal(中科院一区,IF 6.735)发表,郭庆杰教授为通讯编辑。

Figure 2 Schematic diagram of the two-step-transformation and migration mechanism of cadmium during CLC of the SMSW

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