随着超低排放要求的发布及工业生产过程的优化,高炉煤气的深度脱硫势在必行.本研究选用4个ZSM-5沸石分子筛,研究ZSM-5的表面酸性对其在模拟高炉煤气气氛中脱硫性能的影响.同时,采用XRD、SEM-ED5、^(29)Si MAS NMR、N_(2)吸/脱附和NH_(3)...随着超低排放要求的发布及工业生产过程的优化,高炉煤气的深度脱硫势在必行.本研究选用4个ZSM-5沸石分子筛,研究ZSM-5的表面酸性对其在模拟高炉煤气气氛中脱硫性能的影响.同时,采用XRD、SEM-ED5、^(29)Si MAS NMR、N_(2)吸/脱附和NH_(3)-TPD表征ZSM-5沸石分子筛的理化性质,并采用固定床装置评价其在模拟高炉煤气气氛中的H_(2)S脱除性能.结果表明,在模拟高炉煤气中,ZSM-5沸石分子筛具备较好的脱硫能力,随着硅铝比和钠铝比的升高,ZSM-5沸石分子筛的酸量和酸强度的降低,其H_(2)S穿透硫容也随之降低,H_(2)S的穿透硫容最高可达2.21 mg·g^(-1).进一步的研究表明,ZSM-5沸石分子筛的H_(2)S穿透硫容与中强酸和强酸的量有关,其中,强酸量的影响更大,其吸附H_(2)S的机理为羟基吸附机理.展开更多
甘油是生物质精炼的主要副产物(约占10%),年过剩量与低利用率导致其市场价格(0.24-0.6 US kg^(-1))较低.甘油是具有三个活性羟基的多元醇,被认为是生产高价值产品的理想原料.甲酸作为甘油转化最重要的产品之一,广泛应用于农药、皮革、...甘油是生物质精炼的主要副产物(约占10%),年过剩量与低利用率导致其市场价格(0.24-0.6 US kg^(-1))较低.甘油是具有三个活性羟基的多元醇,被认为是生产高价值产品的理想原料.甲酸作为甘油转化最重要的产品之一,广泛应用于农药、皮革、染料和医药行业,将甘油电氧化(EGOR)为甲酸(FA)不仅能有效避免资源过剩造成浪费,而且能满足未来对甲酸燃料电池的需求.然而甘油电催化氧化途径较为复杂,涉及反应中间产物的脱氢、吸附/解吸和C-C键裂解.本文将密度泛函理论(DFT)与实验相结合,研究了在精细构建的NiCo_(2)O_(4)纳米片上通过EGOR生产FA的反应机制.DFT计算结果表明,活性羟基(OH^(*))物种可以改变EGOR生产FA过程的决速步骤(RDS),通过调节吸附中间体的吸附能可获得理想的FA产率.其中,高度羟基化的NiCo_(2)O_(4)纳米片(311)-OH^(*)晶面上具有最低的吉布斯自由能,能显著提升反应过程动力学.在理论分析的基础上,通过简易的电沉积方法精准制备了超薄NiCo_(2)O_(4)纳米片(~1.7 nm),并采用X射线吸收精细结构谱和高分辨透射电镜对催化剂进行了结构分析.结果表明,NiCo_(2)O_(4)纳米片中四面体(A_(Td))和八面体(B_(Oh))配位具有内角共享的A_(Td)-O-B_(Oh)和边共享的B_(Oh)-O-B_(Oh)构型,金属间的协同作用有效改善了材料的电子效应,有利于提供更多的吸附位点并促进EGOR过程中的电荷转移.NiCo_(2)O_(4)纳米片在EGOR中的电荷转移电阻仅为0.94Ω,电化学活性表面积高达10.25 cm^(2).相比较电催化析氧反应,NiCo_(2)O_(4)纳米片表现出了较好的EGOR性能,在10 mA cm^(-2)的电流密度下阳极功耗降低了320 mV,在100 mA cm^(-2)的电流密度时的阳极电势仅为1.46 VRHE.此外,在120 h的稳定性测试中,甘油的转化率和FA的选择性可分别保持在89%和70%.多电位步骤实验、原位电化学阻抗谱和电子顺磁共振谱结果表明,NiCo_(2)O_(4)纳米片上原�展开更多
文摘随着超低排放要求的发布及工业生产过程的优化,高炉煤气的深度脱硫势在必行.本研究选用4个ZSM-5沸石分子筛,研究ZSM-5的表面酸性对其在模拟高炉煤气气氛中脱硫性能的影响.同时,采用XRD、SEM-ED5、^(29)Si MAS NMR、N_(2)吸/脱附和NH_(3)-TPD表征ZSM-5沸石分子筛的理化性质,并采用固定床装置评价其在模拟高炉煤气气氛中的H_(2)S脱除性能.结果表明,在模拟高炉煤气中,ZSM-5沸石分子筛具备较好的脱硫能力,随着硅铝比和钠铝比的升高,ZSM-5沸石分子筛的酸量和酸强度的降低,其H_(2)S穿透硫容也随之降低,H_(2)S的穿透硫容最高可达2.21 mg·g^(-1).进一步的研究表明,ZSM-5沸石分子筛的H_(2)S穿透硫容与中强酸和强酸的量有关,其中,强酸量的影响更大,其吸附H_(2)S的机理为羟基吸附机理.
文摘甘油是生物质精炼的主要副产物(约占10%),年过剩量与低利用率导致其市场价格(0.24-0.6 US kg^(-1))较低.甘油是具有三个活性羟基的多元醇,被认为是生产高价值产品的理想原料.甲酸作为甘油转化最重要的产品之一,广泛应用于农药、皮革、染料和医药行业,将甘油电氧化(EGOR)为甲酸(FA)不仅能有效避免资源过剩造成浪费,而且能满足未来对甲酸燃料电池的需求.然而甘油电催化氧化途径较为复杂,涉及反应中间产物的脱氢、吸附/解吸和C-C键裂解.本文将密度泛函理论(DFT)与实验相结合,研究了在精细构建的NiCo_(2)O_(4)纳米片上通过EGOR生产FA的反应机制.DFT计算结果表明,活性羟基(OH^(*))物种可以改变EGOR生产FA过程的决速步骤(RDS),通过调节吸附中间体的吸附能可获得理想的FA产率.其中,高度羟基化的NiCo_(2)O_(4)纳米片(311)-OH^(*)晶面上具有最低的吉布斯自由能,能显著提升反应过程动力学.在理论分析的基础上,通过简易的电沉积方法精准制备了超薄NiCo_(2)O_(4)纳米片(~1.7 nm),并采用X射线吸收精细结构谱和高分辨透射电镜对催化剂进行了结构分析.结果表明,NiCo_(2)O_(4)纳米片中四面体(A_(Td))和八面体(B_(Oh))配位具有内角共享的A_(Td)-O-B_(Oh)和边共享的B_(Oh)-O-B_(Oh)构型,金属间的协同作用有效改善了材料的电子效应,有利于提供更多的吸附位点并促进EGOR过程中的电荷转移.NiCo_(2)O_(4)纳米片在EGOR中的电荷转移电阻仅为0.94Ω,电化学活性表面积高达10.25 cm^(2).相比较电催化析氧反应,NiCo_(2)O_(4)纳米片表现出了较好的EGOR性能,在10 mA cm^(-2)的电流密度下阳极功耗降低了320 mV,在100 mA cm^(-2)的电流密度时的阳极电势仅为1.46 VRHE.此外,在120 h的稳定性测试中,甘油的转化率和FA的选择性可分别保持在89%和70%.多电位步骤实验、原位电化学阻抗谱和电子顺磁共振谱结果表明,NiCo_(2)O_(4)纳米片上原�
