掺磷酚醛树脂炭嵌锂性能研究

以添加不同含量五氧化二磷的热塑性酚醛树脂为前驱体 ,经热固化后升温至 70 0℃裂解制备掺磷树脂裂解炭 .X射线衍射考察了裂解炭的微晶结构变化 ;恒电流技术研究了裂解炭的充放电性能 .实验表明 ,五氧化二磷的加入使树脂裂解炭微晶结构发生了很大改变 ,随着磷含量的增加微晶层间距减小 ,而且更加无序 ;其放电可逆容量随五氧化二磷掺杂量的增加先增而后减 ,当P2 O5含量为 9wt%时 ,可逆容量达到最大值 (5 2 8mA·h·g- 1) ,是未掺杂 (2 30mA·h·g- 1)的 2倍多     

不同改性方法对酒糟生物炭理化性质及其吸附能力的影响

本文以酒糟生物炭为供试材料,比较研究了化学活化改性法(HNO₃、NaOH和H₂O₂)、有机改性法(海藻酸钠和柠檬酸)以及金属盐或金属氧化物改性法(FeCl₃和Fe₂O₃)对酒糟生物炭理化性质及其吸附性能的影响,为制备高吸附性能生物炭提供理论依据。实验结果表明:(1)不同改性方法对酒糟生物炭吸附Cd(Ⅱ)能力影响较大。吸附实验结果显示,FeCl₃改性(C₁)显著降低酒糟生物炭的吸附能力,其他改性方法均提高生物炭的吸附能力。选取三类改性方法中吸附作用最好的一种进行比较,其中Fe₂O₃改性碳(C₂)对Cd(Ⅱ)的吸附作用最强,H₂O₂改性炭(A₃)次之,柠檬酸改性炭(B₂)效果最差,三种改性生物炭与对照相比分别提高了30.45%、13.49%和10.4%。(2)生物炭...     

水热处理对白石湖煤热解过程中钠钙迁移行为的影响

采用高压釜对富镜质组白石湖煤进行了水热处理,通过傅里叶红外光谱(FT-IR)分峰拟合方法分析了煤中含氧官能团变化。在固定床中开展分离废液和未分离废液水热处理煤样的热解实验,利用原子吸收分光光度计(AAS)测定了热解产物中钠钙含量。结果表明,白石湖煤经水热处理后水分、挥发分、氧含量以及Cl、Na和Ca等无机元素含量明显降低。水热处理过程中芳香醚水解和羧酸盐发生离子交换反应使得氢含量和H/C原子比增加,促进固定床热解焦油产率升高。300℃下水热处理脱除了部分有机形式Ca后随水废液被分离;废液中钠钙等无机元素的催化作用导致未分离废液较分离废液的样品具有更高热解气产率和更低焦油产率。白石湖原煤及其水热处理样品热解产物中Na含量和分布由高到低顺序均为:热解焦热解水焦油热解气,Ca含量和分布顺序为:热解焦焦油热解水热解气。水热处理温度越高,热解过程钠和钙释放率越低,释放的Na主要进入热解水,其次焦油;而释放的Ca则主要分布于焦油中,其次热解水。     

KOH活化木屑生物炭制备活性炭及其表征

以木屑热裂解的生物质炭为原料,氢氧化钾为活化剂,采用化学活化法制备活性炭,探讨了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝吸附值的影响。 利用N2吸附实验、XRD和FTIR等实验技术,对原料与制备活性炭的结构与性能进行了表征。 结果表明,在碱炭质量比为1.5、活化温度750 ℃、活化时间2 h的条件下,所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附值为255 mg/g,BET总比表面积为1514 m2/g,中孔比表面积为110 m2/g,吸附总孔容为0.821 cm3/g,中孔孔容为0.117 cm3/g,吸附平均孔径为2.170 nm。     

不同商品炭的表面性质对重金属离子的吸附性能的影响

采用多种商品炭如活性炭(CA)、煤粉(PC)、木质2.0生物炭(L2B)、椰壳生物炭(CSB)、稻壳生物炭(RHB)、硬炭毡(HCF)、软炭毡(SCF)、果壳生物炭(SB)等作为代表,通过各项表征手段检测不同商品炭的表面性质。利用扫描电镜(SEM)观察各商品炭的表面形貌,以傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和Boehm滴定法分别定性和定量分析不同商品炭表面官能团的种类和数量,通过对商品炭的形貌结构、表面含有官能团和晶体结构的分析,发现商品炭对重金属离子吸附的主要影响因素是酸性表面官能团,而商品炭形貌及孔隙度影响较小。     

生物炭去除水中四环素的研究进展

随着抗生素药物(如四环素)的大量使用,近几年抗生素的环境行为和毒性已经成为人们的研究焦点和热点.我国的地表水、地下水、市政污水、养殖废水等不同水体中都检测到了四环素等抗生素药物,引发的水生态问题受到了众多学者的广泛关注.生物炭因具有制备来源广泛且易得廉价、比表面积大、孔隙发达、官能团种类较多等优点被学者们重点关注,已有众多文献报道发现不同种生物炭对四环素的吸附具有优越的性能.本文综述了近年来不同生物质制备的生物炭对四环素的吸附影响以及不同水化条件对四环素对生物炭吸附特征的影响,并阐述了生物炭吸附四环素过程中所涉及的机理.对进一步探究生物炭对四环素吸附的影响具有一定的指导意义.     

WBC-Fe的制备及其除氟性能

采用高温热解法制备铁改性的梧桐叶生物炭(WBC-Fe)并优化制备工艺,同时使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和EDS能谱对材料进行表征。通过静态吸附实验,将该材料用于含氟模拟废水的实验研究。结果表明：以F^-吸附量为主要指标,WBC-Fe的最佳制备工艺为氯化铁浓度1 mol/L、热解温度400℃、热解时间1 h;该材料含有较丰富的含氧官能团,且表面有铁元素成功负载;当F^-溶液初始浓度为11.80 mg/L、pH值为6.5、温度为30℃、投加量为3 g/L、吸附时间为4 h时,F^-在该材料表面的吸附达到平衡,此时F^-吸附量为3.70 mg/g,是未改性生物炭(WBC)的7倍。Langmuir模型、二级动力学方程能较好的描述F^-在WBC-Fe表面的吸附行为,表明其对F^-的吸附以单层吸附为主,且受化学作用控制,可能是该材料表面负载的三价铁与F^-之间存在较好配位作用的结果。     

溶胶-凝胶法制备丙烯酸树脂/TiO2有机-无机杂化材料及其结构表征

通过预水解的二氧化钛(TiO2 )溶胶与丙烯酸树脂共混或原位聚合的方法制备了均匀透明的丙烯酸树脂 TiO2 有机 无机杂化材料.考察了TiO2 溶胶制备方法、聚合物中—COOH官能团含量和杂化材料制备方法对杂化材料结构的影响.索氏抽提实验表明聚合物中的羧酸官能团和无机TiO2 相间发生了交联反应,且随着—COOH官能团含量的增加,交联程度增大.小角X射线散射(SAXS)结果发现,杂化材料中TiO2 为疏松的三维网状结构,且在纳米尺度范围内,但这种三维网状结构随着TiO2 溶胶制备中水或酸的用量增加,其致密度增加,尺寸增大.同原位聚合法相比,共混法可制备出更均匀的杂化体系,且TiO2 为单分散.     

聚苯硫醚/低熔点玻璃复合体系的熔融制备与力学性能

选取低熔点玻璃(LMTG)为无机组分,聚苯硫醚(PPS)为聚合物基体,在适宜的温度下熔融制备了复合体系(PPS/LMTG).探讨了加工工艺对体系中LMTG无机相形态的影响,研究了加工温度低于LMTG软化温度制备的普通填充体系(PPS/LMTG300)和高于软化温度制备的熔融液-液复合体系(PPS/LMTG400)的力学性能.结果表明,对于所选择的体系,可以在325~450℃内实现有机无机相液-液复合;温度场、剪切场均影响LMTG分散相的形貌,液-液复合过程中LMTG分散相液滴在剪切场中呈现类似变形、破裂、凝聚和松弛回复等特征;与普通填充体系PPS/LMTG300相比,由液-液复合得到的PPS/LMTG400体系中无机相在复合过程中原位生成平均粒径更小的形态,其粒子基体相互作用减弱;且经过液-液复合,粒子分散性得到了较大的改善,PPS/LMTG400体系中即使含量高达66 wt%,无机粒子仍然具有优良的增强效果.     

萃取温度对无灰煤结构及煤基活性炭电化学性能的影响

以内蒙古褐煤为原料,N-甲基吡咯烷酮为萃取剂,在不同温度下萃取制备无灰煤,进而利用KOH活化法制备活性炭,探究萃取温度对活性炭电化学性能的影响。结果表明,无灰煤萃取温度对煤基活性炭电化学性能有显著影响。对无灰煤及原料褐煤的灰分含量,表面官能团含量和对应活性炭的比表面积、孔结构及其电化学性能进行对比发现,330℃下萃取制备出的无灰煤在碱煤质量比3∶1,活化温度650℃,活化时间2h的活化过程中具备最适宜的反应性,对应活性炭比表面积高达1 252 m~2·g~(-1),表面官能团含量适中,在3 mol·L~(-1)KOH电解液中50 mA·g~(-1)电流密度下比电容高达322 F·g~(-1),2 A·g~(-1)的电流密度下比电容保持率仍可接近90%。     

热处理温度对沥青基硼氮共掺杂多孔炭结构与电化学性能的影响

以煤液化沥青质为碳源、硝酸为氮源、硼酸为硼源和造孔剂制备硼氮共掺杂多孔炭,研究了热处理温度对其孔结构和表面性质的影响,测试了产品作为超级电容器电极材料的性能.用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附、元素分析、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学工作站等对材料的结构、组成及电化学性能进行了表征.结果表明:随着热处理温度的升高,产品的石墨化程度逐渐升高;比表面积、总孔容呈先增加后减小的趋势;氮含量随着热处理温度的升高逐渐降低,而硼含量则随着热处理温度的升高逐渐增加;材料的比电容随着热处理温度的升高先逐渐增加后减小.其中900°C热处理的样品比表面积达到1103 m2·g-1,总孔容为0.921 cm3·g-1,氮含量为5.256%(w),硼含量为1.703%(w),在6 mol·L-1KOH电解液中当电流密度为100 mA·g-1时质量比电容为349 F·g-1;而经过1000°C热处理的样品表现出最好的倍率特性,电流密度从100 mA·g-1增加到10A·g-1时比电容保持率为75%.     

全温度段裂解提质对锡盟褐煤成浆特性的影响

通过对锡盟褐煤进行涵盖高、中、低完整温度段的裂解提质,研究了裂解过程对煤质特性、成浆浓度、浆体流变特性以及稳定性的影响。对锡盟褐煤在隔绝空气条件下裂解,测量不同浓度浆体的黏度,并对剪切速率和表观黏度进行拟合得到不同浆体不同浓度的流变特性曲线,根据国标规定方法测量浆体的实际浓度以及浆体稳定性。并从裂解过程中样品表面官能团和孔隙结构变化角度分析裂解对锡盟原煤及半焦成浆特性的作用机理。实验结果表明,裂解过程可以减少样品中的含氧官能团,降低其亲水性,有利于成浆浓度的提高,成浆浓度随裂解温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势,但是裂解对浆体的稳定性有负面影响。随裂解温度的提高,含氧官能团的分解导致半焦的孔隙结构发生显著变化,平均孔径先减小后增大,比表面积和孔容积呈先增大后减小趋势。     

全温度段裂解提质对锡盟褐煤成浆特性的影响

通过对锡盟褐煤进行涵盖高、中、低完整温度段的裂解提质,研究了裂解过程对煤质特性、成浆浓度、浆体流变特性以及稳定性的影响。对锡盟褐煤在隔绝空气条件下裂解,测量不同浓度浆体的黏度,并对剪切速率和表观黏度进行拟合得到不同浆体不同浓度的流变特性曲线,根据国标规定方法测量浆体的实际浓度以及浆体稳定性。并从裂解过程中样品表面官能团和孔隙结构变化角度分析裂解对锡盟原煤及半焦成浆特性的作用机理。实验结果表明,裂解过程可以减少样品中的含氧官能团,降低其亲水性,有利于成浆浓度的提高,成浆浓度随裂解温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势,但是裂解对浆体的稳定性有负面影响。随裂解温度的提高,含氧官能团的分解导致半焦的孔隙结构发生显著变化,平均孔径先减小后增大,比表面积和孔容积呈先增大后减小趋势。     

正交试验优化土壤萃取法及常见无机阴离子的离子色谱分析

实验采用超声提取离子色谱法测定土壤中常见无机阴离子的含量,以正交试验优化土壤中阴离子的提取条件。研究土壤粒径、料液比、提取功率、提取时间对土壤中阴离子提取量的影响。结果表明:土壤中阴离子提取的最佳条件为A1B2C3D3。即超纯水为提取液,土壤粒径为180μm,料液比为1:30,超声波作用时间为40 min,提取功率为320W,提取次数为一次。该方法可用于土壤中常见可溶性无机阴离子含量的提取测定。     

熔融盐对重质生物油再热解影响的研究

研究了KCl-ZnCl₂熔融盐在400、500、600℃下对重质生物油再热解特性及产物分布的影响。结果表明,熔融盐提高了重质生物油热解的固体产率,同时使气体产率下降;对苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚、对丙基苯酚等部分化合物具有较好的富集效果,尤其在400℃下甲基苯酚的相对含量从8.82%提升到了20.85%,而苯酚在600℃下相对含量从2.18%提升到了8.62%;在炭形成过程中,熔融盐使C元素含量降低,O元素含量提高,增大了孔隙的BET比表面积和总孔容积,促进了固体产物孔隙结构的形成,增大了孔隙的平均孔径。     

XPS法研究煤表面碳官能团的变化及硫迁移行为

采用XPS对六枝（Liuzhi）和遵义（Zunyi）原煤及其固定床热解半焦表面的含碳官能团和硫迁移行为进行了研究。在氮气气氛下,在400℃～700℃遵义煤焦表面O=C－O, C－H 和 C－C含量与原煤相比,呈现下降趋势,而C=O和O－C－O、C－O含量却呈现增加趋势; 六枝煤焦表面的O=C－O、C=O和O－C－O、C－O含量的变化规律与遵义煤相似,而C－H和C－C含量的变化却与遵义煤相反。在氢气气氛下, 遵义煤焦表面不仅O=C－O含量与原煤相比下降, 而且C=O和O－C－O、C－O含量也下降,但C－H和C－C含量却增加; 六枝煤除了C=O 和O－C－O含量下降外, 其他官能团的变化与其在氮气气氛下相似。两种煤焦表面S/C比在氮气气氛下随着温度的升高而升高,氢气气氛下在400℃~600℃随着温度的升高却下降,700℃又显著升高。这说明在热解过程中硫在两种气氛下都能从体相向表面迁移,但是氢气能够和含硫自由基反应,所以氢气气氛下煤焦表面的S/C比率低于其氮气气氛下的。     

高比表面积Cr2O3-α-AIF3催化剂的制备和应用

采用炭硬模板法制备了高比表面积Cr2O3-α-AIF3催化剂.该催化剂的合成过程主要包括三步:(1)将一定浓度的蔗糖溶液浸渍到Cr203-y-Al2O3中,然后经过热处理,使得蔗糖分解为炭;(2)将含炭的Cr2O3-y-Al2O3固体在400℃用HF气体进行完全氟化;(3)在高温下利用燃烧法除去炭硬模板.对所制备的催化剂进行了X射线衍射(XRD),氮气吸脱附曲线,氨气程序升温脱附(NH3-TPD),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)和X射线能量散射(EDX)技术表征.结果表明,氟化过程对Cr2O3-α-AIF3催化剂比表面积有重要影响,在最佳实验条件下,能够得到比表面积为115 m2·g-1的催化剂.此催化剂对催化裂解二氟乙烷(HFC-152a)制备氟乙烯(VF)的催化活性明显高于直接氟化制备的Cr2O3-α-AIF3催化剂,这是因为高比表面积的Cr2O3-α-AIF3催化剂具有较大的酸量.     

生物炭复合高吸水性树脂的尿素负载性能研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和生物炭为原料,采用水溶液聚合法制备了生物炭复合高吸水性树脂(BC-SA),并研究了其尿素负载性能。通过正交试验和单因素实验,以尿素负载量为考察对象,得到最优合成工艺条件:生物炭质量分数5%,引发剂和交联剂质量均为聚合单体质量的0. 3%,中和度65%,反应温度65℃,该条件下制备的BC-SA尿素负载量可达77. 8%。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重(TG)分析对BCSA的结构及热稳定性进行了表征,结果表明,生物炭与AA、AM之间发生了接枝共聚反应;生物炭的加入使复合树脂的热稳定性有所提高。     

白松木屑半焦与褐煤共气化过程中的协同效应

对白松木屑在200、300和400℃下马弗炉烘焙预处理制得半焦,与胜利褐煤进行共气化研究.傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析表明,200和300℃制得白松木屑半焦中主要含有—C—O—、-CH3和-OH三种官能团,而400℃制得白松木屑半焦和褐煤结构相似,主要含有—C=C—、-C=O和-OH三种官能团,因此,随着预处理温度升高,生物质半焦中的官能团从单键转换成双键.然后通过热重分析仪和固定床反应器对所制得的松木屑半焦、褐煤单独气化以及它们的共气化进行比较,两者的实验结果相吻合.随着制备松木屑半焦的温度升高,生物质半焦单独气化的产气率也不断提高;200和400℃制得的松木屑半焦与褐煤共气化时具有协同作用,而且400℃半焦与褐煤共气化的产气率、碳转化率和协同效率均大于200℃半焦的;300℃半焦与褐煤共气化不存在协同作用,相反,它们之间存在抑制作用.结合热重分析和固定床实验,推断协同气化主要是热解阶段松木屑半焦中碱金属和氢原子作用的结果.     

生物炭治理水稻砷污染的研究进展

当前,水稻种植中的土壤砷污染问题已经成为我国所面临的一个重要环境污染问题。为了保证水稻的产量以及粮食安全,亟需采取相应的措施对受污染的土壤进行修复和治理。近年来,在众多治理措施中,生物炭以其独特的吸附特性,便利的原料来源以及有效的修复效果成为了一个治理土壤重金属污染的热点,该文介绍了生物炭的基本性质,对生物炭在治理土壤污染方面的研究进行了简要总结,分析了在研究过程中存在的问题并提出相应的对策,以便对废弃物资源化,水稻安全生产提供参考和依据。