煤基活性炭孔径分布的调控

提出并研究了一种煤基活性炭孔径分布的调控方法及调控机理.将煤样与不同质量的KOH混合后炭化,分别对炭化料进行酸洗,以控制其中的钾含量,然后对酸洗料进行蒸汽活化,制成活性炭.通过对所制活性炭进行氮气吸附实验、扫描电镜及能谱分析和吸附能力表征实验后发现:改变KOH加入量和采用质量浓度为5%的盐酸对炭化料进行酸洗,能够改变炭化料中的钾含量;随着KOH含量的提高,活性炭的口发附能力逐渐增强,平均孔径从2.379 nm逐渐增大到2.636nm,同时孔径分布由以微孔为主逐渐向以中孔为主转移,其中孔含量由30.9%提高到46.1%.     

TG-DSC同步联用测定煤热解反应热

选取5种不同变质程度的煤样,利用TG-DSC同步联用仪测定煤热解过程的热流,并分别采用经验法和实验测定法确定热流基线,解析获得了煤热解反应热。此外,还考察煤阶及热解温度对煤热解反应热的影响,对比、分析两种基线确定法测定煤热解反应热的准确性。结果表明,1 100 ℃热解温度下胜利褐煤、神木长焰煤、神东烟煤、大同烟煤以及太西无烟煤基于实验法确定热流基线所测得的热解反应热分别为-5 743.11,-13 888.42,-16 246.20,-21 433.89,3 097.79 J/g,基于经验法确定热流基线所得的煤热解反应热分别为-5 963.81,-13 839.86,-17 792.50,-22 871.74,3 536.47 J/g;除无烟煤外的其他煤样,随着煤变质程度的增大,煤热解过程中放出的热量总的来说呈现出增加趋势,有热解反应热随温度的升高先增大后降低再增大的规律;太西无烟煤在各温度下的热解反应热均大于零,一直表现为吸热反应,净吸热量也随温度的升高而增加;除神东烟煤和大同烟煤外,经验法确定热流基线和实验测定热流基线两种方法所测的煤热解反应热较为接近,神东烟煤和大同烟煤出现较大差异的原因是经验基线法依赖主观经验过高地预测了放热区间的反应热。在测定煤热解反应热过程中实验测定法具有操作简单、测定准确、实验可重复性强等优势。     

表面活性剂和硫酸盐还原菌去除污染土壤中的Cr6+

用表面活性剂和硫酸盐还原菌(SRB)淋洗Cr污染土壤,采用欧洲共同体参考物机构连续提取法分析淋洗前后土壤中铬化学形态和相对含量的变化. 结果表明,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和非离子表面活性剂Tween-80浓度分别为5.0, 0.01 g/L时,对土壤中Cr的淋洗效果最好,当土壤中Cr含量为200 mg/kg时,淋洗率分别为14.70%和24.74%,500 mg/kg时,淋洗率为35.99%和41.42%;反应体系中菌液量为10 mL时,淋洗18 h上清液中Cr6+转化率最大,分别为98.07%和94.73%;用表面活性剂和SRB共同处理Cr污染土壤,上清液中Cr6+可全部转化为Cr3+,未被淋洗出的Cr从较易被植物利用的可交换态转化为稳定态,主要以Cr2(CO3)3和Cr(OH)3存在于土壤中,达到了土壤环境质量标准.     

一锅法制备酚醛基炭气凝胶

炭气凝胶因其优异的隔热性能和耐高温性能，成为热保护系统中的最具潜力的高温隔热材料之一。然而，由于现有炭气凝胶制备工艺复杂、周期过长等因素，限制了其工业化制备及其应用。论文采用一锅法制备酚醛气凝胶、经炭化制得炭气凝胶，与传统法制备的炭气凝胶进行了对比，表征了炭气凝胶的孔结构、微观形貌，考察了固含量对炭气凝胶密度、收缩率的影响及热导率随密度及温度的变化。结果表明，随着固含量的增加，密度逐渐增大，而收缩率基本维持在22%左右，不随固含量的变化而变化，固含量从16%增加到46%时，炭气凝胶的密度从0.15 g/cm³增加到0.58 g/cm³,其中，密度为0.15 g/cm³的炭气凝胶室温下热导率低至0.074 W/(m·K),随着温度升高热导率逐渐增大，1 800℃高温下热导率为0.620 W/(m·K)。一锅法有望成为一种快速、批量、低成本制备炭气凝胶的新技术路径。     

氯化-脱氯化和热缩聚合成煤液化残渣基纺丝沥青的分子结构特征

纺丝沥青的性质决定其能否连续、稳定工业化生产沥青基碳纤维，也是影响碳纤维性能的重要因素，而合成方法是调控纺丝沥青性质的重要手段。对比传统热缩聚法，氯化-脱氯化法可以从分子维度调控合成，以制得纺丝性优异的沥青前驱体。迄今，针对采用热缩聚法和氯化-脱氯化法合成的纺丝沥青分子结构特征差异研究鲜有报道。采用元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI TOF-MS)及固态核磁共振(¹³C-NMR)表征纺丝沥青的分子组成与结构，采用平均分子模型方法构建纺丝沥青的分子模型。结果表明，采用氯化-脱氯化法合成的纺丝沥青具有更高的碳含量，且在FTIR中1 490和696 cm^-1波长处和XPS C 1s中287.1 eV结合能处均表现出特有由氯化反应产生的特征峰；由MALDI TOF-MS和¹³C-NMR分析可知，由氯化-脱氯化法合成的纺丝沥青具有更高的聚合度、分子量和芳香度，其平均分子量达857,芳香度达0.87,且纺丝沥青的分子结构更趋向于在一维方向上发展的线性结...