褐煤基多孔炭/CoNi2S4复合材料的制备及电容特性研究

以宝清褐煤为原料,使用KOH溶液萃取、活化后制得煤基多孔炭,并利用简单的水热法将褐煤基多孔碳与CoNi_2S_4复合,制备复合电容电极材料。考察了不同碳添加量对褐煤基多孔碳/CoNi_2S_4复合材料电化学性能的影响,结果表明,碳添加量过高或过低都不利于复合材料比电容的提升,而碳添加量为37%的褐煤基多孔碳/CoNi_2S_4复合材料具有较高的比电容和良好的循环性能,该复合电极在4 A/g电流密度下,比电容达到1318.2 F/g,在4000次充放电循环后电容保持率为80.9%。     

Ni/SiO2催化甲烷裂解制氢和纤维炭

甲烷催化裂解制氢具有过程简单、产物易分离、无COx产生等优点,是一种潜在的制氢工艺.本工作采用浸渍法制备Ni/SiO2介孔催化剂,通过N2吸附-脱附、X射线衍射、程序升温还原、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对反应前后的催化剂结构及生成炭的形貌进行表征,研究了焙烧温度、金属负载量和反应温度对其甲烷催化裂解性能的影响.结果...     

泡沫灭火剂热老化机理研究

水成膜泡沫灭火剂在长期储存过程中存在由于老化而导致性能下降的问题。为了研究泡沫灭火剂的老化降解机理,分别在60℃和90℃下对灭火剂进行加速热老化192 h,研究了灭火剂在老化前后的性能变化;采用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS),通过灭火剂在老化前后的离子流变化分析了碳氢表面活性剂的降解情况;采用核磁共振氢谱法(¹H NMR)定量分析了不同pH环境对碳氢表面活性剂稳定性的影响。结果表明：在60℃和90℃下加速热老化192 h后,泡沫灭火剂的发泡倍率明显下降,pH值显著升高,表面张力未发生明显变化;在90℃下热老化192 h后,烷基链长度在C₁₂以下的碳氢表面活性剂发生了明显降解,烷基链长度为C₁₄和C₁₆的碳氢表面活性剂相对稳定;在90℃下热老化192 h后,糖苷类表面活性剂在酸性和碱性环境下的降解率大于中性环境,甜菜碱类表面活性剂在碱性环境下的降解率大于酸性和中性环境,因此在实际应用时应避免添加导致体系pH大幅升高的组分。     

羊粪生物炭对水体中镉的吸附

以农业废弃物羊粪为原料,采用限氧热解法于不同温度(300、500、700℃)下制备生物炭(分别标记为SMB300、SMB500、SMB700),用于水体重金属Cd²⁺的去除。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、Fourier变换红外光谱仪(FT-IR)、Zeta电位分析仪和比表面积分析仪对羊粪生物炭进行了表征,讨论了吸附过程的动力学特性和吸附等温特性,探究了溶液初始pH值、外加阴离子对生物炭吸附Cd²⁺的影响。结果表明,生物炭pH值和灰分含量由高到低依次为SMB700、SMB500、SMB300;SMB700对Cd²⁺的平衡吸附量最大(34.06 mg/g);生物炭对Cd²⁺的吸附过程符合准二级动力学模型,为多分子层的化学吸附,吸附机理包括静电吸附、离子交换、阳离子-π作用和沉淀作用;随着溶液初始pH值(4.0～9.0)升高,生物炭对Cd²⁺的吸附作用增强;外加阴离子(Cl^-、SO₄^2-和PO     

裂解温度对聚硅氧烷制备SiOC泡沫陶瓷性能的影响

采用陶瓷先驱体聚硅氧烷为原料,利用先驱体转化法与有机泡沫浸渍法相结合制备SiOC泡沫陶瓷.研究了聚硅氧烷的裂解温度对泡沫陶瓷抗压强度的影响,采用XRD,SEM及EDS对SiOC泡沫陶瓷进行了物相、微观结构及成份分析.结果表明,当裂解温度为1250℃时所获泡沫陶瓷的抗压强度最高,达10.8 MPa.微观结构分析显示,SiOC泡沫陶瓷呈三维网状结构,具有良好的贯通性,气孔率达到80%.     

液态金属熔池中气泡-液体两相湍流的数值模拟研究

应用欧拉-欧拉双流体模型,以及分别描述气泡和液体湍流的两相湍流模型,描述液态金属中气体射流发泡过程的两相流动及气泡分布。与实验结果的对比表明,本模型的预测能力优于前人未考虑气相湍流的模型。考查了液体物性和气泡尺寸对流场特性的影响,结果发现,液体密度越低,气泡尺寸越小,气泡分布就越均匀。     

单层元胞结构金属泡沫的透射特性

本文构建了开孔泡沫铝的简化几何模型,并利用有限积分法模拟了具有单层元胞结构的金属泡沫材料在线性极化平面波垂直入射情况下的透射率。基于菲涅耳-基尔霍夫衍射理论分析了孔隙率、孔径尺寸、材料厚度和骨架结构对金属泡沫材料辐射特性的影响。当尺度参数较大时,金属泡沫材料的固相支架结构满足良导体条件,宏观电磁屏蔽效应显著,金属泡沫材料呈现"非透明"性质。随着入射电磁波波长逐渐接近于孔径尺寸,散射效应越来越显著,金属泡沫材料的"半透明"性质开始显现,不同孔隙率的金属泡沫材料的透射率以相近的规律随波长变化。随着波长的进一步减小,衍射效应对于金属泡沫材料透射特性的影响逐渐占据主导地位,采用菲涅耳-基尔霍夫衍射理论可以较好地描述透射能流在孔隙结构内的分布。当衍射效应占据主导地位时,对于相同孔隙率金属泡沫材料,孔径尺寸对衍射光学行为影响不大,而材料厚度、孔隙率和骨架结构会显著影响金属泡沫材料的透射率。     

利用生物炭与石灰钝化(修复)琼北土壤中的铬污染

通过室内培养试验,研究了石灰、生物炭和石灰+生物炭三种改良剂对琼北土壤中铬污染的修复情况.结果表明:石灰、生物炭和石灰+生物炭三种改良剂对琼北铬污染土壤均有钝化(修复)作用,钝化剂对土壤中有效态铬的钝化效率为:生物炭+石灰>石灰>生物炭,其中,生物炭对铬的稳定效率为23%～46%;石灰为30%～54%,生物炭+石灰为38%～60%;除了B₃处理外,三种钝化剂对有效态铬含量的降低程度随钝化剂含量的增加而增大,且生物炭对铬污染土壤的最佳投加剂量为2%.生物炭对重金属铬的钝化主要是依靠提高土壤pH值及其表面的吸附效应.石灰的加入提高了土壤的pH,增加了土壤对铬的吸附能力,降低了铬的有效性,从而降低了土壤的重金属污染程度.     

生物炭基光催化剂改性制备及其去除水中抗生素的研究进展

水体中抗生素会影响微生物群落结构和功能,导致生态失衡;同时,抗生素会通过食物链的富集和传递进一步污染水质,对生态环境和人类健康造成持续性危害.光催化技术因其高效且环保的特性成为众多抗生素去除技术中的重点研究对象.虽然半导体是光催化技术的核心材料之一,但其自身限制导致工作效率不高.生物炭(BC)作为碳家族成员之一有着众多优良特性,将生物炭与半导体复合制备的生物炭基光催化剂(BSPs)综合了两者的优越性能,有着广阔的应用前景.本文通过文献查阅,系统分析了BSPs的研究进展,涵盖BSPs的制备和改性方式,以及去除抗生素的原理和各种影响因素,并阐明其高导电性、高比表面积、强氧化性、稳定性和可回收性等特点,说明BSPs能够处理各种介质中存在的多种污染物.此外,对BSPs的局限性进行了分析,对未来研究方向提出了建议.     

转炉泡沫渣气泡分布特点及形成过程

在转炉留渣-双渣工艺脱磷阶段结束倒渣时，分别使用样勺获取倒渣开始时上部泡沫渣，倒渣结束时下部泡沫渣以及倒渣结束后炉内剩余底部泡沫渣，使用宏观及微观的方法分别分析泡沫渣各部位气泡分布特点。结果表明：气泡平均当量直径，上部>下部>底部；孔隙率，上部>下部>底部。转炉泡沫渣的形成过程为：随着大量CO/CO2气泡进入渣中，气泡之间不断碰撞、合并，上部气泡被下部气泡抬挤且由于气泡本身的浮力作用，气泡不断上升，气泡在上升时由于重力作用，气泡之间渣相在重力作用下析液，气泡的拓扑结构不断发生变化，同时气泡之间不断碰撞、合并，最后形成上部气泡直径大且孔隙率高，下部气泡直径小且孔隙率低的泡沫渣。