【寧夏大學(xué)新聞中心訊 省部共建煤炭高效利用與綠色化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室】近日，我校省部共建煤炭高效利用與綠色化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭慶杰教授領(lǐng)銜的煤炭清潔利用自治區(qū)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)圍繞低品位碳基能源熱化學(xué)轉(zhuǎn)化與污染物排放控制開(kāi)展了深入系統(tǒng)研究，并取得了重要進(jìn)展。相關(guān)系列成果發(fā)表在國(guó)際ESI工程領(lǐng)域能源化工類(lèi)重要期刊Energy Conversion & Management（中科院一區(qū)，IF 6.377），Chemical Engineering Journal（中科院一區(qū)，IF 6.735）和Energy & Fuels（中科院二區(qū)，IF 3.024）。

芳烴是重要的有機(jī)化工基礎(chǔ)原料，其中BTX屬于一級(jí)有機(jī)化工原料。隨著礦物資源日趨枯竭和CO₂減排壓力日益增大，有必要開(kāi)發(fā)一種綠色廉價(jià)的芳烴制備技術(shù)。生物質(zhì)催化熱解制備BTX存在收率和選擇性低較低的問(wèn)題，針對(duì)此問(wèn)題，郭教授團(tuán)隊(duì)從生物質(zhì)組分熱解研究出發(fā)，提出一種微藻/殼類(lèi)生物質(zhì)協(xié)同熱解制備BTX的方法，通過(guò)制備高活性長(zhǎng)壽命的炭基催化劑，顯著提高了生物質(zhì)傳統(tǒng)熱解制備BTX的收率及選擇性。研究認(rèn)為，自由基與苯環(huán)含氧基團(tuán)的取代反應(yīng)是協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生的本質(zhì)原因。該研究成果由國(guó)際ESI工程領(lǐng)域著名期刊Energy Conversion & Management（中科院一區(qū)，IF 6.377）和Energy & Fuels（中科院二區(qū)，IF 3.024）發(fā)表，文章的第一作者為國(guó)重實(shí)驗(yàn)室常國(guó)璋博士（2018年引進(jìn)），郭慶杰教授為通訊作者。

Figure 1 Co-pyrolysis of NC/PKS synergistically produces aromatics

Cd是一種重要的重金屬污染物，具有毒性大、熔沸點(diǎn)低等特點(diǎn)，易造成環(huán)境污染，危害人體健康，因此碳基顆粒熱化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生的Cd污染問(wèn)題受到研究者的廣泛關(guān)注。郭教授團(tuán)隊(duì)耦合化學(xué)鏈燃燒-氣化研究，從載氧體選擇出發(fā)，通過(guò)促使Cd向高熔沸點(diǎn)形態(tài)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)低品位炭基能源利用過(guò)程Cd污染的控制，甚至Cd元素回收。研究發(fā)現(xiàn)，碳基顆?；瘜W(xué)鏈燃燒過(guò)程中，熱解氣相產(chǎn)物、焦炭等可與CdO（s）發(fā)生反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為Cd（g），但是Cd（g）會(huì)重新被載氧體顆粒氧化成CdO（s），并粘附于顆粒的表面。在化學(xué)鏈氣化的初始階段，燃燒過(guò)程Cd元素的轉(zhuǎn)化機(jī)制仍然存在，但產(chǎn)生的還原氣體可能再次將載氧體中的CdO（s）還原為Cd（g），使之從固相中釋放。該研究成果由國(guó)際ESI工程領(lǐng)域TOP期刊Chemical Engineering Journal（中科院一區(qū)，IF 6.735）發(fā)表，郭慶杰教授為通訊作者。

Figure 2 Schematic diagram of the two-step-transformation and migration mechanism of cadmium during CLC of the SMSW