褐煤的高效氧化解聚及其在高效减水剂合成中应用基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21875001
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0902.碳基能源化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The disadvantages of lignite, such as high moisture content, low calorific value, easy self-ignition et al., seriously impede its high-efficiency utilization. Meanwhile, high oxygen content and high reactivity are advantageous to the high-value and resource utilization of lignite. Based on the structural characteristics of lignite, a new technological route of high-efficiency resource utilization of lignite is put forward in this project, which includes the depolymerization of lignite by the oxy-cracking technology in dilute alkali aqueous to obtain aromatic compounds containing abundant of carboxyl and hydroxyl groups, and the synthesis of superplasticizer with these products from the oxy-cracking of lignite. In this project, the influences of oxy-cracking conditions on the structure and composition of products will be investigated by the oxy-cracking experiments of lignite in dilute alkali aqueous and the extraction separation of products. Further, the reactivity of cross-linking structures in lignite and the selectivities of products will also be understood. By the experiments of the oxy-cracking of selected model compounds and the oxy-cracking kinetics of lignite, the mechanism of oxy-cracking of lignite will be discussed, and the key factor to influences the structure and composition of oxy-cracking products of lignite will also be disclosed. Through the synthesis and performance assessment of superplasticizer, the influences of structure of oxy-cracking products on the performances of synthesized superplasticizer will be investigated, and the structure-activity relationship between oxy-cracking products and the performance of synthesized superplasticizer will also be disclosed. Finally, the regulation mechanism of the oxy-cracking of lignite, which provides the synthetic raw material of superplasticizer, will be built in this project. Based on the research of this project, a new technology combined the oxy-cracking of lignite with the synthesis of superplasticizer will be developed. It will also provide the theoretical and technical support for the preparation of high added value fine chemical from lignite.
高水分、低热值、易自燃的褐煤特性严重制约了褐煤高效利用,但是高含氧量、高反应活性赋予褐煤高值化和资源化利用优势。基于褐煤结构组成特点,本项目提出利用稀碱溶液中液相氧化裂解技术,解聚褐煤大分子,获得富含羧基和羟基的芳香性氧化产物,并应用于高效减水剂合成的褐煤高值化利用技术路线。拟通过弱碱体系中褐煤氧化裂解与产物萃取分离,考察氧化条件对产物结构组成的影响规律,研究褐煤交联结构反应性与产物选择性。结合模型化合物和氧化裂解动力学研究,探索褐煤氧化裂解机理,揭示影响氧化裂解产物结构组成的关键因素。通过高效减水剂的合成与性能评价,研究氧解产物结构对减水剂合成与性能的影响规律,揭示氧解产物结构与高效减水剂应用性能的构效关系,从而形成针对高效减水剂合成的褐煤氧化裂解调控机制。通过本项目研究,预期将建立褐煤液相氧化裂解与高效减水剂合成技术体系,并为褐煤制备高附加值精细化学品提供理论与技术支撑。

结项摘要

基于褐煤结构组成特点,利用褐煤制备混凝土减水剂等大宗精细化学品是廉价褐煤高值化和资源化利用的重要途径。为此,本项目利用液相氧化裂解技术开展了温和条件下褐煤高效氧化裂解性能研究。以煤基腐殖酸为目标产物,考察了煤结构和过程调控对氧化裂解产物结构组成的影响规律,结合热溶预分离研究了影响褐煤大分子氧化裂解的结构因素,探索褐煤氧化裂解机理。然后,结合煤基腐殖酸结构表征,开展了混凝土高效减水剂的合成与性能评价,研究了腐殖酸结构与高效减水剂应用性能的构效关系与调控机制。. 研究结果表明:通过褐煤液相氧化裂解可以高收率制备煤基腐殖酸,且反应条件温和、碱消耗量低、利用效率高。其中,锡林郭勒褐煤80℃、煤碱比=3条件下腐殖酸收率最高可达85 %,同时CO2收率仅为0.2 %。亚甲基、醚键等C-C和C-O桥键交联结构是影响褐煤氧化裂解的关键结构因素,氧化裂解体系的氧化能力是产物结构和组成的主要因素。相对于煤结构解聚,腐殖酸氧化裂解活化能高,选择温度、氧气分压等氧化裂解反应条件可以调控腐殖酸结构和选择性。低于煤热解温度下的热溶可以有效分离出煤中小分子相,同时获得具有良好液相氧化裂解活性的热溶萃余煤。温和热溶与热溶萃余煤氧化解聚相结合,可以为褐煤分级转化与分质利用提供新的途径。氧化裂解腐殖酸芳香度高,羧基、羟基等含氧官能团丰富,并存在一定量的桥键结构,具有良好的磺甲基化、羟甲基化和缩合反应活性。通过磺甲基化缩合与接枝共聚可以制备具有高效减水性能的混凝土减水剂,实现氧化裂解腐殖酸高值化利用和高效减水剂低成本制备。其中,煤基腐殖酸支链化结构和羧基、酚羟基等含氧官能团是影响减水剂吸附和分散性能的主要结构因素。同时,氧化裂解腐殖酸也可以用于碳聚点等功能碳材料制备。基于上述研究,完成了计划书所有内容研究,实现了相应研究目标,相关研究成果可以为褐煤高值化利用与煤基精细化学品开发提供重要的理论与技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(3)
锡林郭勒褐煤在超临界水和不同气氛下的液化性能
  • DOI:
    10.19726/j.cnki.ebcc.202201005
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    煤炭转化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张恺;王知彩;雷智平;任世彪;康士刚;颜井冲;李占库;水恒福
  • 通讯作者:
    水恒福
三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能
  • DOI:
    10.19726/j.cnki.ebcc.202004008
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    煤炭转化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周璁;吴泽全;孙磊;王知彩
  • 通讯作者:
    王知彩
Boosting conversion efficiency of lignite to oxygen-containing chemicals by thermal extraction and subsequent oxidative depolymerization
通过热萃取和随后的氧化解聚提高褐煤向含氧化学品的转化效率
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2021.122043
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Zequan Wu;Zhicai Wang;Tao Wu;Zhanku Li;Jingchong Yan;Chunxiu Pan;Shigang Kang;Zhiping Lei;Shibiao Ren;Hengfu Shui
  • 通讯作者:
    Hengfu Shui
Effect of thermal extraction on hydro-liquefaction property of residual coal
热萃取对残煤加氢液化性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2019.04.063
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Wang Zhicai;Wang Qian;Hu Runan;Pan Chunxiu;Wang Xiaoling;Ren Shibiao;Lei Zhiping;Kang Shigang;Yan Jingchong;Shui Hengfu
  • 通讯作者:
    Shui Hengfu
Ethanol and formic acid as synergistic solvents for converting lignite to platform chemicals
乙醇和甲酸作为将褐煤转化为平台化学品的协同溶剂
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2021.120491
  • 发表时间:
    2021-02-23
  • 期刊:
    FUEL
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Li, Zhan-Ku;Cheng, Jin-Yuan;Shui, Heng-Fu
  • 通讯作者:
    Shui, Heng-Fu

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

span style=font-family:宋体;font-size:10.5pt;胜利褐煤液化沥青烯光谱表征/span
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    燃料化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王知彩;陈恩生;潘春秀;任世彪;雷智平;水恒福
  • 通讯作者:
    水恒福
水热处理对神华煤液化性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    燃料化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    水恒福;王知彩;裴占宁
  • 通讯作者:
    裴占宁
Microwave-assisted extraction of Xianfeng lignite in 1-butyl-3-methyl-imidazolium chloride
1-丁基-3-甲基-氯化咪唑盐微波辅助萃取先锋褐煤
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2011.12.006
  • 发表时间:
    2012-05
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    雷智平;伍练;张艳秋;水恒福;王知彩;潘春秀;李海萍;任世彪;康士刚
  • 通讯作者:
    康士刚
神府煤与稻杆共热溶研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    燃料化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘春秀;水恒福;雷智平;王知彩
  • 通讯作者:
    王知彩
几种烟煤及其热处理后的溶胀性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    燃料化学学报.35(2).141—145,2007,4
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    水恒福*;曹美霞;王知彩
  • 通讯作者:
    王知彩

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王知彩的其他基金

煤结构松弛与小分子相分离过程的调控及加氢液化性能研究
  • 批准号:
    21476004
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    86.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
直接煤液化重质产物多尺度缔合/聚集行为及其对液化工艺过程的影响研究
  • 批准号:
    51174254
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
煤直接液化过程中重质中间物的化学行为研究
  • 批准号:
    20776001
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    29.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码