用于二氧化碳脱除的酒糟基活性炭的制备

以白酒糟为原料,采用“高温炭化+KOH活化”工艺制备用于CO₂脱除的酒糟基活性炭,考察了活化温度、碱炭比对活性比表面积与孔隙结构的影响,构建了不同孔径微孔与CO₂吸附量之间的关系,得出了用于二氧化碳脱除的酒糟基活性炭吸附性的最佳吸附孔径.实验结果表明：在碱炭比为3∶1,活化温度为850℃,活化时间为60 min条件下,制备得到的酒糟基活性炭具有较高的表面积和孔体积,表面积为2 225 m²/g,孔体积为1.217 1 cm³/g,微孔孔容为1.065 6 cm³/g.在CO₂吸附过程中,吸附量随着微孔孔容的增加而上升,0.8～1 nm的微孔对CO₂吸附最有效.     

应用模板法从煤沥青制备中孔活性炭

以煤沥青为原料,应用纳米二氧化硅模板法制备中孔活性炭,并考察焦模比、碱碳比以及活化温度对活性炭孔结构和收率的影响。结果表明,所得活性炭试样孔径分布最大值与模板剂孔径尺寸相吻合。在焦模比为2∶1、碱碳比为4.5∶1、活化温度为850℃时,所制活性炭总比表面积为1729 m^2/g,其中中孔比表面积为1702 m^2/g,占总比表面积的98.43%。     

煤基活性炭孔结构对电化学性能的影响

以太西无烟煤和灵武烟煤的配合煤为原料在硝酸锰存在下经水蒸气活化制备了活性炭,利用气体吸附仪和电化学工作站表征其孔结构及循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等电化学性能.结果表明,比表面积SBET小于900m2/g时,比电容与比表面积成正比,SBET大于900m2/g时,比电容与比表面积成反比;活性炭的总孔容和微孔孔容对比电容的影响与比表面积存在相似的规律;中孔对比电容的影响最为显著,比电容随中孔孔容的增加迅速增加,在0.11～0.14cm3/g区间增幅明显减小,大于0.14cm3/g后迅速减小;制备的煤基活性炭电极的电化学行为表现为双电层电容与准电容协同作用;活性炭电极接触电阻很小,最大约为0.8Ω.     

花生壳活性炭对酸性大红GR的吸附

以花生壳为原料,利用磷酸活化法制备花生壳活性炭AC1,对其进行了表征,并研究了AC1对酸性大红GR染料的吸附性能.结果表明:AC1比表面积和孔容体积分别为1127.79 m2/g和1.08 cm3/g,颗粒大小不均匀,表面相对平整,缺陷程度高;当AC1的投加量为2.0 g/L、吸附50 min、酸性大红GR初始质量浓度...     

煤热解沥青炭化程度对KOH活化制备活性炭孔隙结构的影响

以煤热解沥青为原料,采用KOH活化法制备活性炭提高附加值.在不同减压蒸馏终温（VDFT）和不同预炭化温度下得到碳质前驱体,研究碳质前驱体的炭化程度对制备的活性炭孔隙结构的影响.研究表明,碳质前驱体合适的炭化程度,即前驱体中适量的挥发分、H原子、表面官能团以及合适的结构排列,有益于KOH活化.减压蒸馏终温为440℃的多联产煤热解沥青活化得到的活性炭比表面积最大,为2 599 m²/g.减压蒸馏终温为360℃的沥青在400℃下炭化2 h,经KOH活化后可以得到比表面积为2 575 m²/g的高比表面积活性炭,但是需要预炭化处理,工艺相对复杂.     

用于超级电容器的粘结剂性能研究

为了研究粘结剂成分及含量对超级电容器性能的影响,制备了活性炭、碳纳米管、PTFE和PVDF质量比为7∶1∶1∶1的电极,其首次放电比电容为193.18F/g,30次循环后比电容保持率高达95.0%。该电极在2A/g时比电容为146.12F/g,电极的能量密度和倍率性能均高于未添加PVDF的电极。表明高粘度PVDF粘结剂可以使电极片表面光滑具有良好的韧性。但当PVDF和PTFE的质量比为2∶1时,电极片中过多的PVDF发生团聚,形成导电聚集体,使得超级电容器在大电流下易被击穿,能量密度显著下降。     

CuO⁃SiO2⁃CeO2催化剂的设计、制备及性能研究

采用水热合成法制备了SiO₂?CeO₂载体,并利用浸渍法负载活性组分CuO得到CuO?SiO₂?CeO₂催化剂。通过XRD、BET和H₂?TPR等手段对载体和催化剂进行表征及性能测试,最后探究了SiO₂摩尔分数对催化剂的比表面积以及甲醇水蒸气重整制氢实验中催化性能的影响。研究发现,适量添加SiO₂可以增加载体和催化剂的比表面积,降低催化剂活性组分CuO的还原温度,提高CH₃OH的转化率。当SiO₂摩尔分数为2.5%时,催化剂CuO5.0%?SiO₂2.5%?CeO₂的比表面积为112.8 m²/g,CH₃OH转化率为75.1%。继续提高催化剂中SiO₂的摩尔分数,催化剂的比表面积减小,CH₃OH转化率降低。     

三维多级纳米结构CoNi2S4的构筑及其超级电容性能

针对超级电容器电极材料比电容量和倍率性能低的问题,提出构筑三维(3D)多级纳米结构电极材料的思路,以提供更多的电化学反应活性位点。以过渡双金属CoNi₂S₄为研究对象,通过引入结构导向剂,在两步水热法条件下,自组装形成具有3D多级纳米结构的电极材料。该结构由无数纳米纤维从内芯到外表面相互交织而成,构成稳定的直径约为2μm的纳米球。该3D多级纳米结构的比表面积为22.9 m²/g,且分布了孔径为5～20 nm的纳米孔。作为超级电容器电极材料,CoNi₂S₄材料表现出1 299.4 F/g的比电容,即使在50 A/g的超高电流密度下,该电极材料的比电容仍可保留23.8%,显示出优良的比电容量和倍率性能。     

石墨烯量子点在超级电容器导电剂中的应用

为研究石墨烯在超级电容器中的导电效果,将石墨烯量子点(GQDs)代替商品化导电炭黑(CB)用作新型纳米尺寸(~10 nm)的导电剂,分别采用直接液相复合和热还原复合方式制备具有良好导电网络的AC-G和AC-HG系列电极,并考察两种复合方式对活性炭电极结构特性与双电层电容性能的影响.结果表明:添加1%GQDs的AC电极呈现出优异的比电容和倍率性能,当电流密度从0.1 A/g增加到10 A/g,其比电容由110 F/g降到85 F/g,明显优于添加10%CB的AC电极(100 F/g降为65 F/g);热处理过程大幅去除了GQDs所带含氧官能团,AC-HG电极的电子电导率提高而离子电导率降低,因此其倍率性能略有下降,但循环稳定性大幅提高.     

硅烷表面修饰增强氧化镁CO2中温吸附性能

利用球磨-水热方法合成了具有高比表面积的氧化镁材料.经正辛基三乙氧基硅烷修饰后,氧化镁的比表面积增加,表面疏水性变强.特别是经0.2 mL硅烷修饰后的氧化镁比表面积高达210.1 m²/g.硅烷对氧化镁表面的修饰极大地提高了材料的CO₂吸附性能.在200℃下,经0.1 mL硅烷修饰后氧化镁的CO₂吸附量达到69 mg_CO2/g,是纯氧化镁的3.1倍.     

Bi、Cu助剂对SnCl4/AC催化乙炔氢氯化反应的影响

以活性炭（AC）为载体制备了负载型SnCl4催化剂,并添加了不同质量分数BiCl₃以及CuCl₂,以此研究助剂对催化乙炔氢氯化反应性能的影响。结果表明,5%BiCl3⁃10%CuCl2⁃10%SnCl4的催化剂配比对乙炔氢氯化反应活性最高。在乙炔/氯化氢体积比1∶1.1、反应温度170 ℃、乙炔空速60 h-1的反应条件下,乙炔转化率最高可达94%。通过对催化剂的表征发现,助剂的引入抑制了反应过程中S的流失,从而提高了催化剂的稳定性和Sn基催化剂的活性。     

孔结构对煤基活性炭电化学性能的影响

以煤为前驱体,KOH为活化剂制备系列煤基活性炭电极材料.采用N_2吸附法及电化学测试对活性炭的孔结构和电化学性能进行了表征,研究了孔结构对活性炭电极材料的电化学性能的影响.结果表明,采用化学活化法可制备出比表面积1 048～3 581 m~2/g、中孔率7%～91%的活性炭电极材料.在3 mol/L KOH无机电解液体系及1 mol/L(C_2H_5)_4NBF_4/碳酸丙烯酯(PC)有机电解液体系中,活性炭电极材料的比电容分别达到322 F/g,190 F/g.2～3 nm的中孔对电解质离子在电极材料中的扩散有着重要作用,可以有效降低电解液的扩散阻力,提高电极材料比表面积的利用率,从而增强电容器的电化学性能.     

磷酸氢二铵法制备高产率褐煤基活性炭

以筛选出的磷酸氢二铵作为活化剂,采用水蒸气活化法制备了高产率高比表面积的优质褐煤基活性炭,并对其性能进行了表征,采用热重分析的方法探讨了磷酸氢二铵活化剂在褐煤活化中的作用.研究结果得到了制备褐煤基活性炭的优化条件为:活化剂与干燥无灰基褐煤的浸渍质量比4∶1,活化温度750℃,水蒸汽流量9mL/g.在该工艺下制得的活性炭比表面积为965m2/g,产率为63.1%,碘吸附值为826mg/g.活化过程主要发生在450~800℃,释放大量气体,增大了活性炭的比表面积.     

BAPO-5分子筛的合成与表征

采用静态水热合成法,活性胶液中各组分摩尔比为n(B₂O₃)/n(Al₂O₃)/n(P₂O ₅)/n(模板剂)/n (H₂O)=x∶y∶1.5∶2∶240合成了系列硼铝磷酸盐分子筛BAPO-5。利用XRD,SEM,BET,FT-IR和MASNMR 等方法对BAPO-5分子筛进行了多角度表征。结果表明,当活性胶液中02O₃)/n(Al₂O₃)<0.08时, 可合成出不同硼含量的BAPO-5,BAPO-5与未添加杂原子B的AlPO₄-5具有相同的晶体结构;BAPO-5的比 表面积和比孔容均随B含量的增加而增大,表明BAPO-5中的硼为分子筛的骨架阳离子元素;BAPO-5骨架中的 Al和P的配位环境为AlO₄ 和PO ₄,杂原子B的引入并未引起分子筛的骨架阳离子元素Al和P的配位环境和结构 类型的改变;此外,合成的BAPO-5具有规整的六方棱柱晶体外形。     

添加剂对高碱煤灰渣流动特性及钠捕获效率的影响

为了给液态排渣锅炉安全燃烧准东高碱煤提供理论依据,在水平管式炉上利用刚玉斜坡对添加不同质量分数 SiO₂、CaO、Fe₂O₃和MgO的准东煤灰渣在空气气氛下的流动性能进行研究. 利用XRF技术对煤灰渣的钠质量分数进行分析,并通过钠捕获效率来表征煤灰渣的固钠效果. 研究表明：SiO₂和Fe₂O₃能够促进准东煤灰熔融.当SiO₂的质量分数为10% 时,煤灰渣由结晶渣逐渐转变为玻璃体渣,流动性能大大提高;而CaO和MgO则会抑制煤灰熔融,导致流动性能降低. 随着SiO₂添加比例的增加,灰渣对钠的捕获效率逐渐升高,当SiO₂的质量分数达10%时,钠捕获效率由原先的23%上升至30%;而随着Fe₂O₃添加比例的增加,钠捕获效率缓慢降低. 因此,当SiO₂的质量分数为10%时即可有效改善煤灰渣的流动性能,又能提高钠的捕获效率.     

响应面法优化混合活化剂制备脱硅稻壳基活性炭

对以脱硅稻壳为原料、Na OH和Na2CO3为混合活化剂制备活性炭的工艺进行了4因素(活化温度、活化时间、活化剂混合比、浸渍液质量分数)3水平的响应面优化研究.结果显示:活化温度和浸渍液质量分数对活性炭的碘吸附值有显著地影响.在活化温度635℃,活化时间35 min,混合比4∶1,浸渍液质量分数40%时碘吸附值出现极值,验证实验的碘平均值为1 383.5 mg/g,与预测值基本吻合.另外对所制活性炭进行了性能表征,采用SEM表征了活性炭的形貌,BET法计算了活性炭的比表面积,BJH方程计算出活性炭的孔径分布.得到其比表面积为1 566.1 m2/g,平均孔径为2.05 nm,总孔容为0.80 cm3/g.     

ZrO2泡沫陶瓷制备及组织与性能的研究

以ZrO₂为原料、聚丙烯酸铵为分散剂、聚乙烯醇为粘结剂、富铈稀土为稳定剂,采用有机泡沫浸渍法制备ZrO₂泡沫陶瓷,研究pH值、分散剂添加量和固含量对浆料流变性和稳定性的影响。结果表明,当分散剂的添加量为2%(相对于ZrO₂质量)、pH值为8时,可获得高固含量且流变性较好的浆料。为优化ZrO₂泡沫陶瓷的力学性能,研究烧结温度、保温时间及颗粒级配对材料显微结构和力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为1570℃、保温时间为1h、颗粒级配为7∶3时,ZrO₂泡沫陶瓷过滤器具有最佳综合性能,此时其体积密度、气孔率、抗折强度和抗压强度分别为3.08g/cm³、44.2%、1.39MPa和1.13MPa。     

高比电容Mn-MOF材料的制备及其电化学性能

以四水合硝酸锰为锰源,以2,5-吡嗪二羧酸为配体,在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中经由溶剂热反应合成了一系列金属有机骨架化合物材料Mn-PDC MOF。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和N₂吸脱附对Mn-PDC MOF进行了结构、形貌及比表面积与孔径分析,通过循环伏安和恒流充放电测试等电化学技术研究了Mn-PDC MOF的超电容性能。研究结果显示,合成时间为11 h的Mn-PDC-11表现出了较高的比电容,其在0.5 A/g的电流密度下比电容为383.8 F/g,且在1 A/g的电流密度下经500圈充放电循环之后,电化学比容量仍能达到原来的78%。     

Ce掺杂对Mn/ACN催化剂低温NH3-SCR脱硝活性的影响

采用浸渍法将活性组分Mn、Ce负载到酸处理后的椰壳活性炭(ACN)上,制备出采用浸渍法将活性组分Mn、Ce负载到酸处理后的椰壳活性炭(ACN)上,制备出Mn/CAN和Mn-Ce/ACN脱硝催化剂,在固定床上对所制备的催化剂进行了脱硝性能评价,着重探讨了两种活性组分的负载顺序、负载量对催化剂活性的影响,并对催化剂进行了BET、SEM、XRD、XPS表征。结果表明,通过比较Mn/CAN和Mn-Ce/ACN催化剂的脱硝活性,发现Ce的添加能明显提高催化剂的脱硝活性,在温度高于90oC时能达到90%以上的NO去除率,在120-250oC之间,NO转化率维持在100%。活性组分的负载顺序及负载量是影响催化剂活性的重要因素。同时负载活性组分,Ce、Mn负载量均为5%时,催化剂表现出最好的脱硝性能。Mn负载在活性炭上,降低了活性炭的比表面积和孔容,而Mn、Ce负载量均为5%的Mn-Ce/ACN的比表面积和微孔孔容降到695.0m2/g和0.130cm3/g,随着Mn、Ce负载量的增加,比表面积和孔容进一步降低;当Ce、Mn负载量均增加到10%时,其比表面积和微孔孔容只有539.8m2/g和0.106 cm3/g。Mn3+和Mn4+共存于两种催化剂上,而Ce4+ 和Ce3+共存并使Mn-Ce/CAN上Mn4+比例略微增加,导致催化剂表现出最好的脱硝性能.     

纳米二氧化硅含量对水性外墙涂料性能的影响

通过溶胶-凝胶法自主合成出平均粒径为80 nm的二氧化硅球,其良好的分散性和纳米特性被用于涂层材料中,表现出了良好的综合性能。通过FESEM和TEM分析显示：与普通水性涂料相比添加纳米SiO₂的涂层材料表面较为平整;在耐沾污性测试中,当SiO₂的添加量为5%(质量分数)时,其耐沾污性为2.1%(反射系数),相较于普通涂层耐沾污性提高了近92.3%;与之相对应的耐洗刷性能也达到了8560次。经力学性能测试发现：当纳米SiO₂添加量达到5%(质量分数)时,所对应的拉伸强度为1.21 MPa,与之相对应的硬度则为0.75。纳米SiO₂对于改善涂层材料的综合性能具有重要作用,且其最佳的添加量为5%。