黏结剂掺合比和配煤比对煤泥成型的影响

以石槽村煤泥为主要原料进行冷压成型制备型煤,采用单因素实验和正交实验等方法,重点研究黏结剂掺比和配煤比对型煤质量的影响.结果表明,添加少量的A或D黏结剂即可使型煤具有良好的冷压强度.配煤比和D黏结剂掺比是型煤质量指标的主要影响因素,D可与煤粒固化形成高强度的型煤“骨架”,但会增加型煤灰分,降低其发热量;配入原煤可提高煤泥型煤发热量,降低灰分,但会降低型煤强度.煤泥单独进行成型时,较优的黏结剂配方为:A掺比5％或D掺比4％;配煤成型时,以配煤比为8(煤泥)∶2(原煤)、D掺比7％为宜.     

SiO2/还原氧化石墨烯复合材料的简易制备及对罗丹明B的吸附

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,氧化石墨烯（GO）为载体,在不添加任何还原剂的情况下,通过水热法简易制备SiO₂/还原氧化石墨烯（SiO₂/RGO）复合材料。采用TEM、FTIR、XRD、TG-DSC、N₂-吸附对复合材料的微观结构进行表征,分析表明：负载量为76.60%（质量分数）的SiO₂纳米颗粒均匀分散在RGO表面上,且部分以Si-O-C键进行配位;具有多级孔结构的SiO₂/RGO复合材料孔径主要分布在1~7nm,比表面积高达676m²/g。以罗丹明B为目标污染物,考察了pH、投入量、温度和接触时间等因素对复合材料吸附性能的影响,结果表明：在pH为2、35℃时,复合材料具有最佳的吸附效果,吸附量为127.8mg/g。动力学分析表明吸附过程符合准二级动力学模型,热力学参数揭示吸附过程为自发吸热过程。     

煤系腐植酸基层次孔炭的制备及电化学性能

为提高煤炭利用率,以煤系腐植酸为前驱体,KOH为活化剂,在较低碱炭比(≤1)和活化温度(700℃)条件下制备双电层电容器用炭电极材料。利用低温N_2吸附对所制炭材料进行孔结构表征,采用恒流充放电、循环伏安和漏电流测试等手段评价其在3 mol/L KOH中的电化学性能。结果表明,所制炭材料呈现典型的层次阶梯孔径分布,孔径主要分布在0. 5～5. 0 nm,包括0. 5～1. 8 nm微孔和3. 5～4. 6 nm中孔;氧元素含量均超过20%。随着碱炭比升高,相应炭材料含氧量、比表面积、总孔容和微孔孔容逐渐升高,最高分别为26. 67%、878 m~2/g、0. 66 cm~3/g和0. 407 cm~3/g;中孔率先升高后降低,最高为62. 1%。微孔主要是腐植酸在活化过程中挥发分析出和部分含氧官能团热解形成的,高的中孔率主要由于钾的扩孔作用。4种层次孔炭电极材料在3 mol/L KOH电解液中具有良好的充放电可逆性和典型的双电层电容特性,其质量比电容、比电容保持率最高分别达256 F/g、84%,漏电流≤0. 015 m A。各炭材料具有合理的孔径分布,同时含有丰富的含氧官能团,有利于缩短电解质离子在电极材料内部的扩散路径,提高电极材料与电解液的润湿性,降低扩散阻力,是一种理想的双电层电容器用炭电极材料。     

基于煤与麦秸秆共活化的超级电容器用活性炭电极材料的制备

分别以神木烟煤、麦秸秆及二者混合物为前驱体,采用KOH活化法制备超级电容器用活性炭电极材料（AC1,AC2,AC3）,采用低温N 2 吸附、接触角法对各活性炭的孔结构和润湿性进行表征,并利用恒流充放电、循环伏安、漏电流和交流阻抗等测试手段对各活性炭电极材料的电化学性能进行对比评价。结果表明：AC3兼具AC1比表面积高和AC2润湿性好的优点,其组装的超级电容器在3 mol/L KOH电解液中具有较高的比电容（270 F/g）、充放电可逆性好、较低的漏电流（0.01 mA）和较小的阻抗等特点,反映出煤与麦秸秆共活化过程中存在协同效应。     

核桃壳水热炭对六价铬的吸附特性

以核桃壳为前体采用水热炭化法制备水热炭,利用低温液氮物理吸附仪和傅里叶变换红外光谱仪测定水热炭的孔结构和表面官能团;实验研究其对液相中Cr(Ⅵ)的吸附特性,考察吸附剂加入量、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值、吸附时间等因素对吸附效果的影响。结果表明,水热炭的孔径分布范围较宽,表面含氧官能团丰富,能够很好地吸附溶液中的六价铬;溶液pH值对Cr(Ⅵ)的脱除影响很大,pH值呈酸性时吸附效果较好,pH值为2时脱除率达98.85%.当反应温度35℃、Cr(Ⅵ)初始浓度50mg/L、水热炭投加量为16g/L、pH值为6、吸附时间为100min时,Cr(Ⅵ)离子的去除率可达98%以上。核桃壳水热炭对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附能力,吸附过程符合准二级吸附动力学模型,可用Freundlich吸附等温模型来描述,吸附等温线的线性相关性显著。     

基于高效解离-选择性絮凝耦合作用的煤气化渣提炭实验研究

煤气化渣是由煤气化工艺产生的一种富含铝硅酸盐、灰组分及残炭的大宗工业固体废弃物,其规模化生产对生态环境造成了严重的影响。因此,将煤气化渣进行炭-灰分离是实现其减量化、无害化和资源化利用的关键。以煤气化渣为研究对象,采用高效解离-选择性絮凝耦合作用的工艺,为实现煤气化渣更为合理、高效的资源化利用,减少煤气化渣带来的土壤、空气、水体资源等污染问题,对煤气化渣进行提炭实验研究。首先分析了煤气化渣的理化性质,其次采用单因素变量法探究了磨矿时间、pH、絮凝剂种类、絮凝剂用量、高速剪切转速对煤气化渣提炭实验的影响,以实现残余炭产品的高度富集。结果表明：原煤气化渣灰分质量分数为67.19%,普通湿筛筛上物料灰分质量分数为54.3%,当煤气化渣磨矿时间为5 s, pH为7,絮凝剂聚氧化乙烯用量为0.4 kg/t,在转速为4 000 r/min高速剪切15 min的条件下提炭效果最佳,最终可获得产率为26.6%、湿筛筛上灰分质量分数为43.3%的残炭产品。对比普通湿筛法,基于高效解离-选择性絮凝实验方法在普通湿筛的基础上灰分质量分数降低了11%,降灰效果明显。     

碳量子点的摩擦学研究进展

机械设备的摩擦和磨损，造成了大量材料和能量消耗。碳量子点（Carbon Quantum Dots,CQDs）是一种新型零维纳米材料，具有独特的物化性质和良好的摩擦学性能，能够提高基础油的润滑性，延长机械设备的使用寿命，逐渐成为润滑领域中绿色、有前途的减摩抗磨材料。首先简要概述制备CQDs的至上而下和至下而上的两大类方法，然后着重介绍了CQDs作为润滑添加剂表面功能化、杂原子掺杂、纳米复合材料制备3种改善摩擦性能的策略，通过梳理CQDs基纳米材料作为减摩抗磨剂添加剂在摩擦学领域的应用实例，发现与其他纳米材料相比，CQDs具有超小的尺寸、表面官能团可调、分散性好、吸附稳定性好、毒性低、环境友好、易合成、成本低等优点，这些独特的性质造就了其优异的减摩抗磨性，证明了CQDs基纳米材料在摩擦学中拥有巨大的应用潜力。之后对CQDs作为润滑油添加剂的滚动轴承效应、形成润滑保护膜、填充修复效应和抛光效应4种润滑机制进行了总结和分析。最后概述了目前CQDs在摩擦学领域一些亟待解决的关键性问题，并展望了CQDs在未来摩擦学领域应用的发展趋势。CQDs在润滑领域的成功应用为具有更好减摩和抗磨性能的下一代碳纳...     

煤矸石原生菌溶磷效果分析及产酸性能优化

煤矸石是采煤和洗煤过程产生的固体废物，占用大量土地且严重污染环境，因此对煤矸石的综合处理和利用已刻不容缓。目前，利用微生物降解煤矸石制备矿物肥料是实现煤矸石减量化、无害化和资源化处理最具前景的技术之一。本文研究了煤矸石原生菌株嗜麦芽窄食单胞菌（SM1菌株）的解磷特性及其机制，优化了SM1菌株的产酸性能。利用高效液相色谱、X射线衍射仪（XRD）及X射线荧光光谱（XRF）分别对细菌代谢产物、溶磷前后矿渣物相组成及原矿化学组成进行分析，揭示了SM1菌株的解磷机理。正交试验结果表明，SM1菌株的最佳解磷条件为：煤矸石粒度为115μm,pH为9，菌液浓度为2.85×1012 CFU/mL，液固质量比6∶1，处理时长为4 d，在该条件下有效磷溶出量相对于单因素条件试验的最好结果可增加约19%。最优产酸条件体系温度30℃、pH=8、质量浓度8 g/L的蔗糖（碳源）、1 g/L的氯化铵（氮源）、0.3 g/L的氯化镁和0.3 g/L的磷酸二氢钾（无机盐）时体系中酸含量（以H+计）增加了0.014 mol/L。高效液相色谱结果表明代谢产物中含有大量有机酸，溶磷前后矿渣的XRD结果表明菌株溶解的含磷矿相为...     

煤基石墨烯量子点在超级电容器中的应用

针对目前制备煤基活性炭氢氧化钾(KOH)使用比例过高及孔结构分布不合理问题，以太西无烟煤为碳源，先采用高铁酸钾与过氧化氢分步氧化将其氧化为石墨烯量子点，再与KOH混合活化制备煤基石墨烯量子点活性炭。结果表明，这种方法可降低KOH使用量(使碱炭比小于1)，且碱炭比对煤基石墨烯量子点的活化机制与对煤的活化机制类似：KOH用量较少时(碱炭比0.25)只有造孔作用；增加用量后(碱炭比0.5),KOH不但有造孔作用，还有扩孔作用；过量的KOH (碱炭比0.75)则以扩孔为主。随着碱炭比的增加，活性炭的比表面积与总孔容也随之增加，微孔率逐渐下降，中孔率和平均孔径都在增长。在碱炭比为0.75时，活化效果最好，GQDAC-0.75比表面积为1207.3m²/g，微孔率为39.5%，中孔率为51.8%；得益于其独特的“大孔-中孔-微孔”的层次孔结构，GQDAC-0.75表现出最优的电化学性能，在0.5A/g电流密度下比电容达243.6F/g，当电流密度增大到10A/g时，GQDAC-0.75的比电容保持在202.2F/g，继续增大电流密度到100A/g，比电容仍有179.5F/g，...     

煤基碳量子点衍生炭的形貌控制及电化学性能

以太西无烟煤为碳源，采用化学氧化法制得煤基碳量子点，探讨煤基碳量子点水溶液质量浓度及干燥方式(冷冻干燥和高温烘干)对煤基碳量子点形貌的影响，并将质量浓度为10 g/L的煤基碳量子点水溶液分别冷冻干燥与高温烘干再进行高温炭化，制备煤基碳量子点衍生炭，应用于超级电容器。结果表明：在冷冻干燥条件下，煤基碳量子点的形貌随着质量浓度的增加呈“点—线—面”的趋势发展；在高温烘干条件下，不同质量浓度煤基碳量子点水溶液干燥后的形貌均呈三维块状。冷冻干燥条件下的煤基碳量子点衍生炭的形貌呈二维片状，比表面积为268.8 m²/g,中孔率为19.1%;而高温烘干导致煤基碳量子点团聚紧缩成结构致密的块状，因此，炭化后仍为块状结构且不易脱除含氧官能团形成孔隙，高温烘干条件下的煤基碳量子点衍生炭的比表面积为192.5 m²/g,中孔率为8.9%,但■和COOH含量丰富。二维片状形貌以及较高中孔率可以保证冷冻干燥条件下的煤基碳量子点衍生炭的倍率性能，初始比电容只有115.5 F/g,但在20 A/g时的容量保持率可达71.5%;丰富的含氧官能团使得高温烘干条件下的煤基碳量...