有机共溶剂中地沟油制备生物柴油的研究

在共溶剂正己烷和催化剂KOH的作用下,采用地沟油与甲醇发生酯交换反应生成生物柴油,研究了醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量、反应时间和共溶剂量等工艺参数对生物柴油产率的影响。实验结果表明,该反应最佳反应条件为:醇油摩尔比为8:1,反应温度为50?C,催化剂用量为1%,反应时间为80 min,正己烷的用量为1%。在最佳条件下,产率可达95%。对制备的生物柴油样品进行红外光谱和主要理化性质检测,所得产品的各项主要性能指标达到国内外的生产标准,可直接投入生产。     

水热法制备低热导率 PbS 热电材料

通过纳米结构或声子工程降低热导率是改善PbS热电材料性能的重要途径。利用水热法制备Pb_(1-x)Bi_xS纳米热电材料,并对其热导率进行测试。结果表明,制备的纳米PbS的热导率比文献中PbS的热导率低10%左右。随着掺入Bi元素的增加,增加了晶体内部缺陷, Pb_(0.9)Bi_(0.1)S样品的热导率比PbS单体的热导率降低了33%。     

废旧汽车刹车片制备锂电池硬炭负极材料

以废旧汽车刹车片为原料,在N2气氛下600～1 000?C热解制得硬炭材料。以酚醛树脂为对比实验,通过热重分析(Thermal gravimetric analysis)、扫描电子显微镜(Scanning electron mcroscope)、X射线衍射仪(X-ray diffraction)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy)分析、拉曼光谱(Raman spectroscopy)分析等测试手段对硬炭进行表征,并分别对将2种材料作为锂离子电池负极材料制备的扣式电池进行充放电性能测试。测试结果表明:热解温度对硬炭结构和充放电性能有一定的影响,在600～1 600?C温度范围内,热解碳在1 300?C条件下表现最优充放电性能,可逆容量和库伦效率分别为112.05 m A·h/g和52.31%,倍率和循环容量保持率分别达到87.23%和64.39%;对比酚醛树脂在最佳热解条件1 200?C的充放电数据,即可逆容量和首次库伦效率分别为189.26 m A·h/g和58.45%,倍率和循环的容量保持率分别为51.52%和55.12%。因此,废旧汽车刹车片热解碳在实际应用中具有较好回收价值。     

掺磷马铃薯淀粉热解碳微球的制备及其电化学性能

为了提高硬炭材料在大电流下快速充放电性能,以马铃薯淀粉为原料、磷酸为掺杂剂,在N2气氛下1 000℃热解制得马铃薯淀粉基炭材料。通过热重分析(TG,Thermal Gravimetric Analysis)、扫描电子显微镜(SEM,Scanning Electron Mcroscope)、X射线衍射仪(XRD,X-Ray Diffraction)等测试手段对所得样品进行了详细的表征。测试结果表明:在1 000℃下,磷酸的掺杂对马铃薯淀粉热解碳有一定的影响,掺杂质量分数为2%的磷酸炭化得到的样品具有比较好的球形形貌和较大的嵌锂容量。恒流充放电结果显示出样品良好的大电流充放电性能和良好的倍率性能,10C放电时,样品可逆容量达到了0.1C放电(267.78 m A·h/g)时的42.1%,且0.1C放电时首次效率达到了59.61%。     

通过强化热端吸热优化环状热电发电器件性能

热电发电器可以将热能直接转换为电能,被广泛应用于余热利用领域。针对环状热源,环状热电发电系统(ATE)具有更好的兼容性。然而,目前ATE输出功率和转换效率仍然比较低。影响其性能的主要原因之一是热端吸热较差。针对环状热电发电热端结构进行了优化设计,利用翅片强化热端吸热。运用标准的κ-ε方程和NK传热模型描述流体传热、耦合热电方程描述热电发电器件性质;利用ANSYS软件基于有限元法求解耦合的流体-ATE系统的性能。研究了有翅片和无翅片ATE热电输出功率和转换效率随入口处流体温度和流速变化的性质。结果表明,ATE在有翅片的情况下转换效率和输出功率均高于无翅片系统。特别在流速9 m/s和温度600 K条件下,有翅片ATE的输出功率和转换效率分别比无翅片系统高299%和6.02%。提出可行的提高ATE性能的方法,有益于热电发电器件在余热利用领域更广泛的应用。     

废弃磷化渣水热反应制备新型催化剂及光催化反应

以废弃的磷化渣和乙醇、乙二醇、氨水、二乙胺、三乙胺、N-N二甲基甲酰胺为原料,利用水热法制备出新型催化剂,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外光吸收光谱进行了表征催化剂。研究不同溶剂、光照时间和煅烧氛围对罗丹明B染料的光催化活性的影响,结果表明,乙二醇与磷化渣发生水热反应,在氮气氛围煅烧下获得的新型催化剂粒径分布均匀,光催化效果最好。在光催化性能测试中,光照时间长、催化剂的量为0.4 g/L时对罗丹明B的降解率最高。利用废弃的磷化渣制备出新型催化剂,不仅可以有效地处理染料废水,还为磷化渣的资源化处理提供了新的思路。     

晶化时间对SAPO-34 分子筛合成及性能的影响

采用水热法以二乙胺为模板剂合成SAPO-34分子筛,考察了不同晶化时间对SAPO-34晶体结构、形貌的影响,并研究了用SAPO-34分子筛在氮气气氛下碳化的样品制备修饰玻碳电极的催化性能。结果表明,不同晶化时间合成的SAPO-34分子筛晶形差异较大,较佳晶化时间为2.5 h;延长晶化时间,SAPO-34晶体相对结晶度变化不大。晶化时间为2.5 h的SAPO-34样品以弱酸为主,并且经过碳化处理后制备的修饰电极对甲醛具有较好的催化氧化作用。     

磷酸改性天然石墨负极材料的设计、制备及性能研究

利用石墨层间化合物技术处理天然石墨,使磷酸进入到石墨层表面,并在石墨表面包覆一层有机胺中间体,然后在惰性气氛下进行高温处理。研究发现,所得材料在保持石墨原始结构不被破坏的情况下,增大了石墨的层间距,为锂离子的嵌入和脱出拓宽了通道,也为材料在充放电过程中预留了膨胀体积。将这种材料用于锂离子电池负极材料、电化学性能测试表明或改性材料中可具有更小的不可逆容量和更高的充放电效率,并且在大电流充放电情况下,倍率性能得到了提升。     

天然斜发沸石对水中氨氮的吸附研究

研究了天然斜发沸石对废水中氨氮的吸附行为,比较了pH值、温度、氨氮浓度等条件对吸附性能的影响。对沸石的吸附等温线用Langmuir和Freundlich模型分析拟合表明,其吸附等温线更符合Langmuir模型;不同pH环境和不同温度下氨氮的吸附量比较表明,适宜的pH值和较低的温度有利于沸石具有较高的吸附量,在温度低于30℃、pH在4~8的范围内,沸石的吸附性量可达2 mg.g-1以上。     

聚对苯撑纳米复合提升ZnO基热电材料性能

以溶胶-凝胶法合成了PPP@Zn_1-xCo_xO纳米复合热电材料(x=0, 0.025), 再以放电等离子烧结制备成块体, 并对其热电性能进行了研究。由透射电镜照片发现, PPP纳米颗粒尺寸在200 nm以下。热电性能分析表明, 随着PPP添加量的增加, 赛贝克系数先增大后减小。电导率随PPP含量增加而大幅度提高。与ZnO块体材料相比, 溶胶-凝胶法合成的PPP@Zn_1-xCo_xO纳米复合热电材料的热导率大幅度降低, 在640 K时, 9wt% PPP的纳米复合热电材料热导率降低至5.4 W/(m·K)。电导率的增加和热导率的降低, 导致热电性能大幅度提高, 9wt%PPP@Zn_0.975Co_0.025O纳米复合热电材料在870 K时具有最大ZT值(0.16), 是Zn_0.975Co_0.025O材料的8倍。