磁性负载型超强碱的构筑及其在中低阶煤催化加氢裂解中的应用

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基本信息

  • 批准号:
    21776298
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0815.能源化工
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Middle- and low-rank coals mainly include subbituminous coals and lignites. Selectively cleaving oxygen-containing bridged bonds in organic matter of the coals is crucially important for the coal directional depolymerization and subsequent efficient utilization. In this project, our main investigations are: (1) to prepare magnetic powders using chemical coprecipitation method and incorporate the powders with proper adhesive and template, coat the comlex powders with a proper silica-containing material; (2) to wash out the template with ammoniumnitrate/ethanol solution for making mesopores in the support; (3) to sequentially impregnate two strongly alkalinous inorganic active components into the mesopores to finally prepare magnetic supported superbase (MSSB); (4) to understand microstructure and adsorption properties of the MSSB using multiple advanced instruments; (5) to examine the MSSB-catalyzed hydrocracking of model compounds, in which oxygen-containing bridged bonds (OCBBs) are contained between aromatic rings, to reveal the mechanisms for the MSSB-catalyzed cleavage of the OCBBs; (6) to successively destroy different OCBBs in the coals by sequential hydrocracking over the MSSB at lower temperatures to 300 oC to comprehensively and deeply understand the OCBB types and the structures of aromatic rings which are connected by the OCBBs by subsequent analyses; (7) to examine the recoverability of MSSB and change in the activity of MSSB for catalytic hydrocracking during repeated use. These investigations will provide important scientific basis for the coal directional conversions.
在温和条件下选择性地切断中低阶煤有机质中的含氧桥键对于中低阶煤的定向解聚和后续的高效利用至关重要。本项目利用化学共沉淀法制备磁性粉体,进而选用适当的粘合剂和模板剂与粉体复合并用适宜的含硅原料包覆,用硝酸铵的乙醇溶液从复合后的粉体中洗涤出模板剂使载体富含介孔,在微波辐射下依次浸渍两种强碱性的无机活性组分于介孔中使之原位反应从而形成磁性负载型超强碱(MSSB);借助多种先进的手段了解MSSB的微观结构和吸附性能等;以芳环间具有含氧桥键的化合物作为模型化合物,考察MSSB催化的模型化合物的加氢裂解,了解MSSB催化含氧桥键断裂的机理;用MSSB由低温到300oC依次催化中低阶煤的加氢裂解,逐级破坏中低阶煤中的含氧桥键,通过后续的分析了解中低阶煤中含氧桥键的类型和所连接的芳环的结构;考察MSSB的可回收性和循环使用过程中催化加氢裂解活性的变化。基于上述研究为中低阶煤定向转化提供重要依。

结项摘要

中低阶煤富含芳环(特别是缩合芳环)和含氧桥键。在温和条件下,有效切断连接芳环的含氧桥键对于中低阶煤的高效利用至关重要。.本项目利用浸渍和原位分解的方法制备了高活性的磁性双功能固体超强碱Ni-Mg2Si/AP,重点考察了二苄醚(DBE)和二苯醚(DPE)及新疆皮里青次烟煤的两种萃余物,即超声辐射萃取所得萃余煤(R1)和常规萃取所得萃余煤(R2),在Ni-Mg2Si/AP存在下的加氢裂解和加氢反应。.研究结果表明:在150 oC下,Ni-Mg2Si/AP和加压氢气存在下,DBE和DPE均能够被完全转化;在初始氢压(IHP)3 MPa和240 oC下反应2 h,DBE被全部转化为甲基环己烷,而在同样的IHP和温度下反应4 h,DPE被完全转化为环己烷。在240 oC和3 MPa的IHP下,R1催化加氢转化(CHC)所得可溶物的收率为36.4%,远高于R1非催化加氢转化(NCHC)所得可溶物(SP)的收率(1.8%)。R1的NCHC所得SP的主要成分是芳酚(占45.5%),其次是芳烃,而R1的CHC所得SP的主要成分是芳烃(占68.2%),其次是链烷烃和氢化芳烃。R2的NCHC所得SP的主要成分是非取代芳烃(占28.0%),其次为烷基取代的菲和少量的醚及含氮有机化合物,而R2的CHC所得SP中主要成分为非取代的环烷烃,收率高达66.8%,其中环己烷的相对含量为65.3%,其次是链烷烃及少量的烷基取代的环己烷、四氢萘和烷基取代的四氢萘。从分子水平上提出了两种模型化合物及R1和R2的CHC的路径和H-与H…H协同转移的机理。.本项目所制备的Ni-Mg2Si/AP是一种同时具备加氢裂解和加氢的双功能高活性催化剂,可以有效地切断连接芳环的含氧桥键、脱除杂原子并使芳环饱和加氢。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Enhanced hydrogenation of aromatic rings and hydrocracking of > CareOe bridged bonds in the extraction residue from Piliqing subbituminous coal over a magnetic difunctional solid superbase
磁性双功能固体超碱上皮里青次烟煤萃取残渣中芳香环的强化加氢和 > CareOe 桥键的加氢裂化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Mei-Ling Xua;Xian-Yong Wei;Qi-Cong Wu;Guang-Hui Liu;Fang-Jing Liu;Zhi-Min Zong;Wei Zhao;Feng-Yun Ma;Wen-Long Mo;Jing-Mei Liu
  • 通讯作者:
    Jing-Mei Liu
Preparation of hierarchical porous carbons from a coal tar pitch modified by fluid catalytic cracking oil for a high-performance supercapacitor
流化催化裂化油改性煤焦油沥青制备分级多孔碳用于高性能超级电容器
  • DOI:
    10.1007/s10853-021-06317-y
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Journal of Material Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yin F;Wei X Y;Yan W W;Fan Z C;Lu K L;Wei F H;Mao F Z;Zong Z M
  • 通讯作者:
    Zong Z M
Effffective Separation of Condensed Arenes from High-Temperature Coal Tar and Insight into Related Intermolecular Interactions
高温煤焦油中稠合芳烃的有效分离及相关分子间相互作用的深入研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Energy Fuels
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jia-hao Li;Xian-Yong Wei;Hai-Feng Zhao;Wei-Wei Yan;Dao-Guang Teng;Zhi-Hao Ma;Hua-Shuai Gao;Zhi-Min Zong
  • 通讯作者:
    Zhi-Min Zong
Catalytic ethanolysis of Dahuangshan lignite and directional upgrading of two derived soluble mixtures
大黄山褐煤催化乙醇分解及两种衍生可溶性混合物的定向提质
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2021.120939
  • 发表时间:
    2021-08-17
  • 期刊:
    FUEL
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Liu, Guang-Hui;Kang, Yu-Hong;Wei, Xian-Yong
  • 通讯作者:
    Wei, Xian-Yong
Value-added utilization of high-temperature coal tar: A review
高温煤焦油的增值利用:综述
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2020.119954
  • 发表时间:
    2021-02-23
  • 期刊:
    FUEL
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Ma, Zhi-Hao;Wei, Xian-Yong;Zong, Zhi-Min
  • 通讯作者:
    Zong, Zhi-Min

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其他文献

Enhanced hydrogenation of aromatic rings and hydrocracking of >Car-O- bridged bonds in the extraction residue from Piliqing subbituminous coal over a magnetic difunctional solid superbase
磁性双功能固体超碱增强皮里青次烟煤抽提残渣中芳环加氢和>Car-O-桥键加氢裂化
  • DOI:
    10.1016/j.jaap.2019.104695
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    徐美玲;魏贤勇;吴奇聪;赵云鹏;李风海;刘光辉;柳方景;宗志敏;张敏;李胜;樊星;赵炜;马凤云;莫文龙;刘景梅
  • 通讯作者:
    刘景梅
Separation and analysis of organic compounds in an Erdos coal
鄂尔多斯煤中有机化合物的分离分析
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2008.09.010
  • 发表时间:
    2009-03
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    宗营;宗志敏;魏贤勇
  • 通讯作者:
    魏贤勇
固体酸催化剂催化葛亭煤的加氢裂解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    武汉科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梅丽敏;黄丽莉;黄丽莉;卿宇;卿宇;柳方景;柳方景;宗志敏;宗志敏
  • 通讯作者:
    宗志敏
褐煤超临界醇解影响因素的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    武汉科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李春启;许斌;夏同成;宗志敏;张胜振;忻仕河;魏贤勇;王世杰;刘卫兵
  • 通讯作者:
    刘卫兵
两种烟煤微波辅助萃取所得CS2萃取物的GC/MS分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    黑龙江科技学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    鞠彩霞;姜发琴;王飞军;刘长城;宗志敏;魏贤勇
  • 通讯作者:
    魏贤勇

其他文献

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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。
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