石墨化竹炭的微观结构及其复合材料的制备与性能

采用SEM及XRD技术表征经2 800℃石墨化处理的竹炭的微观结构;以石墨化竹炭为导电骨料、酚醛树脂为粘结剂、炭黑为添加剂,采用模压成型法制备石墨化竹炭/酚醛树脂复合材料;考察石墨化竹炭的粒度、酚醛树脂用量、炭黑添加方式和用量、成型压力及固化温度等工艺因素对复合材料性能的影响。结果表明:增大竹炭粉粒的粒径、增加炭黑用量和提高固化温度有利于提高复合材料的导电性,但会不同程度地影响复合材料的力学性能、显气孔率和吸水率;随着酚醛树脂用量的增加,复合材料的抗弯强度提高,导电性、吸水率和显气孔率下降;提高成型压力可同时提高复合材料的性能;制备竹炭/酚醛树脂复合材料的最佳工艺条件为竹炭粒度≤75μm、树脂用量30%(质量分数)、炭黑用量5%(质量分数)、成型压力280 MPa、固化温度180℃。     

竹炭/酚醛树脂复合导电材料的制备与性能

以碳化温度为900 ℃的竹炭为导电骨料、 酚醛树脂为黏结剂、 炭黑为添加剂, 采用模压成型法制备竹炭/酚醛树脂复合导电材料。考察了竹炭的粒度、 酚醛树脂用量、 炭黑用量、 成型压力及固化温度等工艺因素对竹炭/酚醛树脂复合导电材料导电性和抗弯强度的影响。结果表明: 随着酚醛树脂用量的增加, 复合材料的抗弯强度增大, 电导率先增大后减小; 增加成型压力可同时提高复合材料的电导率和抗弯强度; 增大竹炭粉粒的粒径、 增加炭黑用量、 提高固化温度有利于改善复合材料的导电性, 但会不同程度地改变复合材料的力学性能。制备竹炭/酚醛树脂复合导电材料的最佳工艺条件为: 竹炭粒度≤75 μm, 树脂用量30%, 炭黑用量7.5%, 成型压力280 MPa, 固化温度180 ℃。      

改性杏壳活性炭的制备、表征及其吸附乙烯性能

以杏壳活性炭（AC）为原料,系统地研究了改性剂（硝酸银、硝酸铜、双氧水-硝酸铜）、改性条件（AC粒度、浸渍时间、焙烧时间、焙烧温度）对改性活性炭吸附乙烯性能的影响。采用ESEM-EDS、FT-IR、XPS等手段对改性活性炭的结构、表面化学成分等进行分析,并初步探讨了改性活性炭吸附乙烯的机理。研究结果表明用15%双氧水先氧化预处理后再用2%硝酸铜作改性剂时活性炭改性效果最好;活性炭改性时,活性炭粒度、焙烧时间和焙烧温度对改性活性炭乙烯吸附性能的影响较大,而浸渍时间的影响较小。在15%双氧水氧化预处理、改性剂为2%硝酸铜、活性炭粒径0.38~0.83 mm、浸渍时间6 h、焙烧温度400℃、焙烧时间4 h条件下制得改性活性炭（H₂O₂-Cu-AC）对乙烯的吸附量为0.163 g/g,比AC（0.069 g/g）提高了136.23%;H₂O₂-Cu-AC中活性组分铜能相对均匀地分散在活性炭的表面和孔隙内部,改性剂引起了活性炭孔隙结构和表面官能团的变化,比表面积由AC的1 047.50 m²/g下降到1 012.65 m²/g,总孔容积由AC的0.467 1 cm³/g下降到0.434 7 cm³/g,孔径向较宽方向分布,其中< 10 nm的孔径分布占比由58.16%下降到53.95%,10~20 nm的孔径分布占比由18.01%上升到19.10%,>20 nm的孔径分布占比由23.83%上升到26.94%。其含氧官能团增加,C1、C3、C5降低,其中,C1峰面积占比由77.468%降低到76.827%,C3峰面积占比由6.684%降低到5.675%,C5峰面积占比由0.844%降低到0.749%;C2、C4增加,其中C2峰面积占比由13.514%增加到15.225%,C4峰面积占比由1.490%增加到1.524%。     

稻草焦油替代苯酚合成酚醛树脂胶黏剂的研究

用稻草焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶黏剂,并对其性能进行了分析。实验结果表明,稻草焦油替代量对所合成的酚醛树脂胶黏度和胶合强度特性影响较大,当稻草焦油添加量为25g,即替代量达到19．2％时,制备的酚醛树脂胶黏度适中,游离甲醛质量分数低于0．5％,具备较高的胶合强度,并且胶合强度达到GB／T9846—2004对Ⅰ类胶合板的要求。由于稻草焦油的加入降低了胶黏剂的成本,其所制得的胶黏剂有良好的应用前景。     

炭化温度对竹炭粉粒电磁波吸收性能的影响研究

在隔绝空气条件下对毛竹进行500℃、600℃、700℃、800℃、900℃的炭化处理,采用XRD、SEM、网络矢量分析仪对竹炭形貌、结构、电磁波吸收性能进行研究.结果表明,一方面升高炭化温度可促进竹炭中石墨微晶的生长和提高石墨层面排列的规整性,从而提高竹炭的电导率,另一方面通过改变炭化温度可调节竹炭介电常数和磁导率,进而改善其电磁波吸收性能;炭化温度为800℃的竹发,吸收频段较宽,电磁波吸收效果最好,因此,竹炭粉粒是一种同时存在电损耗和磁损耗的轻质电磁波吸收剂,不规则的外形和大量孔径不同的孔隙所产生的内反射作用有利于提高其电磁波吸收性能.     

农作物秸秆炭制备速燃炭的研究

以农作物秸秆炭为主要原料制备速燃炭,研究了秸秆炭与引燃剂的比例及成型方式对速燃炭性能的影响,结果表明,农作物秸秆炭与引燃剂质量比为4:3,块状成型方式制备的速燃炭性能较好,其燃烧热为 21289.76 J/g,且 24 g 该速燃炭燃烧时火焰持续 13 min 55 s,火星持续 113 min,燃烧残渣 13.19%。并通过燃烧实验表明, 24 g 速燃炭能使 50 mL 蒸馏水持续沸腾 17 min,且水温在60~80℃ 之间保持 90 min 以上。     

棉秆焦油替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂的研究

采用气/质联用仪(GC/MS)对棉秆焦油的成分进行了分析,确定了62种化合物,其中酚类化合物的相对含量为25.755%。用棉秆焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂(PF)胶粘剂,并对其性能进行了研究。实验结果表明,棉秆焦油替代量对所合成的PF胶粘剂的粘度和胶合强度等性能影响较大;当m(棉秆焦油)=25g(即苯酚替代量达到19.2%)时,所制得的PF胶粘剂的粘度适中、w(游离甲醛)<0.5%,具有较高的胶合强度,并且胶合强度达到GB/T9846-2004标准中对Ⅰ类胶合板的要求。由于棉秆焦油的加入降低了PF胶粘剂的成本,因此,该PF胶粘剂具有良好的应用前景。     

竹焦油替代苯酚合成酚醛树脂胶黏剂的研究

研究了用竹焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶黏剂,并对其性能进行分析。实验结果表明,竹焦油替代量对所合成的酚醛树脂胶黏度和胶合强度特性影响较大,当竹焦油添加量为 30g,即替代量达到 12.5% 时,制备的酚醛树脂胶黏度适中,游离甲醛含量低于 0.5%,具备较高的胶合强度,并且胶合强度达到 GB/T 9846-2004对Ⅰ类胶合板的要求。由于竹焦油的加入降低了胶黏剂的成本,其所制得的胶黏剂有良好的应用前景。     

几种秸秆醋液组分中活性物质的分析

以农作物秸秆(棉秆、稻秆、麦秆和玉米秆)为主要原料制备秸秆醋液,研究了在种炭化温度450、600和750℃下,棉秆醋液、稻秆醋液、麦秆醋液、玉米秆醋液的得率.研究表明秸秆醋液的得率随着炭化温度的升高而增加,当炭化温度为750℃时,醋液得率分别为棉秆醋液51.70%、玉米秆醋液45.2%、稻秆醋液4.91%、麦秆醋液42.44%.采用气-质联用仪进行秸秆醋液成分的分析,表明秸秆醋液是一种组分复杂的混合物,4种秸秆醋液平均含有24.41%酚类、22.09%的酮类、20.79%的有机酸、4.52%的醛类、4.20%的醇类及2.44%的酯类等.秸秆醋液中所含的乙酸、丙酸、苯酚、甲酚、甲氧基酚、乙醇等成分均为有效的活性物质,具有抑菌、杀菌的作用.     

烯烃装置产生的污泥制备活性炭的研究

以烯烃装置产生的污泥为原料、采用水蒸气活化法制备活性炭,考察了增碳剂、活化温度、活化时间、水蒸气用量等因素对活性炭性能的影响.结果表明,当增碳剂(秸秆)的添加量为25%(质量分数)、活化温度为900 ℃、活化时间为1 h、水蒸气用量为1.5 mL/g时,制备的活性炭得率为45.4%、碘吸附值为702.6 mg/g、亚甲基蓝吸附值为75 mL/g.采用所制备的活性炭处理城市生活污水,结果表明,其对污水的处理效果较好,对COD和色度的去除率分别为79.94%和95.83%.