Electrochemical and Spectroscopic Properties of Fly Ash–Polyaniline Matrix Nanorod Composites

Polyaniline (PANI) nanocomposites were prepared with fly ash (FA) either by aging the starting materials (aniline and FA) before oxidative polymerisation or by including poly(styrene sulphonic acid) (PSSA) eliminating the aging step. The aging procedure formed polymer nanotubes that have cross-sectional diameters of 50–110 nm. The procedure involving PSSA produced nanorods and nanofibres composites that have diameters of 100–500 nm and length of up to 10 μm attributed to the presence of metal oxides and silica in FA. The electrochemical analysis of the PANI–PSSA–FA nanorod composites shows three redox couples with formal potentials, , values of 105 mV, 455 mV and 670 mV, and conductance, C, value of 1.21 × 10⁻² S. The UV-Vis spectroscopy of the polymeric nanorod shows absorption maxima at 340 and 370 nm (due to π–π^* transition of the benzoid rings), and 600–650 nm (due to charge transfer excitons of the quinoid structure), which are characteristic of emeraldine base.     

减少二氧化碳对LIBS检测飞灰中未燃碳含量影响的研究

通常热力发电厂将飞灰中未燃碳的含量作为评价锅炉燃烧效率的重要指标,通过测量飞灰中未燃碳的含量来评价煤粉燃烧的充分程度,进而实现优化燃烧、提高机组效率。基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)无接触、快速响应、高灵敏度、可以在线测量等特点,备用来测量飞灰中未燃碳的含量。由于烟气中CO₂气体的存在,碳谱线强度会随CO₂浓度的变化而改变。为了减少CO₂气体对飞灰未燃碳测量结果的影响,提出并设计了具有二级旋风分离器的LIBS测量飞灰未燃碳含量实验系统,飞灰从给粉机流出后通过二级旋风分离器进入测量腔体,脉冲激光经过透镜作用于飞灰样品进而产生等离子体。LIBS系统采用双中心波长光谱仪,可测得飞灰中C,Si,Mg,Fe,Ca和Al等主要元素谱线,同时高分辨率通道可分辨出相邻C和Fe的元素谱线,可以在获得充分的飞灰光谱信息的同时保证了测量的精度。实验结果表明该系统可有效分离和收集飞灰颗粒,减少CO₂气体对测量结果的干扰,为LIBS技术的工程应用提供了更准确的依据。     

固体废物焚烧飞灰水泥窑协同处置的试验研究

采用实验室模拟试验,对应用水泥窑协同处置技术实现固体废物焚烧飞灰的无害化处理与资源化利用的可行性进行了研究.结果表明,通过水洗预处理可稳定有效去除飞灰中质量分数为90%以上的氯离子,消除了焚烧飞灰中氯质量分数过高对水泥窑的损害,使其可作为水泥生料的替代原料用于水泥生产.本试验中3种飞灰掺入质量分数分别为5.01%、7.12%与2.83%时,所制取的水泥样品在主要组分及质量上与对照样品没有显著差异（p〉0.05）.研究表明,水泥窑协同处置技术不仅使固体废物焚烧飞灰达到了无害化处理的目的,更具有广阔的资源化利用前景.     

粉煤灰复合聚丙烯酸钠凝胶的制备及其溶胀性能

粉煤灰(CFA)存在的情况下,采用自由基溶液聚合法,以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NNMBA)为交联剂,制备了粉煤灰复合聚丙烯酸钠凝胶(CFAPAANa)。 以丙烯酸单体质量为基准,当交联剂用量为0.08%,引发剂用量为0.4%,粉煤灰用量为3%,丙烯酸中和度为70%,聚合温度为70 ℃时,所合成的粉煤灰复合聚丙烯酸钠凝胶在蒸馏水和生理盐水中平衡溶胀比最高,分别为1556(g/g)和168(g/g)。 考察了复合凝胶在不同介质溶液中的溶胀动力学,保水性能以及在土壤中的降解行为。 溶胀动力学研究表明,蒸馏水中溶胀初期复合凝胶聚合物链段的扩散运动能够调控凝胶溶胀的快慢及程度,而生理盐水中水分子的平移和对流运动在凝胶的溶胀过程中起着关键性作用。 保水和降解实验结果表明,25 ℃时,50 h凝胶保水率为64%,土壤中50 d时降解率达60%。 相比于聚丙烯酸钠凝胶,粉煤灰复合凝胶保水率提高了8%。     

固体废弃物铝灰和粉煤灰原位合成Spinel-Sialon复相材料的研究

本文利用铝灰和粉煤灰为原料,经原位铝热还原氮化法合成了Spinel-Sialon复相材料。通过XRD、SEM、EDS等分析手段,研究了合成温度和还原剂铝的添加量对合成产物物相及微观形貌的影响。结果表明:合成Spinel-Sialon的优化工艺参数为铝的添加量为过量100%、合成温度为1550℃,保温时间3 h,合成得到发育良好的柱状β-Sialon及八面体形的镁铝尖晶石。合成温度、还原剂铝的添加量均是影响氮化产物的重要因素。随着温度的升高或还原剂铝的添加量增多,Al2O3越来越少,β-Sialon和镁铝尖晶石均增多,且β-Sialon的Z值增大,MgAl2O4转变成富铝尖晶石。     

A qualitative study on the pulsatile flow phenomenon in a dense fly ash pneumatic conveyor

Understanding of the dynamic particulate flow structures within a dense gas-fly ash pneumatic conveyor must be improved in order to better aid its design guidance.The complex pulsatile movement of the gas-fly ash mixture dominates the flow performance within the pipeline,and historically,non-invasive measurement devices such as the electrical capacitance tomography（ECT） were often used to sufficiently capture the flow dynamics.However,inadequate studies have been conducted on the pulsatile flow phenomenon,which directly relate to the gas-fly ash two-phase flow performance.This paper aims to investigate the pulsatile flows using an ECT device.Initially,pulsatile flow patterns under various experimental conditions were obtained through ECT.Pulses within a flow were then characterised into pulse growth and decay segments,which represent the superficial fluidisation and deaeration processes during conveying.Subsequently,structural and statistical analyses were performed on the pulse growth and decay segments.Results suggested that the increasing air mass flow rate led to the decrease of the superficial fluidisation/deaeration magnitude,however,the increase of the superficial fluidisation/deaeration durations.Also,the air mass flow rate was indicated as the dominant factor in determining the pulsing statistical parameters.This research provides fundamental insights for further modelling the dense fly ash pneumatic flows.     

流动注射-电化学发光法测定煤灰中痕量钼(Ⅵ)

基于钼(Ⅵ)在-0.60V(vs.Ag/AgCl)电位下在线还原为钼(Ⅲ),且在碱性条件下钼(Ⅲ)与鲁米诺发生化学发光反应,据此提出了流动注射-电化学发光法测定煤灰中痕量钼(Ⅵ)的方法。钼(Ⅵ)的质量浓度与化学发光强度的增加值在5.0×10-7～5.0×10-4g.L-1范围内呈线性关系,检出限(3s/k)为5×10-8g.L-1。对1.0×10-6g.L-1钼(Ⅵ)标准溶液进行11次测定,测定值的相对标准偏差为2.6%。方法可用于煤灰中痕量钼(Ⅵ)的测定,测定值与国标方法测定值相符。     

利用红外光谱确定碱法分解粉煤灰的碳酸钠用量的实验研究

利用红外光谱研究了粉煤灰在用碳酸钠碱熔法分解前后的物相变化,发现： 碱熔前,粉煤灰的红外光谱主要显示莫来石和二氧化硅的特征吸收;碱熔后,粉煤灰(后统称熟料)的红外光谱主要表现为霞石的特征吸收。研究还对比了不同配比条件下,莫来石反应的完全程度。发现不同配比的粉煤灰熟料的红外光谱存在很大差异。在一定的碳酸钠用量范围内(粉煤灰∶碳酸钠＞1.2∶1时),其对应熟料的红外光谱主要为霞石的吸收峰,并表现有莫来石吸收残留,说明此配比条件下,莫来石尚未分解完全;当粉煤灰∶碳酸钠＝1.2∶1时,莫来石吸收消失,说明此配比条件下,莫来石可以分解完全,此时熟料的红外光谱中也未出现其他杂峰,证明此时熟料为霞石单一物相;当粉煤灰∶碳酸钠＜1.2∶1时,熟料的红外光谱中出现了碳酸盐的特征吸收,说明碳酸钠过量,同时,硅酸根的特征吸收峰也发生分裂,说明硅酸根的振动吸收峰增加,推测可能是碳酸钠过量后,霞石与碳酸钠发生反应,使霞石吸收过量的Na₂O,导致霞石的晶体结构发生变化。由此可以判定碱熔法分解粉煤灰的最佳配比为粉煤灰∶碳酸钠＝1.2∶1。X射线分析也得到了相同的结论。     

高温弱还原气氛下高硅铝比煤灰变化行为的研究

利用XRD和FT-IR考察了两种高硅铝比煤(小龙潭褐煤、府谷烟煤)灰中矿物质在高温(1 100~1 500 ℃)弱还原气氛下的演变行为。通过FACT sage对煤中矿物质主要组分在高温下的变化进行了计算,并与XRD和FT-IR结果进行了比较和验证。结果表明,两种高硅铝比煤中矿物质在高温下的演变行为具有很大的差异,高温下,氧化钙含量较高的煤灰主要生成钙镁黄长石和钙长石等长石类矿物质,氧化钙含量较低的煤灰主要生成铝硅酸盐和少量的钙长石、拉长石等。氧化铁对晶体组成影响不明显;二氧化硅的含量随着温度的升高逐渐减少;低温共熔体系的存在降低了高硅铝比煤灰的灰熔点,同时,增加了高温煤灰中非晶体的含量。FACT sage热力学计算结果与XRD、FT-IR分析结果一致。     

电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法测定粉煤灰中的铝

采用碳酸钠-碳酸钾-硼酸分解试样,盐酸浸取,电感耦合等离子体原子发射光谱法测定粉煤灰中的铝含量。铝的测定范围5.00%~25.00%。经加标回收实验,铝元素的加标回收率为99.6%~106%(n=3),方法准确简单,适用于粉煤灰中铝的测定。