不同溶剂提取宝清褐煤腐植酸的工艺优化及其特性研究

以褐煤的高效利用为出发点,以提高宝清褐煤腐植酸提取率为目标,探索了三种不同溶剂(KOH,NaOH,Na4P2O7)提取褐煤腐植酸的最优工艺条件。实验采用响应曲面法考察了反应温度、反应时间、溶剂浓度及其交互作用对腐植酸提取率的影响。结果表明:反应温度对目标值影响最大,且不同影响因素之间的交互作用对目标值有一定的影响,KOH提取时反应温度与反应时间的交互作用影响最大,NaOH和Na4P2O7提取时反应温度与溶剂浓度的交互作用影响最大。得到了不同溶剂下提取宝清褐煤腐植酸的最优工艺参数为:KOH为溶剂时,反应温度86℃,KOH浓度0.04 mol/L,反应时间2.0 h,此时腐植酸提取率为82.99%;NaOH为溶剂时,反应温度94℃,NaOH浓度0.047 mol/L,反应时间1.7 h,此时腐植酸提取率为87.96%;Na4P2O7为溶剂时,反应温度72℃,Na4P2O7浓度0.027 mol/L,反应时间2.0 h,此时腐植酸提取率为86.13%。通过分析三种溶剂提取的腐植酸特性可知,不同溶剂提取的腐植酸的提取率、总酸性基含量及分布不同,使用KOH溶液提取时腐植酸提取率最低,腐植酸相对分子质量最小;使用NaOH溶液提取时腐植酸提取率最高,腐植酸芳香缩合性较高;使用Na4P2O7溶液提取时腐植酸酸性官能团含量最高。     

粉煤灰合成分子筛的研究

在中国,粉煤灰合成分子筛是处理粉煤灰的一个重要方法,粉煤灰正成为沸石合成的一个重要原料.比较了水浴合成和微波合成制备分子筛的特点.XRD和SEM分析表明,微波晶化合成的沸石外观形状更加规则,均为圆形或者椭圆形的小球,且微波晶化合成的沸石分布均匀,结构致密.微波晶化可以快速晶化产生沸石,但随着晶化时间的推移,由于微波晶化的晶化反应太过剧烈,不利于核的增长.     

磁响应吸油材料的研究进展

海洋环境中的石油污染物主要来自于原油开采和井喷、运输船舶的漏油以及输油管道的泄漏。随着全球能源消费的快速增长,石油的开采与运输也变得日益频繁。然而,在此过程中衍生出的石油污染问题也更加严峻。据估计,世界各地每年平均溢油量多达40万t。大规模的海上溢油处理方法主要包括物理处理法、化学处理法和生物处理法三大方法。其中原位燃烧、分散剂降解等化学方法需要高昂的成本,并且会对环境造成二次破坏;微生物分解等生物方法对自然条件要求十分苛刻;使用机械装置(如撇油器或喷杆)的物理方法需要输入能量或在高压下进行操作。这些方法均不能充分满足对溢油处理的要求。最近学者提出了一种利用磁改性超疏水/亲油的可浸湿吸油材料进行油水分离的方法。这些材料主要由粘土(二氧化硅)、沸石、活性炭、碳纳米管、聚合物、羊毛和秸秆等物质作为基材,通过四氧化三铁纳米颗粒的嵌入或涂覆以赋予材料磁响应特性。这些具有高孔隙率、高比表面积和丰富孔洞结构的吸附材料不但具有可设计调整性,而且经过磁性颗粒改性后,能够制备出在除油能力、油品回收和操作成本等方面均优于传统方法的磁性吸油材料。尤以聚合物为基材的磁响应吸油材料的研究最为广泛,被磁性纳米颗粒涂覆的聚合物海绵的吸油量最高可达50 g/g,且都具有近95%的吸油效率。其他材质的吸油材料也有所报道。这些磁性吸油材料具有三大特点:(1)吸油效率高,吸油量稳定;(2)固油性能好,吸附油不易脱附;(3)易回收,能够循环利用。本文通过阐释吸附材料的磁改性和吸油机理,分析典型磁改性复合材料的吸油性能测试实验,指出各类吸油材料在溢油处理过程中的优势和局限。特别地提出了磁改性粉煤灰沸石吸油材料,概括了固体废物资源领域的最新研究热点,以期为国内相关研究提供参考。     

煤矸石微波辅助合成沸石分子筛的研究

为探究煤矸石合成沸石分子筛的最优工艺,以煤矸石为主要原料,采用传统水浴加热与微波辅助加热的方法,合成4A型沸石分子筛与P型沸石分子筛,利用电子显微镜和X射线衍射,对其形貌和结构进行分析表征。实验通过制备相同的沸石分子筛,得出制备沸石分子筛的煤矸石需要高岭石含量较高、有害杂质含量较低及较为合适的粒径(3μm～50μm)。相较于传统水浴加热,微波辅助加热得到的沸石分子筛纯度低,但加热时间仅需30 min～40 min,而传统水浴加热合成需要24 h,同时微波辅助加热还提高了沸石分子筛反应速率和分散度。     

生物质灰硅资源高附加值利用的研究进展

生物质灰中含有具备化学活性的无定型硅，能用于合成高附加值产品。对生物质灰的组成、结构等方面进行了概述。在利用生物质灰合成凝胶方面，总结了近年利用生物质灰合成干凝胶、气凝胶、水凝胶的研究进展。综述了近年来利用生物质灰中的硅资源制备锂离子电池阳极材料、催化剂材料等方面的研究进展。通过对生物质灰硅资源的应用分析，提出生物质灰有望成为生产高附加值硅基材料的低成本前驱体来源，为生物质灰在工业上的资源化利用提供了重要的发展方向。     

生物质灰制备分子筛的研究进展

在简述了生物质灰组成的基础上总结了近年国内外在生物质灰提取硅、合成沸石分子筛材料等方面的研究进展。对生物质灰进行酸处理,可以提高所制备的非晶态二氧化硅产品的纯度、比表面积、孔容;利用Na_2CO_3使生物质灰碳酸化,能提高SiO_2的产率,且因萃取剂可以循环使用而适用于大规模生产;将钡离子引入以生物质灰为原料合成的沸石中进行结构定向和改善结晶度,能提高其对苯胺的吸附能力;采用NaOH碱性水热法、微波辅助加热等技术将生物质灰改性为沸石,所得沸石能应用于含有碱性染料、苯胺等有毒物质的废水吸附以及CO_2的捕获。     

生物质发电厂飞灰制备生物炭的研究

以生物质发电厂飞灰为原料，经过酸液除杂、矿物质脱除处理后，从飞灰中分离出生物炭。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）和N₂的吸附/脱附等对生物质飞灰和生物炭进行表征。研究结果表明：生物炭约占飞灰总质量的13.7%。制得的生物炭芳香度约为28.4%，脂肪碳含量较高，且含氧官能团丰富。生物炭的比表面积为128.98 m²/g，总孔体积为0.08 m²/g，平均孔径为3.4 nm，表面疏松粗糙、孔隙明显且伴随羟基分布，表面活性较高，具备实际生产应用的价值。     

低阶煤中含氧官能团的测定

评述了化学分析方法(离子交换法、非水滴定法)和物理分析方法(傅里叶红外光谱(FT–IR)、核磁共振光谱(NMR))煤中含氧官能团分析中的应用,并具体给出了每种方法的适用条件及其存在的优缺点。