烟气脱汞技术的研究与展望

综述现有烟气脱汞技术的研究进展及发展现状,对三种技术方案的脱汞效率及技术优缺点进行比较。吸附剂法是目前最成熟的一种烟气脱汞技术,通过增加Hgp所占比例,经除尘装置脱汞效率可达90%;污染物控制设备脱汞技术利用现有的袋式除尘设备能除去烟气中的Hgp,静电除尘器不但能除去Hgp,还能有效氧化吸附Hg~0,湿法脱硫技术可去除Hg~(2+);化学氧化脱汞技术就是将Hg~0氧化成易被脱除的Hg~(2+)的技术,此技术不需对设备进行大的改动,可以解决已有的污染物控制设备不易脱除Hg~0的问题。     

棕榈纤维生物炭的制备及其对U(Ⅵ)的吸附性能

采集棕榈树纤维制成生物炭,并经KOH改性、微波辐照,合成了KOH改性棕榈纤维生物炭(K-M-PFC),研究了含铀溶液pH值、反应时间、初始U(Ⅵ)浓度、吸附剂用量等因素对K-M-PFC吸附U(Ⅵ)的影响。结果表明,在溶液U(Ⅵ)初始浓度10 mg/L、反应温度30 ℃、pH=5、K-M-PFC用量0.233 g/L、反应时间75 min条件下,K-M-PFC对U(Ⅵ)的最大吸附量可达到43.042 mg/g。     

钠型煤基吸附剂对废水中Zn~(2+)的吸附研究

以新疆风化煤(XWC)为原料,硝酸钠溶液为浸渍液,采用浸渍联合微波辐照制备出钠型煤基吸附剂(SCA)。通过考察溶液pH值、吸附剂用量、反应时间及溶液初始质量浓度等因素,研究了SCA对Zn~(2+)的吸附特性。结果表明:在溶液pH值为5~11,加入量为0.3 g,溶液温度为室温的条件下,20 min内对质量浓度小于等于800 mg/L的含Zn~(2+)废水去除率达99.00%以上。经过改性后的SCA最大吸附容量为188.7 mg/g,是改性前XWC的4.2倍。改性前后的风化煤对Zn~(2+)吸附动力学均符合准二级动力学方程,吸附等温线均符合Langmuir等温模型。     

工艺参数对活性焦烟气中联合脱硫脱汞性能的交互影响

在固定床吸附反应器上,考察了温度、SO2浓度、NO浓度、O2浓度等工艺参数对活性焦联合脱硫脱汞性能的影响。结果表明：温度在130～190 ℃内,温度降低有利于活性焦联合脱硫脱汞;随着SO2浓度提高,活性焦对SO2吸附量呈增大趋势;基准工况（BL）+1 500 mL/m3 SO2体系下,活性焦对单质汞(Hg0)单位吸附量比在BL中下降33%,SO2与单质汞在活性焦表面存在竞争吸附,SO2对活性焦对单质汞吸附能力有明显的抑制作用;NO与O2生成具有氧化性的NO2和O原子,增强了单质汞的氧化,BL+400 mL/m3 NO体系中活性焦的单质汞单位吸附量比在BL中升高24%;BL+SO2+NO体系中,活性焦的单质汞吸附能力比在BL中下降38%。     

天然生物材料吸附处理含Cr废水的研究

以柚子皮作为吸附剂,采用模拟含Cr废水进行实验,并通过脱色改性,单因素实验以及在共存离子情况下吸附处理实验,对吸附剂进行性能测试与分析;采用了吸附等温模型和吸附动力学模型以及热力学模型进一步分析其吸附机理。经过实验总结出最合适的反应条件:初始浓度为0.6 mg/L,pH为2,投加量为2 g/L,反应时间为60 min,温度为25℃,此时Cr的去除率达到99.70%。对吸附Cr~(6+)进行了吸附等温模型和吸附动力学模型拟合分析,结果表示Freundlich模型可以更好描述Cr~(6+)吸附数据。柚子皮对Cr~(6+)的吸附更适合用Ho准二级动力学模型来描述其吸附过程,温度有助于推动反应正向进行。     

改性吸附剂对水中Cu(Ⅱ)的去除效果研究

以改性有机肥为吸附剂吸附水中Cu(Ⅱ),探究了Cu(Ⅱ)初始浓度、吸附时间、吸附温度、吸附剂用量、转速和溶液初始pH值等因素的影响。结果表明,pH=5、温度30 ℃、转速150 r/min时,改性吸附剂吸附Cu(Ⅱ)在2 h达到吸附平衡;吸附剂用量为8 g/L时,吸附量最大;吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附曲线符合Langmuir方程,说明其吸附为单层吸附。     

聚羟基铝铁改性累托石处理低氟饮用水的应用研究

介绍了一种将钠基累托石改性制成聚羟基铝铁改性累托石的方法,用XRD分析了其间层结构,并将该吸附剂应用于舍氟饮用水处理.研究了不同类型累托石的吸附性能,考查了反应时间、pH值、吸附剂用量和溶液初始浓度对吸附反应的影响,并对反应时间、pH值以及吸附荆用量做了三水平三因素正交实验,对吸附反应进行了Freundlich吸附等温线拟合,探讨了吸附反应的机理.结果表明,该方法制备的聚羟基铝铁改性累托石可以将含氟5mg/L的饮用水的处理到0.1mg/L,去除率达98%.     

改性膨润土吸附废水中氨氮的试验研究

通过用Al2(SO4)3溶液-焙烧制备了改性膨润土吸附剂,探讨了它对水中氨氮的吸附性能。试验表明,制备改性膨润土吸附剂时恰当的Al2(SO4)3浓度为4%,最佳焙烧温度为500℃。同时采取不同的试验条件探讨了改性膨润土吸附氨氮的效果。结果表明,当溶液pH值为10、吸附剂投加量为4g/L、接触时间在60min时,氨氮的去除效率可达95%以上。     

负载型MnOx/Al2O3催化剂低温下脱除烟气中单质汞特性

针对燃煤烟气中单质汞(Hg0)因不溶于水很难去除的问题,以浸渍法制备的负载型MnOx/Al2O3为催化剂,在固定床实验台架上,考察前驱体、负载量、煅烧温度、反应温度和烟气成分对Hg0的催化氧化影响;采用N2吸附/脱附、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征。结果表明,硝酸锰浸渍催化剂的脱汞效率优于醋酸锰浸渍催化剂,催化剂的主要活性成分为MnO2;MnOx的表面形貌和存在形态是硝酸锰浸渍催化剂脱汞性能优于醋酸锰浸渍催化剂的主要原因。较低负载量下,前驱体对脱汞效率的影响较大;随着负载量的增加,其差异逐渐缩小。MnOx/Al2O3催化剂的最佳反应温度和煅烧温度分别为150 ℃和400 ℃。烟气中的O2能够补充催化剂消耗的晶格氧,促进Hg 0的催化氧化;NO,SO2和H2O均对脱汞产生抑制作用,其中SO2的抑制作用最大,H2O次之,NO最小。     

NaOH改性花生壳对废水中Pb~(2+)吸附的研究

以花生壳为原料,经Na OH化学改性,对改性前后的花生壳吸附性能进行对比,研究了吸附时间、吸附剂用量、吸附质浓度、废水pH值和温度等因素对改性花生壳吸附Pb2+的影响。研究结果表明:经Na OH改性后,花生壳的表面变得多孔洞、结构蓬松,利于吸附,且吸附性能有很大的提高,其最适反应条件为:吸附时间为60 min,吸附剂投加量为3 g/L,Pb2+初始浓度为≤50 mg/L,pH为7,温度为25~55℃,吸附平衡时Pb2+去除率可达到98.17%。     

LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2表面包覆TiO2改性研究

为进一步改善LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)一次物料性能,采用简便易行的干法包覆方式,主要研究了TiO₂包覆量一定的情况下热处理温度、保温时间对正极材料的物理指标,以及容量、倍率、循环寿命和存储等电性能的影响。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、扣式电池、全电池等测试分析表明,材料表面有明显的包覆物,但无新物相生成。当热处理温度为500℃、保温时间为12h时,所制备NCM622材料在3.0～4.3V电压范围0.1C放电容量为181.2mAh/g,比未包覆材料提高了2.6mAh/g;在3.0～4.4V电压范围45℃下1C充放80周,循环保持率由未包覆的95%提升至97.2%。包覆物消耗了材料表面的残碱,减缓了电解液的侵蚀,从而改善了材料的循环寿命和存储性能。包覆前后的材料分别做成600mAh的小软包电池,60℃时放置7天后材料鼓胀率由8.3%降低到4.5%;容量保持率和容量恢复率分别由89.1%、94.3%提升到90.2%、98.3%。     

MoS2/In2Se3异质结电子结构与光电性质研究

二维材料异质结可以利用各组份二维材料的优异物理性质,实现按需设计制备新型的功能器件。通过构建二维半导体材料MoS₂与二维铁电材料In₂Se₃的异质结,研究了铁电极化对异质结的能带结构、电荷转移、压电系数及光电响应的影响。结果发现:当极化方向沿着从MoS₂指向In₂Se₃方向时,异质结能量更低、结构更稳定、电荷转移更多、能带带隙也更小;相比于面内应变对异质结带隙产生的微弱影响,利用极化方向的翻转可有效地调控异质结的带隙,实现从Ⅰ型能带对齐到Ⅱ型能带对齐;针对最稳定的异质结结构,发现压电系数e₃₁相比于单层In₂Se₃提升了24倍。通过实验采用干法转移制备出MoS₂/In₂Se₃异质结,利用拉曼光谱与光致发光光谱对其光电特性进行表征,发现异质结区保留着各自组份材料的拉曼特征峰与激子峰信号,相比于单独的In₂S...     

具有高效光催化析氢和污染物降解性能的三维多孔V2O5/g-C3N4制备

面对能源日益短缺和水环境污染问题,开发高性能催化剂用于光催化析氢和污染物降解具有重要意义。采用热聚合法制备复合催化剂V₂O₅/g-C₃N₄,测试结果表明该复合催化剂具备稳定的三维多孔结构,比表面积大,表面活性位点多。V₂O₅负载可以增强g-C₃N₄的光吸收能力,促进光生电荷的分离转移,进而提高其光催化活性。在可见光照射下V₂O₅/g-C₃N₄具有优异的产氢活性和较高的光催化降解RhB性能,其析氢活性为1.38 mmol?g^-1?h^-1,降解RhB性能为96.85%。通过活性粒子捕获实验探究了催化过程中RhB的降解机制,结果表明在RhB的光催化降解过程中超氧自由基起着至关重要的作用。该研究对制备高活性的可见光响应催化剂具有指导意义。     

锂金属专刊 废旧动力锂离子电池中LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的回收与再利用

通过碱液浸出法对废旧动力锂离子电池中的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料进行处理,在NaOH浓度为0.5 mol/L、固液比为0.1 g/mL条件下,25 ℃超声15 min,浸出率可达100 %。将浸出物料通过共沉淀法,控制陈化时间分别为16、20和24 h制备新NCM523正极材料。当陈化时间为20 h时,SEM结果表明所制备出的材料形貌呈类球型,表面最为光滑。XRD精修数据显示其锂镍混排值最低,为3.21 %。将其组装成扣式电池后,在0.1 C下首次放电比容量为153.1 mAh/g,库伦效率为83.49 %。在2.0 C下循环50圈后,放电比容量为120.4 mAh/g,容量保持率为89.9 %。     

(Cr,Fe)7C3颗粒原位自生的Fe3Al基金属陶瓷涂层磨损行为

本文研究了一种以Fe₃Al金属间化合物为基相,原位自生(Cr,Fe)₇C₃颗粒为陶瓷相的新型低成本金属陶瓷涂层及其摩擦磨损性能。通过投料成分的精准设计,采用真空冶金+堕气雾化的冶金方法直接制备了(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al新型复合粉末,获得碳化物原位自生于Fe₃Al基相且呈弥散分布的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al金属陶瓷涂层原料;采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层,并通过销-盘往复干摩擦摩擦磨损试验,研究了具有原位自生(Cr,Fe)₇C₃颗粒弥散强化的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al金属陶瓷涂层在室温及400℃下的耐摩擦磨损性能。结果表明：(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层的结合强度达到60.51Mpa,涂层硬度随温度升高衰减较慢,且在室温和400℃相应实验条件下的摩擦系数分别为0.7722和0.5634,均明显低于RuT350铸铁基体摩擦系数,400℃下其摩擦副的总磨损量仅为RuT350基体摩擦副总磨损量的50.4%,耐磨性优于Fe₃Al涂层和NiCr-Mo-Cr₃C₂涂层。(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al具有较高的中高温耐磨性主要源于金属间化合物Fe₃Al粘结相在特定的温度范围具有异于普通合金的R现象,促使(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al具有较高的高温硬度,并存在大量弥散分布的细小(Cr,Fe)₇C₃晶粒,不易造成陶瓷颗粒从金属相中脱落在磨损表面形成第三粒的协同机制。研制的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层新材料在400℃左右的中低温下具有优异的耐摩擦磨损性能,且原材料成本低,具有工业应用潜力。     

高镍正极材料LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2双包覆改性及软包锂离子电池应用研究

对电极材料进行包覆改性,是提升锂离子电池能量密度、循环寿命和安全性等重要特性的有效策略。基于高镍三元正极材料Ni_0.83Co_0.12Mn_0.05O₂（Ni83）,通过纳米ZrO₂和纳米B₂O₃双组分包覆,制备得到了ZB-Ni83材料,并对其材料特性和软包锂离子电池性能进行了研究。ICP-OES元素分析结果表明,ZrO₂和B₂O₃已成功实现包覆,ZB-Ni83材料中锆含量为0.166 4%,硼含量为0.068 9%。XRD和SEM结果表明,ZB-Ni83材料为具有层状结构和良好结晶度的紧密实心二次球形颗粒,该结构有利于提高材料的振实密度及电解液浸润性。采用ZB-Ni83正极材料的软包锂离子电池具有良好的倍率、循环和安全性能。在2 C条件下,ZB-Ni83电芯的比容量为182 mA?h?g^–1、容量保持率为92.6%;在45 ℃高温循环及截止容量保持率85%条件下,ZB-Ni83电芯的循环次数约为1100次,而原始Ni83电芯的循环次数仅为约600次。对ZB-Ni83电芯进行满电130 ℃的热箱实验,结果未发生破裂、冒烟、爆炸、着火等现象。本研究为高镍材料的创新和改进提供了实验参考和可行思路。     

Ce含量对Ti/IrO_2-SiO_2-CeO_2电极电催化性能的影响

为降低析氧电位,改善电极表面形貌,制备电催化性能良好的Ti基IrSi电极,在煅烧温度为450℃条件下,采用热分解法制备了不同Ce含量的Ti/IrO_2+SiO_2+CeO_2氧化物电极,采用SEM对电极的表观形貌进行表征,采用循环伏安曲线、析氧极化曲线及交流阻抗图谱对电极的电催化性能进行表征。结果表明,添加适量Ce可使晶粒分散均匀,裂纹数目增多,电极表面变得平坦、致密、均匀,同时析氧电位降低,孔隙率增加,电催化活性大大提高。但过量Ce又会对电极电催化性能产生不利影响,Ce含量达到10%时,裂纹数量最多且分布均匀,涂层形貌良好,析氧电位达到最低,为1.23V,电催化性能达到最佳。     

Zn取代对尖晶石Li2MnTi3O8负极材料微观结构及电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶结合固相烧结的方法制备了具有复杂尖晶石结构(空间群为P4332)的Li₂Mn_1-xZn_xTi₃O₈(x=0,0.1,0.5)负极材料。研究了Zn部分取代Mn对Li₂MnTi₃O₈材料微观结构及电化学性能的影响。结果显示,Zn取代之后,Li₂MnTi₃O₈材料的晶胞体积以及晶粒尺寸有明显的降低,然而颗粒大小却没有显著的变化。电化学测试结果表明,Zn取代对改善Li₂MnTi₃O₈材料电化学性能非常有利,在0.1C倍率条件下进行充放电, 50次充放电循环之后,Zn取代之后的材料放电容量为269mAh/g(Li₂Mn_0.9Zn_0.1Ti₃O₈),298mAh/g(Li₂Mn_0.5Zn_0.5Ti₃O₈),且都在第一次循环之后表现出优异的循环稳定性。在1C倍率条件下充放电36次,材料的放电容量得到了显著提高,并且在一定程度上提高了材料的循环稳定性。     

Sm2Fe17Nx永磁材料的矫顽力机理探究及影响因素分析

矫顽力是Sm2Fe17Nx(1≤x≤6)永磁材料的重要磁参量.矫顽力机理及其影响因素研究对于Sm2Fe17Nx永磁材料的开发具有重要意义.采用振动样品磁强计(VSM)测试Sm2 Fe17 Nx粉末在不同磁化场下的磁特性曲线,并对Sm2 Fe17 Nx永磁材料的矫顽力机理进行探究.结果发现,随着磁化场Happ的增大,取向样品的矫顽力Hcj和磁化强度M均逐渐增加,当磁化场Happ≥19 kOe时,矫顽力Hcj和磁化强度M均不再增加.Sm2Fe17Nx永磁材料的矫顽力属于反磁化畴形核机理.此外,还对还原扩散法制备Sm2 Fe17 Nx永磁材料的矫顽力影响因素进行了分析总结.结果发现,通过控制合理的还原扩散温度、氮化的温度和时间、球磨时间、球磨条件和防氧化,可获得接近单畴尺寸的均匀粒子,有利于减少软磁相α-Fe、杂质相和降低颗粒表层损伤,从而提高Sm2 Fe17 Nx粉末的矫顽力.     

复合絮凝剂在四氧化三锰工业污水处理中的应用

研究了用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理四氧化三锰工业污水,考察了絮凝剂PAC加入量、助凝剂PAM加入量和加入时间对四氧化三锰工业污水絮凝效果的影响。试验结果表明：实验室过程中,在PAC加入量5 mg/L,PAM加入量0.6 mg/L,PAM在PAC加入后30 s加入条件下,复合絮凝剂的絮凝效果最好,浊度去除率可达94.8%,达到了工业污水排放的国家标准。还对复合絮凝剂在工业污水处理应用中应注意的问题进行了简要分析。