热剥离法制备石墨烯纳米片对Pb2+和Cd2+的吸附

石墨粉氧化后,在氮气气氛下,快速高温剥离制得石墨烯纳米片。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、拉曼(Raman)光谱、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和氮气吸附-脱附等分析手段对石墨烯样品进行了表征。这些分析测试结果显示:石墨烯样品主要由很薄的1-4层石墨组成,呈褶皱状态,比表面积为628.5 m²·g^-1。研究了石墨烯吸附水溶液中的Pb²⁺和Cd²⁺的pH值、吸附时间、吸附温度和金属离子初始浓度等影响因素, Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为460.20和72.39 mg·g^-1。结果表明,热剥离法制得的高质量石墨烯纳米片可以作为一种高效的从水中去除Pb²⁺和Cd²⁺的吸附材料。     

用于地基望远镜的高分辨率倾斜镜设计

根据多镜面地基望远镜在近红外实现共相衍射极限成像的需求,提出了一种基于压电堆栈致动器的高分辨率倾斜镜设计方案。该方案以哑铃型柔性铰链和菱形位移缩小结构(RADS)作为倾斜镜的运动传递元件,压电堆栈致动器(PSA)作为动力元件,并使用电涡流传感器作为角度测量部件。介绍了高分辨倾斜镜的工作原理,并对哑铃型柔性铰链和菱形位移缩小结构进行设计。柔性铰链和位移缩小结构的关键结构参数均采用理论计算、实验和仿真进行优化。建立倾斜镜模型,利用理论计算和有限元仿真软件分别计算倾斜镜的倾斜角度和分辨率。实验结果表明:设计的倾斜镜角度分辨率达到0.017″,最大倾斜角度为14.6″,谐振频率为136.97 Hz,与有限元仿真结果相吻合,满足地基望远镜系统衍射极限成像的要求。     

原位漫反射红外光谱中采用新的实验手段研究煤岩显微组分中的氢键

首次提出采用小瓷片反应器,结合增大载气流量的方法进行产生挥发组分固体的原位漫反射红外光谱实验,研究了两种煤的镜质组和丝质组中的氢键分布及热稳定性.两种显微组分间氢键分布的规律相似;镜质组中SH-N、羧酸二聚体和自缔合羟基等的热稳定性比丝质组中的高.但对OH-N、羟基四聚体和OH-OR₂的热稳定性随煤岩组分的变化无明显规律;随着温度的升高,OH-π含量先升高后降低,于350～380℃达最大值,其中镜质组OH-π的含量增加较快.显微组分中氢键的变化规律反映了其结构上的差异.     

褐煤中水分的原位漫反射红外光谱研究

采用漫反射红外光谱(DRIFT)法,以140℃时褐煤的单光束图为背景研究了两种褐煤中的水分.结果表明,褐煤中水分的含量与光谱图相应区域的积分面积呈线性关系;在计算煤中水分形成的氢键键能的基础上,讨论了水分与煤表面间的氢键相互作用;根据DRIFT谱,将煤中的水分分为游离态的水与以弱氢键与煤表面结合的水和与煤形成强氢键的水.低于80℃时主要脱除前者,而高于80℃则主要脱除后者.     

污泥型煤技术处理污泥的基础研究Ⅰ.制备废水污泥型煤工艺？…

提出了粉煤与污泥共混压制型煤的方法，以实现污泥的洁净化、能源化处理。研究了不同成型条件，如成型压力、水份、不同污泥及混合比例等对污泥型煤性质的影响，并根据上述实验结果提出制备污泥型煤的优化工艺，给出了污泥与煤共成型的机理模型。结果表明，污泥添加的比例为２０～３０％之间，成型压力高于２０ＭＰａ时，型煤的抗压强度高于添加１０％黄泥所制型煤的强度。由此得出污泥完全可以代替黄泥；污泥型煤的热值高于黄泥型煤     

煤基腐植酸对久效磷的增效作用研究

水溶性煤基酸分为从含有水溶性煤基酸的低价煤中抽提得到的水溶性煤基酸和从不含有水溶性煤基酸的低阶煤中氧化得到的水溶性煤基酸。考察了从武川风化煤和霍林河风化褐煤通过两步催化氧化法得到的水溶性煤基酸和从晋城风化煤中得到的水溶性煤基酸对高效、高毒性的杀虫剂--久效磷生物活性的影响。结果表明：（1）三种煤基酸都能增加久效磷的生物活性；（2）所用水溶性煤基酸的理想浓度为0.0025％；（3）根据毒力曲线，久效磷、武川煤基酸-久效磷和霍林河-久效磷的致死中浓度为9.94g/ha，5.99g/ha，6.62g/ha，相对毒力系数分别为：100，165.9，150.2；（4）大田实验结果证实了水溶性煤基酸对久效磷的增效作用。     

吡啶预处理抑制煤热解过程中交联反应的研究

采用吡啶蒸气、吡啶溶液两种溶胀方式对伊泰褐煤进行了预处理,用热重结合在线质谱仪考察了两种处理方式对煤热解过程中交联反应的抑制效果。结果表明,两种预处理方法对煤热解过程的交联反应都有不同程度的抑制,但其作用温度和机理不同。吡啶蒸气预处理可能通过与煤形成N—OH氢键、断开煤本身含氧官能团之间的氢键,从而在400℃以前抑制煤本身含氧官能团之间的氢键交联反应;吡啶溶液预处理主要是通过改变煤的结构,减少煤小分子同大分子网络结构之间缔合,提高氢的传递效率等因素来抑制小分子同煤大分子网络结构及其热解过程中间碎片之间的交联反应。     

煤中氯在亚临界水条件下的变迁

运用半连续反应装置对山西吴家坪煤和四川华蓥山煤中氯在亚临界水条件下的脱除规律及形态变化进行了研究。考察了反应温度和压力对氯脱除率的影响；同时还运用化学提取法对原煤及残渣中氯的形态进行了研究。研究结果表明,随着反应温度的升高，煤中氯的脱除率也增加，在410℃、15MPa、60min、水流量为580mL/h时，吴家坪煤中氯的脱除率为84.6%，华蓥山煤中氯的脱除率为72.4%。吴家坪煤中氯在15MPa时的脱除率最大。华蓥山煤中氯主要以有机氯的形态存在，而吴家坪煤中氯有8%为离子可交换态的无机氯，其余为有机结合的氯；在亚临界水萃取煤的过程中，离子交换态结合的有机氯比共价键结合的有机氯更容易挥发,有机氯要首先转化为无机氯然后再逸出。     

亚临界水条件下煤中汞的脱除

运用半连续反应装置对山西吴家坪煤中汞在亚临界水中的脱除规律进行了研究。考察了反应温度为290 ℃、320 ℃ 、350 ℃、 380 ℃，反应压力为5 MPa、10 MPa、15 MPa,萃取时间为10 min、30 min、60 min、100 min时对汞脱除率的影响。结果表明，在290 ℃～380 ℃，随着温度升高，汞脱除率明显增加；在5 MPa～15 MPa，压力越大，汞的脱除率也越大；在10 min～100 min，随着萃取时间的延长，汞脱除率增加；在380 ℃, 15 MPa, 1 h，汞的脱除率最大可达96％以上。     

铁岭煤中重金属元素的赋存形态及其在热解过程中的挥发行为研究

采用密度分离、脱灰处理和逐级化学提取等间接方法,考察了铁岭煤中Pb, Cr, Co, Ni, V五个重金属元素的宏观结合形态,并在Φ25mm小型石英流化床反应装置上考察了上述五个重金属元素在热解过程中的挥发行为。研究发现,铁岭煤中Pb, Cr, Co, Ni, V均主要与非黄铁矿类矿物质相伴生, 且高达40%～60%赋存在硅酸盐类矿物质中。Pb的碳酸盐结合态和有机束缚的离子可交换态600℃前即可分解转化,而其硫化物和硫酸盐结合态在较高的热解温度下才能分解挥发；Co、Ni的硫化物和硫酸盐结合态在高温下可部分转换为有机结合的离子可交换态；而Cr、V的硫化物和硫酸盐结合态在高温下部分转化生成了新的热稳定相。在500℃～900℃范围内,Pb属半挥发性元素,Cr, Co, Ni, V属难挥发性元素。微量元素的挥发性极大地受其伴生环境、共存活泼元素等的影响,硅铝酸盐类矿物质对重金属元素的挥发有一定的抑制作用。