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学术动态
化工学院刘全生教授课题组“褐煤利用研究”取得重要进展
2017年08月30日     (浏览次数:)

随着全球社会经济的快速发展,对传统能源和碳质资源的清洁、高效利用以及探索新型可再生能源和碳资源受到各国政府和研究者的广泛关注。内蒙古自治区具有丰富的褐煤等低阶煤碳资源。近年来,我校化工学院刘全生教授课题组围绕低阶煤的清洁、高值化利用开展了系统的研究工作,取得系列重要进展。

研究发现,褐煤微观结构变化对褐煤燃烧反应性能的重要影响(Yinmin Song, et al., Fuel, 2016, 183, 659Runxia He, et al.,RSC Advances.2017, 7, 19833);随着煤阶的变化,煤燃烧动力学过程也表现出不同的特点(Yunfei Wang, et al., Environmental Progress & Sustainable Energy,2017, 36, 766Journal of the Energy Institute, 2017, 90, 624);褐煤中丰富的含氧官能团和独特的孔道结构对褐煤及褐煤焦的水分吸附和脱附有显著影响(YingyueTeng, Chinese Journal of Chemical Engineering, 2016, 24, 803);褐煤中固有矿物质在褐煤热解或气化反应中表现出显著的催化作用(KeduanZhi, et al., International Journal of Hydrogen Energy, 2017, 42, 5862Na Li, et al., International Journal of Hydrogen Energy, 2017, 7, 19833Yang Li, et al., Energy & Fuels, 2015, 29, 4738);进一步研究发现褐煤中固有的含钙矿物质对褐煤水蒸气气化制备富氢合成气有明显的催化作用,Ca与褐煤中含氧官能团所形成的R-O-Ca-O-R’结构可能是反应过程中的活性物种(Na Li, et al., Fuel, 2017, 203, 817)。

温和条件下实现褐煤的解聚及利用是褐煤清洁、高值化利用领域的重要研究方向。基于褐煤结构特征,课题组研究人员提出新的研究思路:利用褐煤或其解聚衍生物中的酸性官能团,制备新型催化剂,并用于可再生生物质资源的转化利用。课题组研究发现,商业化腐殖酸能够用于制备过渡金属锆催化剂,该催化剂在生物质衍生物乙酰丙酸乙酯加氢反应中表现出良好的活性和稳定性(Zhenhuan Xiao, et al., Fuel, 2017, 193, 322);多种芳香羧酸物质均可用于锆基催化剂的构建,并表现出良好的催化性能(Huacong Zhou, et al., International Journal of Coal Science & Technology, 2017, DOI :10.1007/s40789-017-0181-2);基于以上研究,课题组的最新研究发现,由褐煤氧化解聚得到的腐殖酸混合,在不经分离纯化的情况下可直接用于锆基催化剂的制备,并在多种羰基类化合物的加氢反应中表现出优良的活性和广泛的底物适用性。研究思路和结果被审稿人的一致认可,给出了较好的评价“…….Zhou, Liu and co-workers reported a novel strategy to prepare Zr-containing catalysts using low rank coal derived humic acids (HAs) as raw materials…….”以及“……The paper discusses a really interesting route for conversion biomass-derived carboxyl derivatives to alcohol product. The novelty is good. ……”相关研究结果发表在JCR化学1Top期刊Green Chemistry上(YufeiSha, Zhenhuan Xiao, et al., Green Chemistry, 2017, DOI: 10.1039/C7GC01925D),硕士研究生沙宇飞和肖贞环为论文共同第一作者,刘全生教授和周华从老师为论文通讯作者。

在以上工作基础上,课题组将继续围绕褐煤、生物质等碳资源的高效利用开展深入研究工作。以上研究得到国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金、科技创新引导项目、内蒙古重大开放课题等项目的支持。

刘全生简介

周华从简介

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