微波加热CO2活化法制备生物质活性炭及其脱硫性能研究

以富含含氮官能团的大豆秸秆为原料前体，结合微波加热的特殊优势，将微波加热技术应用于大豆秸秆热解和活化工艺。以热解固体产物为活化原料，以CO₂为活化剂进行活性炭制备研究，以期制备出高脱硫性能的生物质活性炭。首先通过正交实验设计及极差分析得出最优活化水平，再通过单因素实验法考察微波功率、CO₂流量和活化时间对活性炭产率、孔隙结构以及脱硫性能的影响。对比分析选出最佳活化条件为微波功率900 W，CO₂流量0.10 L/min，活化时间20 min。在此条件下活性炭产率为76.3%（质量），SO₂饱和吸附容量为112.56 mg/g，比表面积为466.28 m²/g。相比热解炭，活性炭的比表面积更大，孔隙更加丰富，脱硫性能显著提高。     

不同加热方式下大尺寸物料的传热特性

以秸秆料包为原料,采用微波加热和电加热2种方法对其进行了加热试验,测得了料包内部的温度分布,并进行了对比研究.结果表明:微波加热迅速,均匀性好,但物料特性和加热过程中的化学反应对温度分布有重要影响;电加热时,料包内部温度沿导热方向单调递减,由于导热热阻的存在,使得沿导热方向分布的各层物料进入热解阶段的时间间隔逐渐增大,热平衡时各层物料间存在明显的温度梯度.在功率可对比的情况下,微波加热比电加热速度更快、效率更高.     

应用于微波场的温度测量方法的研究进展

在微波加热过程中,由于温度的准确性会直接影响到化学反应速率与制备样品的性能,所以微波场中温度的准确测量 具有十分重要的意义。 综述了微波场中传统的温度测量方法包括热电偶测温、光纤测温和红外测温方式在微波场中应用时的 局限性。 鉴于传统测温手段的局限性,一种新型的温度测量方式-有机金属框架材料(MOFs)温度计因具有高度的可调性以及 纳米级的 MOFs 颗粒能够实现微米级甚至亚微米级的温度测量而受到了广泛的关注,对近年来双发射 MOFs 温度计以及膜式 温度计的研究成果进行了分析,并综述了优化 MOFs 温度计的方法,讨论了微波场测温技术未来的发展方向。     

生物质秸秆预处理工艺及经济性分析

秸秆预处理是进行秸秆大规模应用的重要前提和组成部分,随着秸秆应用项目的日益增多,对于秸秆预处理的研究显得更为重要。依照关键技术划分,秸秆预处理工艺主要分固化成型和压缩打包两种,对其进行了经济性分析和比较。     

碳纳米管材料低频电磁参数及吸波产热特性

微波的热利用技术促进了吸波材料的应用研究。碳纳米管(CNTs)是近年来新兴的强吸波材料,具有密度小、比表面积大、量子尺寸效应的特点。对碳纳米管吸波材料的复介电常数和复磁导率随碳纳米管含量的变化进行探究。在此基础上,以石蜡油为蓄热介质探究了碳纳米管材料在微波辐照下吸波产热特性。同轴传输法适用于小型样品的测量,具有误差小的优点,故采用此种方法作为测量电磁参数手段。对碳纳米管电磁参数测量实验结果表明,碳纳米管吸波材料在低频下对于微波能的损耗兼具电损耗和磁损耗。对碳纳米管吸波产热特性实验结果表明,碳纳米管是一种强吸波材料。     

高压下微波催化湿式氧化技术降解苯酚类废水

针对高压微波催化湿式氧化技术（MW-CWPO）降解苯酚类废水进行了研究,实验设计了一种耐高压微波催化实验系统,选择对硝基苯酚（100 mg/L）为目标污染物,使用多壁碳纳米管和过氧化氢分别作为催化剂和氧化剂,研究发现高功率、高压、高浓度的催化剂和氧化剂均能有效促进对硝基苯酚的降解,并且在某些特定条件下（800 W,0.3 MPa）反应5 min后其降解率可以达到100%。此外,实验发现在优化条件下该技术对实际印染废水也有着很好的处理效果,上述研究结论可应用于实际工业生产中,通过人为控制压力、微波功率等因素以加速化学反应从而提高实际化工废水的降解率,实现污染物的降解和资源的可持续化利用。     

碳热还原二氧化硫制备硫黄的研究进展

碳热还原二氧化硫制备硫黄是一种绿色资源化的SO₂治理技术。本文对碳热还原二氧化硫制备硫黄的研究进展进行了综述, 介绍了国内外关于碳与二氧化硫反应机理及反应动力学的研究, 讨论了C/SO₂摩尔比、反应温度、反应时间、反应气氛、碳的类型以及矿物质等因素对碳热还原二氧化硫反应的影响规律。得出了反应实现较高SO₂转化率和S产率所需要的条件。并指出微波辐照条件下, 碳还原二氧化硫的反应优势明显, 研究其反应机理和产物生成规律对于该技术的应用意义重大, 是未来发展的重要方向。     

生物质半焦微波诱导CH4/CO2重整反应动力学研究

为研究微波辐射下CH4/CO2重整反应的动力学规律,在微波加热综合实验系统上使用生物质微波热解初生半焦进行CH4/CO2重整的实验研究。通过实验结果的比较和统计分析方法的验证,筛选出合适的重整反应动力学模型,进而利用该模型开展动力学特征值的计算与结果分析。计算得到,微波加热和常规加热方式下重整反应的活化能分别为29.40 kJ/mol和54.97 kJ/mol。相比于传统方式下的重整反应,微波辐照半焦诱导重整反应的活化能降幅达到46.5%。分析认为,微波辐射下“热点效应”是降低重整反应活化能的主要原因。