铁尾矿沥青混合料基本性能及老化耐久性研究

为了避免过度使用天然砂石材料做为沥青混合料的骨料以及符合绿色发展的战略方针，采用固体废弃物铁尾矿来代替砂石材料来制备一种新型的铁尾矿沥青混合料。采用质谱仪对所选用铁尾矿进行化学成分分析，并对不同铁尾矿掺量作用下沥青混合料的针入度、锥入度、软化点、延度、粘度以及老化耐久性等方面进行了研究。研究结果表明:铁尾矿沥青混合料的较佳制备温度选定为180℃；综合经济效益和有效性确定铁尾矿的较佳掺量为30%；相对老化后的铁尾矿沥青材料而言，在同一铁尾矿掺量作用下两种不同沥青混合料老化前的针入度和延度均出现了降低的趋势，但是在同一铁尾矿掺量作用下两种不同沥青混合料老化前的软化点却出现了增大的趋势。综合分析得到:温度为180℃以及铁尾矿掺量为30%制备的沥青混合料可以满足公路的路用要求。所有沥青试样的光谱变化规律基本一致，说明了掺入铁尾矿改性沥青的结构与未掺入铁尾矿沥青的结构基本一致；但是随着铁尾矿掺量的增大，沥青的FT-IR光谱在同一波数作用下却呈现出不断减小的变化趋势，说明了铁尾矿可以有效改善沥青的物理性能。      

基于DIP的沥青混合料车辙变形数值模拟

利用数字图像处理和有限元技术，生成沥青混合料非均质有限元模型，并分析沥青混合料各组分对其抗车辙能力的影响，从沥青混合料细观角度研究其永久变形规律，为沥青路面设计提供理论指导。结果表明，数值模拟得到的沥青混合料的车辙深度和车辙实验结果吻合较好，非均质有限元模型可对沥青混合料车辙深度进行预测；在各温度条件下提高集料的模量不能有效的提高沥青混合料的抗车辙能力；沥青混合料抗车辙能力增加速率随着沥青砂模量的增加呈现出先增加后减小的趋势；选用密级配的集料级配在软化点以上时可以较好的提高沥青混合料的抗车辙能力，低于软化点时影响不大。     

水力空化改质对重质原油沥青质及性质的影响

利用水力空化过程产生局部的高温、高压、高射流以及强大的剪切力等极端化学物理条件改质处理沙特重质原油，试验结果表明：沙特重质原油经过水力空化改质后粘度由13.61降低至7.22mm2/s，残碳由7.16%降低至6.48%，实沸点蒸馏后减压渣油降低1个百分点。进一步采用APPI FT-IR MS、XRD、FT-IR、SEM和粒度分布等技术研究了水力空化改质对沙重原油分子组成，沥青质团聚体微晶结构、沥青质胶束粒径分布、沥青质官能团、沥青质形貌等方面的影响，从分子角度阐述空化改质重油的机理。研究结果表明：水力空化改质后沙重原油分子量分布、芳烃类化合物缔合作用变小；沥青质对低DBE化合物吸附性能降低；沥青质团聚体微晶结构更加松散；沥青质胶束粒度分布降低；沥青质分子相互团聚作用力减弱。进一步考察了水力空化改质前后减压渣油延迟焦化性能，改质处理后焦炭产率降低1.85个百分点，液体收率和气体产率分别增加1.52和0.33个百分点，水力空化改质对沥青质性质、结构特点的改善能够有效的提高其加工性能。     

MnS掺杂多孔碳复合材料的制备及电化学性能（两张发票1000+2500）

褐煤作为低级煤资源利用率不高，但褐煤中具有腐植酸成分，将褐煤中提取的腐植酸作为化肥原料，提取后剩余残渣作为碳源，与MnS纳米粒子制备了MnS@C复合材料。采用XRD、拉曼光谱、XPS、N2吸附-脱附、SEM和TEM对样品进行了表征。将该复合材料应用于锂离子电池负极材料，对其电化学性能进行了测试。结果表明，MnS@C复合材料的比表面积和孔容分别为117.19m2/g和0.044mL/g，该电极在0.1 A/g电流密度条件下循环200次后比容量高达830 mA‧h/g，且电极容量保持率为99%左右。在0.2、0.4、0.8、1.0、1.2和1.6 A/g电流密度下比容量分别为644、522、427、399、373和348mAh/g，展现出良好的倍率性能。MnS@C复合材料优异的电化学性能得益于碳基体的存在，不仅可以缓解MnS纳米粒子在嵌锂/脱锂过程中的体积膨胀，而且展示了锂离子电池高性能的巨大潜力，为褐煤的高值化利用作出巨大贡献。