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生物油催化重整制氢过程中组分相互作用机制的解析与优化路径
Highlight为阐明生物油催化重整制氢的复杂反应机制,本研究选取甲酸(-COOH)、甲醇(-OH)、丙酮(-C=O)和苯酚(-OH)四种单官能团模型化合物,在800°C原位气化固定床反应器(WCR=15,Ni/Al2O3催化剂)中进行实验。结果表明:甲醇凭借4:1的H/C比和[-OH]官能团,产生75 mol%的H297%的选择性,制氢性能最佳;与甲酸、丙酮或苯酚混合时,其产氢量分别提升25%、8%和8%。甲酸-丙酮混合物可协同提高H2浓度,但[-C=O]会引发碳链延长,导致纤维状积碳并加速催化剂失活。苯酚虽含[-OH],但芳香环结构稳定性限制了重整效率(H2浓度60–64 mol%)。C
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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椰壳衍生的氮硫共掺杂多孔碳材料:面向高效选择性CO2吸附的绿色设计
亮点本研究通过椰壳生物质与硫脲的协同热解,开发出具有窄微孔结构和富杂原子表面的高效CO2吸附剂。合成与表征以椰壳(CS)为原料,经500°C预碳化后与硫脲共混热处理,获得氮硫共掺杂前驱体(CSCT)。随后通过KOH活化(温度梯度700-900°C)构建多孔结构,最终材料标记为CSCT-T-m(T代表温度,m为碱碳比)。形貌与表面化学分析扫描电镜(SEM)显示:原始碳化样品(CSC)呈致密无孔结构,而经硫脲掺杂和KOH活化的CSCT-700-2材料呈现蜂窝状开放孔道(图S1)。X射线光电子能谱(XPS)证实材料表面存在吡啶氮(N-6)、硫氧化物(C-SOx)等活性位点,这些位点通过路易斯酸碱作用
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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微波加热与熔融Na2CO3协同作用对烟煤气化特性的低温催化机制研究
Highlight微波热解与常规热解的对比实验显示(图2a),CH4、CO和CO2是主要产物,但微波在450-650°C区间对H2的增产效果尤为显著——绝对产率从0.05 mmol/g飙升至1.2 mmol/g,增幅达24倍!这种"选择性加热超能力"源于微波对煤中极性官能团的精准打击,就像用微波炉爆米花一样高效激发化学键断裂。Microwave pyrolysis and gasification当温度突破550°C时,微波展现出"分子剪刀"特性:CO产率曲线出现陡峭拐点,而常规加热组则表现迟钝。有趣的是,Na2CO3在微波场中玩起了"低温熔融魔术"——其熔点从851°C直降250°C,这种"
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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镍负载碱改性HZSM-5催化剂协同微波辅助两级水热液化提升螺旋藻生物油品质
亮点本研究通过碱改性和金属负载的双重策略,成功开发出具有分级孔道结构的Ni@HN催化剂,在酸性水热环境中展现出卓越的催化稳定性。分子动力学模拟首次揭示了螺旋藻多糖/脂质模型化合物在亚临界水中的键断裂路径,为藻类生物油定向转化提供了理论依据。实验结果分析(XRD与ICP-OES/MS)XRD表征显示(图3a),1 mol/L NaOH处理的HZSM-5在2θ=7°–9°和22.5°–25.0°区间保留沸石特征峰,但峰强降低表明适度脱硅形成介孔。ICP证实Ni(5 wt%)负载后金属分散度达78%,协同酸性位点使脱氧效率提升46%。结论1.1 mol/L NaOH碱改性使HZSM-5烃类产率提升至
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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氧调控条件下氨/二甲醚预混火焰的实验与动力学研究:燃烧速度拓展与反应路径解析
Highlight亮点发现• 实验测得NH3/DME混合燃料在O2浓度18%-35%范围内的层流燃烧速度(LBV)数据,证实添加20%DME时燃烧过程主要受DME化学机制主导• 建立优化的NH3/DME动力学模型,可同时准确预测LBV和点火延迟时间(IDT)实验数据• 揭示DME添加通过"权衡效应"(trade-off)非单调影响NO生成:既通过HNO路径促进,又通过自由基池消耗抑制• O2浓度与NO生成呈线性正相关,主要归因于火焰温度和自由基浓度的线性提升Flame morphology火焰形态学氨燃料因其狭窄的可燃极限和低燃烧速率而著称,本研究重点分析了NH3/20%DME混合燃料的火焰形
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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稀土氧化物促进的甲烷干重整气凝胶催化剂在钢铁生产合成气制备中的应用:抗积碳失活性能评估
Highlight本研究首次将含镧(La)和钕(Nd)的镍铝气凝胶催化剂应用于甲烷干重整(DRM),通过超临界CO2干燥技术制备的LaNiAl-A和NdNiAl-A展现出卓越的抗积碳性能。反应温度升至800°C时,甲烷转化率提升且积碳量下降,空心碳纳米管形态的积碳层甚至使催化剂在24小时后实现"零净积碳"的神奇效果。这些"纳米级小能手"产生的合成气H2/CO比稳定在0.3-0.5区间,恰似为直接还原炼铁(DRI)量身定制的"黄金比例"气体套餐。催化剂表征热重分析(TGA)显示气凝胶前驱体在900°C失重约55%,X射线衍射(XRD)图谱中NiAl2O4尖晶石相与Al2O3的"共舞"证实了催化剂
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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(Ni-Ce)/CaO催化剂强化木质素蒸汽气化制备富氢合成气的协同效应研究
亮点本研究通过浸渍法开发了高效的(Ni-Ce)/CaO催化剂,用于木质素蒸汽气化制取富氢合成气(H2-enriched syngas)。镍(Ni)和铈(Ce)的协同作用显著提升了气体产率和氢气选择性。富氢合成气制备使用Ni/CaO催化剂时,XRD图谱证实活性镍成功负载于CaO载体(图2a)。气体与液体产物总质量产率达98.70%,其中液体产物占38.80%,表明催化剂有效促进木质素解聚。结论(Ni-Ce)/CaO催化剂中Ni与Ce均匀分布,Ni/CaO促进木质素向液/气态转化,Ce/CaO加速液体产物气化。协同效应使最佳配比(Ni:Ce=1:0.9)下H2产率达763 mL/(g木质素),循环
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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烘焙预处理对松木与PET/HDPE共热解产物分布的调控机制及协同效应研究
Highlight亮点• 烘焙显著提升松木固定碳含量(fixed carbon)和能量密度• HDPE共热解产生83.29%烃类(hydrocarbons)和14.11%醇类(alcohols)• PET共热解中280°C/20min烘焙可有效抑制酸类化合物生成Experimental Materials and Pretreatment实验材料与方法实验采用山东临沂产松木颗粒(PW),在定制管式炉中进行烘焙处理:240/260°C持续60分钟,280°C分别处理20/40/60分钟。废塑料选用PET(聚酯瓶级)和HDPE(牛奶瓶级),经粉碎过80目筛。采用工业分析(proximate ana
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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高温下生物质-煤共燃中燃料-NO生成机制:温度与协同效应的深入解析
Highlight本研究通过喷射搅拌反应器(JSR)实验与理论模拟,首次系统揭示了3,4-二甲基己烷(C8H18-34)在800-1200 K下的热解路径。甲基侧链的"位置效应"虽对整体反应活性影响微弱,却显著调控乙烯(C2H4)、苯(C6H6)等关键产物的分布,为定制化设计F-T柴油分子结构提供"分子剪刀"般的精准调控策略。Experimental Section实验在中国科学技术大学国家同步辐射实验室完成,采用高压泵将液态C8H18-34注入JSR反应器,通过SVUV-PIMS"化学显微镜"捕获瞬态自由基与产物,分辨率达0.05 amu,实现从乙炔(C2H2)到苯乙烯(C6H5C2H3)的
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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高温气化条件下煤渣键分布揭示的钠释放与汞形态演化的竞争机制
Highlight在气流床煤气化炉中,煤中的汞完全释放至气相,Hg(g)是主要存在形式。痕量气态汞包括HgS(g)、HgO(g)、HgCl(g)和HgCl2(g),其演化与钠释放存在竞争机制——当煤灰中Na2O含量增加或SiO2含量降低时,结构单元Si-O-Al和Si-O-NaAl的形成会抑制钠释放。由于汞对气态Cl的亲和力强于钠,此时HgCl(g)和HgCl2(g)的生成显著增强。Conclusions本研究通过热力学建模首次阐明:1.1500oC)气流床气化器中,HgCl(g)比HgCl2(g)更具热力学稳定性;2.Texaco气化炉的高水蒸气含量促进HgO(g)形成;3.Cl和H2S含量
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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高原低氧环境下柴油组分对发动机点火及燃烧特性的影响机制研究
Highlight燃料替代模型不同文献中开发的替代模型组分统计显示(图1),正癸烷(n-decane)、正十六烷(n-hexadecane)、异辛烷(iso-octane)、七甲基壬烷(HMN)、十氢萘(decalin)及甲苯(toluene)是高频出现的核心组分。基于真实燃料组成与计算复杂度平衡,最终选定包含109种物质、400步反应的简化机理,完美复现柴油的物理化学特性。结果与讨论图7展示了不同氧浓度(13%-21%)下不完全燃烧损失、传热损失与排气损失的分布规律。有趣的是,随着氧浓度降低,不完全燃烧损失显著增加,而排气损失保持稳定,传热损失因缸内温度下降逐渐减少。进一步分析发现,IMEP
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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综述:燃料喷雾诊断中图像识别的前沿探索:混合深度学习模型与多模态数据融合
摘要费托合成柴油(F-T diesel)作为应对能源危机与环境污染的新型清洁燃料,其关键组分二甲基己烷的燃烧特性研究具有重要意义。实验采用射流搅拌反应器(JSR)在800-1200 K温度范围内对3,4-二甲基己烷(C8H18-34)进行热解研究,通过同步辐射真空紫外光电离质谱(SVUV-PIMS)鉴定出乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)、苯(C6H6)等20余种主要产物。建立的动力学模型表明,C8H18-34主要通过单分子解离生成2-丁基自由基和H提取反应消耗。引言随着传统能源危机加剧,费托合成工艺生产的柴油因其可调节的十六烷值特性备受关注。研究表明,二甲基取代烷烃中甲基(CH3)侧链的数量
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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3,4-二甲基己烷热解实验与动力学模拟研究:甲基侧链位置对二甲基己烷热解的影响机制
Highlight费托(F-T)柴油作为应对能源危机与环境污染的清洁替代能源,其关键组分二甲基己烷的甲基侧链位置会显著影响燃烧性能。本研究首次通过实验与理论模拟揭示了3,4-二甲基己烷(C8H18-34)的热解机制。Experimental section实验在中国科学技术大学国家同步辐射实验室完成,采用射流搅拌反应器(JSR)在1 atm压力下进行热解,通过高压泵(Longer LSP01-2A)精确控制样品进样,同步辐射真空紫外光电离质谱(SVUV-PIMS)实时捕捉C2H2、C6H6等20余种产物。Kinetic Modeling基于Sarathy的2-甲基庚烷机制和Yuan的甲苯机制构
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-08-31
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生物质焦油包覆转炉钢渣复合材料:高性能超级电容器的可持续策略
在全球碳中和背景下,钢铁工业每年产生的数百万吨转炉钢渣(converter steel slag)和生物质能源转化过程中产生的有毒生物质焦油(biomass tar),正成为环境治理的棘手难题。传统填埋处理不仅占用土地,其中的重金属和有机污染物更可能引发二次污染。与此同时,超级电容器(supercapacitor)作为新型储能器件,其核心电极材料面临能量密度低和成本高的双重挑战。如何将这两种"工业包袱"转化为"储能宝藏",成为循环经济领域亟待突破的科学命题。发表在《Journal of Analytical and Applied Pyrolysis》的这项研究给出了创新解决方案。研究团队通过
来源:Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
时间:2025-08-31
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有机改良剂调控石榴园真菌衰退:揭示抑菌机制与可持续防控策略
石榴枯萎病正成为全球果园生产的重大威胁。这项在印度喜马偕尔邦开展的研究(2018-2021年)发现,库鲁地区的病害发生率持续居高,曼迪地区中等,而索兰地区较低。尽管存在显著地域差异,但病害发生率年际变化不大,且老龄果园更易感病——这可能源于病原体长期累积或植株活力衰退。研究锁定茶藨子座腔菌(C. fimbriata)和尖孢镰刀菌(F. oxysporum)作为关键病原体。培养特征与形态学分析显示种内性状稳定,仅有微小变异。内部转录间隔区(ITS)测序证实:C. fimbriata分离株遗传多样性较低,而F. oxysporum则表现出中等变异水平。致病性实验揭示有趣现象:单独接种C. fimb
来源:Journal of Plant Diseases and Protection
时间:2025-08-31
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基于9-蒽甲酸缺陷钝化与三重态能量转移协同提升量子点光伏效率的研究
引言PbS胶体量子点(CQD)因其宽光谱吸收(紫外至短波红外)和溶液可加工性成为光伏研究热点,但ZnO电子传输层(ETL)的氧空位缺陷限制了器件性能。9-蒽甲酸(ACA)凭借羧基钝化缺陷和蒽基三重态激子生成能力,被设计为双功能界面修饰剂。其三重态能量(1.83 eV)高于PbS CQD带隙(1.37 eV),为能量转移提供理想条件。结果与讨论缺陷钝化机制XPS分析显示ACA处理使ZnO的O 1s谱中氧空位峰从33.6%降至30.1%,FTIR证实羧酸盐(-COO−)在1563 cm−1和1411 cm−1的特征振动增强,表明ACA通过配位键稳定Zn2+。SEM显示ACA-0.5样品表面孔洞减少
来源:Small Science
时间:2025-08-31
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磁控溅射超薄TiO2中间层实现水系锌离子电池的高可逆性研究
ABSTRACT水系锌离子电池(AZIBs)因锌阳极界面副反应(如锌枝晶、析氢和腐蚀)面临严峻挑战。本研究采用磁控溅射技术在锌表面构建超薄TiO2中间层(TO-Zn),其多孔结构通过物理屏障和离子通量调控双重机制抑制副反应。TO-Zn对称电池在5 mA/cm2下实现5100小时超长循环,Zn||MnO2全电池1000次循环后容量保持率达108.4 mA∙h/g。1 IntroductionAZIBs因安全性高、成本低等优势成为锂离子电池的潜在替代品,但锌阳极的热力学不稳定性导致枝晶生长和副反应。现有策略如电解液添加剂和人工中间层存在工艺复杂或厚度不均等问题。磁控溅射技术制备的TiO2中间层兼具
来源:SmartMat
时间:2025-08-31
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高效剥离原子级厚度非范德华力准晶纳米片及其增强电催化析氧反应性能
在材料科学前沿领域,二维(2D)准晶纳米材料的制备一直面临重大挑战。与传统晶体不同,准晶材料具有独特的非周期性结构,其非范德华力(non-van der Waals, n-vdW)特性使得常规剥离方法难以奏效。研究人员创新性地开发出液相剪切剥离(Liquid-Phase Shear Exfoliation, LPSE)技术,成功实现了Al74Co15Ni11准晶纳米片的克级制备。这项技术的突破性在于:通过精确调控剪切力场,克服了n-vdW材料原子间强化学键的束缚,获得了厚度仅原子尺度的准晶纳米片。更令人振奋的是,该方法展现出优异的普适性,可推广至其他准晶合金体系。电化学测试表明,所制备的Al7
来源:Small Methods
时间:2025-08-31
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盐辅助化学气相沉积法制备晶圆级单层二硒化钼及其高性能电子器件应用
在二维材料研究领域,单层二硒化钼(MoSe2)作为过渡金属硫族化合物(TMDCs)家族的重要成员,因其独特的物理和电子特性成为下一代半导体器件的明星材料。然而要实现其实际应用,如何规模化制备高质量单晶薄膜一直是亟待突破的技术瓶颈。最新研究通过创新的盐辅助化学气相沉积(SA-CVD)技术,在蓝宝石衬底上成功实现了直径达2英寸的晶圆级单层MoSe2外延生长。更令人振奋的是,研究团队开发出仅需去离子水辅助的清洁、快速、无损转移工艺,完美解决了二维材料器件加工中的转移难题。电学性能测试显示,基于该材料的场效应晶体管(FET)器件表现出39.1 cm2V−1s−1的优异载流子迁移率,以及高达108-10
来源:Small Methods
时间:2025-08-31
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印度首次报道紫荆花叶斑病病原菌——暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)的发现与研究
在印度喀拉拉邦农业大学校园内,科研人员发现紫荆花(Bauhinia purpurea)叶片出现新型病斑。通过将经0.1%升汞消毒的叶片组织接种至马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基,25°C室温培养后成功分离病原真菌。研究团队严格遵循柯赫氏法则完成病原验证,结合菌落形态特征与多基因系统发育分析,最终锁定元凶——暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)。这项发现不仅记录了该病原菌在印度的首例紫荆花感染案例,更警示学界应重视林木-病原互作系统中新兴真菌的生态适应性与致病机制。
来源:Australasian Plant Pathology
时间:2025-08-31