煤粉在热分解过程中比表面积和孔隙结构的变化

用氮气等温吸附（７７Ｋ）方法测量了四种不同煤粉在热分解过程中的ＢＥＴ比表面积和孔隙结构。结果表明，不同煤种的比表面积在热分解过程中其变化有着相似的规律。在热分解温度低于５００℃时，煤粉所释放的挥发份主要来自煤粒外表面。当热分解温度高于５００℃后，煤粉释放出的挥发份主要来自煤粒内部深处。在８００℃时，由于煤的塑性，煤粒的部分孔减小和关闭，使其比表面积以及孔隙明显减少。在热分解温度高于８５０℃后，煤粉的比表面积随温度升高而急剧增大。     

大比表面积炭质吸附剂的表面及孔隙发展

以石油焦为原料研究了采用KOH活化法制备大比表面积炭质吸附剂时表面及孔隙的发展。实验发现虽然KOH加入量 ,水乙醇溶液中乙醇含量和提高热处理终温以及延长热处理时间都使比表面积增大 ,但是水乙醇加入总量的增加则导致比表面积下降。KOH加入量以 60～ 75%为宜 ,此时其利用率在 40 0m2 g以上。孔隙分布研究表明水乙醇加入总量 ,乙醇含量和热处理温度的提高都使 1～ 2nm微孔孔容及其在 1～ 2 0nm微孔孔容中所占比率增加。实验发现大比表面积炭质吸附剂的比表面积与碘值之间存在一定相关性。由于碘值不存在N2 吸附BET比表面积的过高估计现象 ,因而这给用碘值来更合理评价大比表面积炭质吸附剂的相对吸附能力提供了可能。     

污泥热解过程中焦的表面孔隙结构分形生长

主要对污水污泥在高温热解和低温热解条件下热解焦炭的表面孔隙结构特性进行了研究。结果表明,污泥热解过程中随着挥发分的析出,污泥热解焦炭的孔隙结构逐渐发达。低温和高温热解过程中挥发分的析出,使得孔径为3.75 nm的孔得到了极大的发展。通过对污泥热解焦炭的N2吸附过程进行的分形分析发现,不同停留时间低温和高温热解焦炭的表面分形维数可以分为FD-1和FD-2。其中,FD-1主要表征了较大孔(0.86 nm)的表面分形维数,FD-2则主要表征了超微孔(0.86 nm)的表面分形维数。随着热解停留时间的延长,FD-1和FD-2逐渐增大并趋于稳定。与高温热解焦炭的超微孔表面分形维数相比低温热解焦炭出现了较大的增加,而较大孔的表面分形维数则相对低温热解焦炭未见有较大的改变。     

焦化过程半焦孔隙结构时空变化规律的实验研究——孔隙率、比表面积、孔径分布的变化

以井式加热炉(φ150mm×300mm) 为主体模拟工业炼焦过程，借助压汞法考察了焦化过程中不同焦化温度、炉内径向不同位置半焦的孔隙结构参数的变化。结果表明，半焦中存在丰富的大孔和中孔，孔隙率和比表面积随焦化温度、径向位置呈规律性变化；相同焦化温度下，由边缘沿中心方向先减少后增加；相同位置下，孔隙率随着温度的升高逐渐变小，至900℃后孔隙率略有增大，比表面积在900℃左右达到最小值后随温度升高又迅速增加；此外，半焦孔隙以孔径大于5.0μm的孔为主，孔径小于0.4μm、介于0.4μm～5.0μm和大于5.0μm的孔累积孔隙分率分别约占总孔体积分数的10％、20％和70％，孔径分布的高峰处于60 μm～150μm。SEM分析显示，焦柱中存在丰富的大孔，且边缘和中心处孔径较大。     

煤中可溶有机质对煤的孔隙结构及甲烷吸附特性影响

采用四氢呋喃对临涣7煤和祁南3煤进行微波辅助抽提,进行了原煤和残煤等温吸附实验和低温氮气吸附测试,对比分析了抽提前后原煤和残煤的甲烷吸附量和比表面积、孔分布情况,并理论测算煤中可溶有机质吸附溶解甲烷量.结果表明,残煤的甲烷吸附能力低于原煤;抽提后,煤的比表面积和总孔体积增大,平均孔径减少,影响煤吸附气体能力的主要孔径为1.7~5.0 nm,且该范围内的孔数有不同程度的增加;压力为0.1~5.0 MPa时,两煤样中可溶有机质吸附溶解的甲烷量分别为0.45~4.22 mL/g、0.69~4.99 mL/g,最大吸附量分别占到原煤最大吸附量的30%和38%.分析认为,煤中可溶有机质占据部分煤中孔隙,影响煤孔隙结构,同时,在压力的作用下,甲烷可以溶解和吸附煤中可溶有机质.     

蚕丝织品、牛皮革和壁纸原纸的纤维孔隙结构及吸附性能

香料的纳米化封装及相关的芳香整理技术已经成为有效实现香气物质缓慢释放的重要手段.因此,了解纳米载体与基材之间的相互作用机制对于香料纳米技术的应用和改进至关重要.本文以蚕丝织品、牛皮革和壁纸原纸为对象,综合运用多种表征技术分析,研究了3种基材的纤维形貌、孔隙结构及孔径分布的基本特征,并以4种不同直径的纳米二氧化硅(SiO2)作为模型载体考察其在上述基材上的吸附行为.结果表明, 3种基材缝隙宽度小于1μm的孔隙百分比有显著差异,丝巾、皮革、原纸分别为0.3%、23.8%和4%,与其比表面积呈正相关的关系.纳米载体在基材上的附着强度及其分布状态不仅依赖于载体自身的尺寸,而且与纤维的物质属性及孔隙结构密切相关.小粒径SiO_2粒子(20 nm)可牢固附着于单根纤维表面,随粒径增大则倾向于嵌入到纤维缝隙或黏附在缝隙边缘.本研究对于纳米香料递送体系的设计具有一定的理论指导意义.     

RDF热解前后表面结构变化的研究

对城市生活垃圾衍生燃料(RDF)及其在不同温度及时间下快速热解生成半焦的比表面积和孔容积的变化进行了分析研究。实验结果发现RDF热解时比表面积及孔容积先随热解温度升高而降低,然后随反应程度的加深而增大,在约550℃时出现极大值,而后由于产生结焦等原因再次降低。研究表明RDF热解半焦孔结构与煤焦孔结构变化有一定的相似性。此外对RDF及半焦孔结构分布的分形特征进行了初步分析。     

煤焦在燃烧过程中孔隙结构变化的模拟

煤焦在燃烧过程中的物理特性，如比表面积和孔径分布会发生连续变化，直接测量煤焦在燃烧过程中的孔隙结构变化很困难，但可以通过合适的数学模型来观察，二维的圆柱孔模型已大量用来对煤焦气化与燃烧过程中表面积和孔隙结构的变化进行模拟，这个模型把孔隙分成两大部分－－大孔与小孔，因为小孔构成比表面的绝大部分，所以在反应过程中比表面积的变化可以由单一小孔模型来拟合，本文采用了用Ｔｓｅｎｇ和Ｅｄｇａｒ提出的孔模型对几     

吸附类蛋白质分子二级结构变化的研究

采用蒙特卡罗方法和基于三维格点的ODI模型,研究了类蛋白质分子二级结构变化与表面吸附能的关系.分别计算了链长为29,39,49时、不同吸附能下类蛋白质分子二级结构的个数.包括α螺旋、β折叠、紧密接触对.吸附能参数aε<2εh时,这三类二级结构个数均没有明显的变化,而在2εh<εa<4εh,二级结构的个数迅速减小,εa>4hε时,二级结构的个数基本维持不变.同时发现吸附能增强对螺旋结构变化的影响最大,对折叠结构的影响其次,对紧密接触对影响最小.这体现在螺旋结构的减小幅度为90%,折叠结构减小的幅度为45%,而紧密接触对减小的幅度为35%.通过统计吸附单体个数,得到当吸附单体占总单体数的40%时,二级结构开始变化,直至吸附单体为总单体数的90%时,二级结构基本不变.另外还计算了二级结构个数的涨落δNh、δNc以及吸附单体个数的涨落δNa.在εa>2εh时,涨落突然增大,在aε=2εh时,δNh和δNb具有涨落极大值,这是二级结构相变的临界点.在εa=3.75εh处,δNc和δNa具有极大值.     

金属Ni熔化前后结构变化的分子动力学模拟

使用Tight-binding势函数, 对FCC-Ni升温熔化过程的结构变化进行了分子动力学模拟. 在定压条件下模拟得到的Ni的熔点在1850 K与1900 K之间. 计算得到了体系在各温度下的径向分布函数和配位数分布等静态结构信息以及动力学性质. 计算得出的液体Ni的扩散系数在1900 K时约为5.02×10−9 m2•s−1, 与实验数据相符. 对液态体系中FCC短程有序结构可能发生的畸变以及由此导致的H-A键型变化进行了分析, 结合配位体构型搜索和键对分析方法计算了各温度下不同短程有序结构的分布. 计算表明, Ni在熔化之后仍保留有部分晶态短程结构, 但发生了较大的畸变, 同时液态中有少量的缺陷二十面体结构存在. 而液体Ni中大多数的配位体的几何构型介于FCC与缺陷二十面体之间.     

石油焦水蒸气气化过程孔隙结构和气化速率的变化

以氮气为吸附质，测定了部分气化石油焦的比表面积、孔容及其随孔径的分布，研究了石油焦的孔隙结构在气化过程中的变化及其对气化反应的影响。结果表明，石油焦的孔主要由微孔组成；水蒸气条件下气化时石油焦的比表面积、孔容随碳转化率增加而不断增大；不同孔隙率和比表面积的石油焦，其气化反应速率曲线变化趋势不同；石油焦的比气化反应速率与孔隙结构有着紧密的关系，比气化反应速率和有效比表面积之间有着较好的线性关系。     

含水量对神府煤快速热解过程气体释放及孔隙结构变化的影响

通过外添加水分改变神府煤含水量,利用高频加热炉进行快速热解,研究了含水量对神府煤快速热解过程的影响,考察了四种含水量神府煤快速热解气相产物分布及变化规律,利用孔/表面分析仪表征了固相产物的结构变化。结果表明,随着煤中含水量升高,热解气总体积和最大释放速率减小;热解焦的比表面积和孔容随含水量升高而增大,与原煤煤焦相比,含水煤制得热解焦中保留了较多小孔,孔隙结构更加发达;水分有利于抑制热解过程孔的阻塞与塌陷,提高煤焦表面的粗糙程度和多孔结构的复杂程度。     

粉煤灰磁性吸附剂的制备及磷吸附机理

通过化学沉淀法制备了CMS@La_2O_3磁性磷吸附剂。结构及磁性表征显示,氧化镧较均匀的包覆在粉煤灰磁珠表面;样品的比磁化强度达20.35 emu·g~(-1),可实现高效磁分离。利用钼酸铵分光光度法对所得磁性吸附剂的磷吸附性能进行了试验研究。研究表明,其最高磷比饱和吸附量可达19.50 mg·g~(-1),吸附时间、pH值、共存阴离子等因素对磷吸附效果均具有显著影响。吸附动力学拟合表明,CMS@La_2O_3对含磷离子的吸附符合准二级动力学方程,以化学吸附为主,磁性吸附剂对含磷离子的吸附反应过程可由La_2O_3表面羟基化-离子交换模型解释。吸附磷后的CMS@La_2O_3吸附剂经处理后可多次循环使用。     

污水厂污泥堆肥后重金属形态变化分析

采用高温好氧静态强制通风堆肥工艺,研究了污水厂污泥与稻草、锯末、粉煤灰、磷矿粉、石灰按不同比例混合堆肥前后重金属在交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态3种不稳定态和包括有机结合态、残渣态的稳定态含量的变化。结果表明,该试验可以显著降低污泥中交换态Cu、Pb、Zn、Cd和As的含量,提高其它形态的含量。由此可见,堆肥处理可以在一定程度上降低重金属活性并保持养分,从而达到农业利用的目的。     

氧原子吸附调控蓝磷/石墨烯异质结构的肖特基势垒

控制纳米电子器件的p型传输仍然是降低肖特基势垒的主要挑战。为了解决这个问题,采用半经验色散校正方案的第一性原理,系统研究了不同浓度的O原子吸附掺杂对蓝磷/石墨烯异质结构层间相互作用和电子性质的影响。结果表明,异质结界面内的O原子吸附可以增强界面结合。并通过改变界面内O原子吸附浓度来调节p型肖特基势垒的高度。进一步发现,通过增加界面内O原子的吸附浓度,可以降低p型肖特基势垒的高度,从而实现高效的电荷转移。最后,界面电荷的重新分布会导致费米能级的移动,而费米能级决定了肖特基势垒的高度。     

氧原子吸附调控蓝磷/石墨烯异质结构的肖特基势垒

控制纳米电子器件的p型传输仍然是降低肖特基势垒的主要挑战。为了解决这个问题,采用半经验色散校正方案的第一性原理,系统研究了不同浓度的O原子吸附掺杂对蓝磷/石墨烯异质结构层间相互作用和电子性质的影响。结果表明,异质结界面内的O原子吸附可以增强界面结合。并通过改变界面内O原子吸附浓度来调节p型肖特基势垒的高度。进一步发现,通过增加界面内O原子的吸附浓度,可以降低p型肖特基势垒的高度,从而实现高效的电荷转移。最后,界面电荷的重新分布会导致费米能级的移动,而费米能级决定了肖特基势垒的高度。     

李子发酵前后挥发性成分及游离氨基酸的变化分析

为探究李子发酵为李子酵素前后挥发性成分及游离氨基酸的变化规律,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法(HS-SMPE-GC-MS)和氨基酸分析仪分析了其中的挥发性成分和游离氨基酸.将新鲜的李子样品去核、匀浆、熟化后,加入白砂糖和发酵剂发酵3个月制备李子酵素.发酵前后的样品用顶空固相微萃取仪提取挥发性成分,然后通过H P-...     

Mg/Fe类水滑石的磷酸根吸附性能及吸附机理

采用共沉淀法成功制备了Mg/Fe类水滑石(Mg/Fe-hlc),并研究了其对废水中磷酸根的吸附性能及吸附机理。研究结果表明:制备的Mg/Fe-hlc具有典型的类水滑石结构和较大的比表面积(156.7 m~2·g~(-1));Mg/Fe-hlc对磷酸根的吸附动力学过程符合准二级动力学模型;Langmuir和Tempkin方程都可以很好地拟合Mg/Fe-hlc对磷酸根的等温吸附数据,Langmuir方程拟合得到的最大吸附量可达47.38 mg·g~(-1);共存阴离子NO_3~-、Cl~-和SO_4~(2-)对磷吸附性能的影响很小;通过分析吸附磷酸根前后的Mg/Fe-hlc的结构和织构性质以及表面官能团变化,并结合溶液pH对磷酸根吸附影响实验结果,发现静电相互作用、配体交换和阴离子交换是Mg/Fe-htl吸附磷酸根的三种主要机制。     

基于氮气吸附-核磁共振分析的煤气化细渣孔隙结构特征

本研究以宁夏地区煤气化细渣为研究对象,通过低温氮气吸附-脱附、扫描电镜以及低场核磁共振对不同粒度级产品孔隙结构进行了表征与分析。孔隙形态以裂缝形为主,各粒级产品BET比表面积较大,为125.78-589.78 m²/g,扫描电镜分析表明,BJH孔径与实际相差较大,仅以低温氮气吸附法分析孔隙结构具有一定的局限性。低场核磁共振法表明,各粒度级产品孔径均含有微孔、过渡孔、中孔和大孔,总孔隙度均在27%左右,以中孔、大孔为主,微孔次之,过渡孔较少。该种孔隙结构表明煤气化细渣不同粒度级产品均具有一定的吸附性能,但中大孔为水分的主要储存空间,导致脱水困难。