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金属离子催化剂在煤燃烧过程中的高效助燃机制
1
作者
陈苗
刘叠
+1 位作者
袁培俊
陈阳
《环境化学》
北大核心
2025年第6期2254-2267,共14页
在全球能源危机和环境污染日益严重的背景下,如何高效、绿色提高煤炭的利用率已成为我国亟待解决的重要问题.通过在煤炭中添加金属氧化物,能够有效地提升燃烧速率,但这类催化剂与煤的接触面积过小,导致其利用率较低.本文研究了金属离子...
在全球能源危机和环境污染日益严重的背景下,如何高效、绿色提高煤炭的利用率已成为我国亟待解决的重要问题.通过在煤炭中添加金属氧化物,能够有效地提升燃烧速率,但这类催化剂与煤的接触面积过小,导致其利用率较低.本文研究了金属离子催化剂(主要组成为碱土金属和过渡金属,简称催化剂)在煤燃烧过程中的高效助燃机制.运用热重分析、热重-质谱联用、热重-红外联用及原位X射线光电子能谱分析等多种实验方法,探究了催化剂在煤燃烧过程中的化学成分变化、煤样热解机理以及催化剂对煤燃烧特性的影响.数据结果显示,加入催化剂后,各类煤的着火温度降低,最大失重速率和最大反应速率提高,煤样活化能下降,且CO和CH4等气体产量增加.研究表明该催化剂在煤的燃烧热解过程中发挥了显著的催化助燃作用:在脱气阶段,催化剂中的金属离子通过和煤结构中的极性基团发生配位作用,促进水分和挥发分的脱气,降低了煤燃烧的着火点;在燃烧过程中,金属离子促进了氧气的传递,降低了燃烧反应的能垒,显著提升了燃烧速率,从而促进了煤的氧化燃烧;在焦炭燃烧过程中,过渡金属催化了碳的缩聚反应,产生氢气,并促进了碳碳键的裂解,进一步增强了煤燃烧过程中的热值.本研究为提升煤炭燃烧效率提供了理论依据,优化催化剂使用可减少有害物质排放,助力改善空气质量和应对全球气候变化.
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关键词
金属离子催化剂
煤燃烧
助燃机制
燃烧特性
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职称材料
铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)的单晶结构分析
被引量：
3
2
作者
卫召
孙伟
+3 位作者
韩海生
刘叠
桂夏辉
邢耀文
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期302-313,共12页
铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)在钨矿、锡石和钛铁矿等氧化矿浮选中展现出良好的浮选性能和应用前景,但其精确分子结构尚不清楚,阻碍了配合物浮选作用机理的深入认识和金属基捕收剂分子设计的开展。本文培养了铅离子与BHA摩尔...
铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)在钨矿、锡石和钛铁矿等氧化矿浮选中展现出良好的浮选性能和应用前景,但其精确分子结构尚不清楚,阻碍了配合物浮选作用机理的深入认识和金属基捕收剂分子设计的开展。本文培养了铅离子与BHA摩尔比分别为1∶1和2∶1的两种Pb-BHA配合物单晶(配合物1和配合物2),并采用X射线结构分析方法对其结构进行解析,包括配合物晶体结构、分子结构、空间堆积结构、分子间相互作用等。结果表明:配合物1的分子式为Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(4)(HL=BHA),配合物2的分子式为[Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(3)]NO_(3),铅离子与配体氧原子配位形成非平面“O,O”五元环螯合物构型,铅离子配位数为五配位、六配位和七配位。配合物分子通过Pb—O键与临近配合物相键接形成具有单体重复结构的三维扩展堆积聚合物。配合物中弱相互作用以O…H、H…H、Pb…O为主,π-π相互作用在分子间相互作用中占据主导,其次是N—H…O氢键作用。Pb-BHA配合物单晶结构的综合分析为研究配合物的液相结构及矿物表面吸附结构、浮选行为调控方法、浮选作用机理以及新型金属基捕收剂分子设计等提供了重要研究基础。
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关键词
配合物
捕收剂
单晶
X射线结构分析
分子间相互作用
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职称材料
题名
金属离子催化剂在煤燃烧过程中的高效助燃机制
1
作者
陈苗
刘叠
袁培俊
陈阳
机构
江西颖南原环能有限公司
中南大学
出处
《环境化学》
北大核心
2025年第6期2254-2267,共14页
基金
国家自然科学基金(22476215)资助.
文摘
在全球能源危机和环境污染日益严重的背景下,如何高效、绿色提高煤炭的利用率已成为我国亟待解决的重要问题.通过在煤炭中添加金属氧化物,能够有效地提升燃烧速率,但这类催化剂与煤的接触面积过小,导致其利用率较低.本文研究了金属离子催化剂(主要组成为碱土金属和过渡金属,简称催化剂)在煤燃烧过程中的高效助燃机制.运用热重分析、热重-质谱联用、热重-红外联用及原位X射线光电子能谱分析等多种实验方法,探究了催化剂在煤燃烧过程中的化学成分变化、煤样热解机理以及催化剂对煤燃烧特性的影响.数据结果显示,加入催化剂后,各类煤的着火温度降低,最大失重速率和最大反应速率提高,煤样活化能下降,且CO和CH4等气体产量增加.研究表明该催化剂在煤的燃烧热解过程中发挥了显著的催化助燃作用:在脱气阶段,催化剂中的金属离子通过和煤结构中的极性基团发生配位作用,促进水分和挥发分的脱气,降低了煤燃烧的着火点;在燃烧过程中,金属离子促进了氧气的传递,降低了燃烧反应的能垒,显著提升了燃烧速率,从而促进了煤的氧化燃烧;在焦炭燃烧过程中,过渡金属催化了碳的缩聚反应,产生氢气,并促进了碳碳键的裂解,进一步增强了煤燃烧过程中的热值.本研究为提升煤炭燃烧效率提供了理论依据,优化催化剂使用可减少有害物质排放,助力改善空气质量和应对全球气候变化.
关键词
金属离子催化剂
煤燃烧
助燃机制
燃烧特性
Keywords
Metal ion catalyst
coal combustion
combustion-promoting mechanism
combustion characteristics
分类号
X-1 [环境科学与工程]
O6 [理学—化学]
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职称材料
题名
铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)的单晶结构分析
被引量：
3
2
作者
卫召
孙伟
韩海生
刘叠
桂夏辉
邢耀文
机构
中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心
中南大学资源加工与生物工程学院
中南大学化学化工学院
出处
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期302-313,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52122406)。
文摘
铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)在钨矿、锡石和钛铁矿等氧化矿浮选中展现出良好的浮选性能和应用前景,但其精确分子结构尚不清楚,阻碍了配合物浮选作用机理的深入认识和金属基捕收剂分子设计的开展。本文培养了铅离子与BHA摩尔比分别为1∶1和2∶1的两种Pb-BHA配合物单晶(配合物1和配合物2),并采用X射线结构分析方法对其结构进行解析,包括配合物晶体结构、分子结构、空间堆积结构、分子间相互作用等。结果表明:配合物1的分子式为Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(4)(HL=BHA),配合物2的分子式为[Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(3)]NO_(3),铅离子与配体氧原子配位形成非平面“O,O”五元环螯合物构型,铅离子配位数为五配位、六配位和七配位。配合物分子通过Pb—O键与临近配合物相键接形成具有单体重复结构的三维扩展堆积聚合物。配合物中弱相互作用以O…H、H…H、Pb…O为主,π-π相互作用在分子间相互作用中占据主导,其次是N—H…O氢键作用。Pb-BHA配合物单晶结构的综合分析为研究配合物的液相结构及矿物表面吸附结构、浮选行为调控方法、浮选作用机理以及新型金属基捕收剂分子设计等提供了重要研究基础。
关键词
配合物
捕收剂
单晶
X射线结构分析
分子间相互作用
Keywords
complex
collector
single crystal
X-ray structure analysis
intermolecular interaction
分类号
TD952 [矿业工程—选矿]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
金属离子催化剂在煤燃烧过程中的高效助燃机制
陈苗
刘叠
袁培俊
陈阳
《环境化学》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)的单晶结构分析
卫召
孙伟
韩海生
刘叠
桂夏辉
邢耀文
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
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