混合塑料催化碳化合成碳包覆零价铁材料及其超级电容器储能应用研究

通过Fe_2O_3对聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)组成的混合塑料进行催化碳化成功制备了碳包覆零价铁(Fe@C)纳米颗粒。研究Fe@C材料的组成、形貌和碳转化率等,结果表明:内核为零价铁的纳米颗粒均匀分布,直径为100 nm左右,碳转化率可达26%。将Fe@C材料制成电极,在6 mol/L KOH溶液中比容量可达到100.5 F/g,具有较好的电化学性能。以一对Fe@C电极平行组装成的电容器可以达到116 F/g的比容量,且在4 900 W/kg的功率下产生21.5 Wh/kg的能量。循环2 000圈后还能保持97.3%的性能,具备优良的循环稳定性。     

铁碳微电解/膜生物反应器工艺在煤制油废水处理中的应用

在尽量利用原有水处理设施前提下,以铁碳微电解/膜生物反应器工艺对煤制油废水进行了中试,规模为5 m3/h。中试结果表明,铁碳微电解可以将废水中难降解物质转化,提高废水可生化性,经膜生物反应器处理后出水水质可达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准的要求。吨水处理费用为1.95元,工程实践表明,本工艺在煤制油废水应用方面有良好的应用前景。     

零价铁改性生物碳材料去除废水中六价铬的研究

含铬废水由于毒性大,难降解的特点而成为当下水处理技术研究的重点之一.该研究采用生物质为原料制备生物炭,并引入铁基及催化剂合成制备还原性吸附材料,用于处理含Cr(Ⅵ)废水.该研究探索了生物炭的制备,铁基生物炭材料的合成过程.其次研究了铁基生物炭吸附Cr(Ⅵ)的机理,再通过动力学和及pH值对吸附量的影响.结果 表明铁基生物...     

FeCl3改性芦苇秸秆生物碳去除水中硝酸盐的研究

为了减少NO₃-N污染对水环境和人体健康的危害,寻求经济有效的控制水体中NO₃-N污染的技术至关重要。本研究利用湿地植物芦苇为原材料,在不同温度下烧制制备生物碳。同时采用FeCl₃对生物碳进行不同方法的改性提高其对水中NO₃-N的吸附性能。结果表明,碳化温度600℃,烧制时间2h,碱性FeCl₃溶液浸泡24h的最佳条件下形成的生物碳(BC600)对NO₃-N的吸附能力最强,达到1.97mg-N/L。SEM进行表面形态分析可得,BC600孔隙中加载了大量的氧化铁,可有效去除水中的NO₃-N。本研究可为农业废秸秆的综合利用和水中硝酸盐的脱除提供了理论依据。     

预还原球团在铁碳熔体中熔融还原传质规律的研究

本文对不同预还原度的铁矿球团在铁碳熔体中熔融还原的规律进行了实验和理论研究．针时熔融还原反应特点，提出了表观FeO浓度概念．根据传质理论和球团矿熔融还原的特性，建立了反映球团矿在铁碳熔体中熔融还原反应规律的双相传质模型．实验和理论计算结果表明，球团预还原度和熔化速率等因素对熔融速率影响较大.     

铁碳微电解处理印染废水的效能及生物毒性变化

为了提高铁碳微电解工艺处理实际印染废水的效率,采用响应面法进行工艺条件优化。以COD去除率为响应值,初始pH、铁投加量、铁碳质量比及反应时间为实验因素,构建响应面模型,分析模型的显著性。结果表明：当初始pH为3.53、铁投加量为83.92g/L、铁碳质量比为0.82及反应时间为78.48min时,COD去除率的预测值为75.25%,与实测值相差0.23%（＜2%）,可以利用该模型预测COD去除率的变化。同时采用大肠杆菌对铁碳微电解工艺进出水的生物毒性进行检测,与进水组相比,出水组中乳酸脱氢酶（LDH）释放量由对照组的2.13倍下降至对照组的1.64倍,同时活性氧物质（ROS）产生水平由对照组的19.26倍下降至对照组的4.81倍,细胞死亡率由98.1%下降至61.5%,对数期由5h延长至9h,且BOD₅/COD从0.151升至0.416,因此铁碳微电解工艺具有降低印染废水生物毒性的作用。     

MCM-41介孔碳材料的合成及其电化学性能研究

该文以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂,可溶性淀粉(Starch)为碳源,通过软模板法一步合成了高度有序的介孔碳材料。通过热重分析（TG）、X-射线衍射（XRD）、N2吸附-脱附和透射电子显微镜（TEM）等对材料的结构进行了表征。结果表明：当模板剂与可溶性淀粉质量比为m(CTAB):m(Starch)=1.0：1.5,650 ℃焙烧碳化3 h,并用氢氟酸去除二氧化硅后,所得到的MCM-41有序介孔碳材料（OMC-650）的比表面积为985 m2/g,平均孔径为孔径分布均匀,平均孔径为2.5 nm。XRD和TEM分析表明,OMC-650具有典型的MCM-41结构特征,有序性良好。以OMC-650作为工作电极,氧化汞为参比电极,铂为辅助电极,用6 M•L-1 KOH做电解液,测其比电容为150 F/g,且经过1000次循环后,其比电容仍为138 F/g,为原电容的92%,说明所合成的材料具有良好的电容稳定性。     

铁碳微电解材料处理含酚废水的研究

以生物质碳为造孔剂,以铸铁粉和碳粉为主要原料高温烧结制得多孔铁碳微电解材料,并应用于2-萘酚模拟废水的处理。最佳制备条件为铸铁粉∶活性碳粉末∶膨润土∶花生壳∶硅酸钠的质量比为35∶35∶10∶8.5∶11.5,800℃高温无氧焙烧2 h。实验结果表明废水初始pH为3,反应时间4 h,持续曝气,材料对模拟含酚废水的去除效果最佳,2-萘酚的每克去除量为7.76 mg,去除率达到81.3%,COD的每克去除量为7.38 mg,去除率达到53.74%,该工艺对含酚废水取得了良好的处理效果。造孔剂选用花生壳、秸秆、木屑等,原料易得,价格低廉,制备简单,实现以废治废的目的,在废物利用和绿色环保方面具有一定的意义。     

利用E.coli评价铁碳微电解处理印染废水的生物毒性变化

印染废水的成分复杂、色度高、毒性强,通过分析E.coli (大肠杆菌)的形态、抗氧化酶和生物标志物,研究铁碳微电解工艺处理前后印染废水生物毒性的变化。结果表明:E.coli在进水中呈破碎状态,而在铁碳微电解工艺出水中的E.coli大部分为正常形态;与进水的抗氧化酶系统相比,出水组中的丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和总抗氧化能力(T-AOC)分别降低了80.85%、53.73%、67.74%、44.90%和43.38%,铁碳微电解工艺处理后的印染废水E.coli的抗氧化能力接近正常水平。进水和出水的葡萄糖消耗量抑制率分别为85%和47%;与进水的生物标志物相比,出水中热值升高21.95%,内源荧光蛋白升高112.96%,核酸含量降低44.04%。铁碳微电解工艺具有降低实际印染废水生物毒性的作用。     

电磁感应型HDPE/TPI/铁纤维复合发热体材料的研究

以铁磁质材料为填料,HDPE/TPI为基体制备磁发热复合材料,研究了铁纤维直径、含量对材料电磁热效应的影响。讨论了铁纤维含量对材料导热性能和力学性能的影响。研究了不同含量铁纤维在基体中的分散状态对材料电磁热效应的影响,铁纤维直径为100-250μm,体积含量为9%时,材料具有较理想的综合性能。     

碳负载型IrO2水合物复合电极材料的制备及电容性能研究

文章以KB600型活性炭和少量氯铱酸为原料,分别采用共沉积法和还原氧化法制备了碳载氧化铱电极材料,通过循环伏安测试和恒流充放电测试对比分析了材料的电化学性能。其中,还原氧化法制备的碳载IrO2电极材料的比电容量高达389.7 F·g-1,具有较好的应用前景。     

铁碳微电解/H2O2混凝法处理焦化废水的试验研究

采用一次铁碳微电解/H2O2混凝-二次铁碳微电解/H2O2混凝法处理高色度、高COD、高毒性的焦化废水.试验确定的工艺条件:(1)铁碳微电解/H2O2法去除COD的最佳条件:pH为2、H2O2投加量为4.4 mL-1、反应时间为180min,铁屑投加量为30g-L-1、m(Fe):m(C)为3:1.(2)铁碳微电解/H2O2法去除色度的最佳条件:pH为3、H202投加量为1.8mL·L-1、反应时间为120min、铁屑投加量为30g·L-1、m(Fe):m(C)为3:1.(3)混凝的最佳条件:pH为7、FeCl3的投加量为100 mg·L-1、PAM的投加量为2 mg·L-1.结果表明,在上述最佳工艺条件下对该废水进行处理,COD和色度去除率分别可达97%和99%以上,均可达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)中的一级标准.     

基于碳布复合三维阵列VOx纳米片的构筑及其电容性能的研究

以柔性碳布(CC)作为基底,通过水热法制备VO_x/CC纳米材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)、恒电流充放电法(GCD)和电化学交流阻抗法(EIS)等表征手段和电化学测试技术对材料的形貌、组成和电容性能进行分析。实验结果表明,当电流密度为10mA/cm²时,纳米片状VO_x/CC电极仍保持531.5mF/cm²较高的面积比电容。交流阻抗测试表明溶液阻抗与传荷阻抗都明显减小,说明VO_x具有良好的导电性并有利于传质扩散。     

玉米秸秆在乙醇/水混合溶剂中液化制生物油的研究

在间歇式高压反应釜中,在镍基催化剂NiMoS/Al₂O₃催化下研究了反应温度（180~340℃）对乙醇水蒸气重整制氢的影响,并以乙醇/水为混合溶剂,玉米秸秆为原料研究了其在混合溶剂下的直接液化行为。结果表明：在添加NiMoS/Al₂O₃催化剂的条件下,当反应温度提高到320℃时,乙醇水蒸气重整反应发生,伴随着CO、CO₂、CH₄、H₂和C_nH_m的产生,其中H₂产量最高为47 mmol,进一步提高温度至340℃,H₂产量增加到122 mmol。反应温度为340℃条件下,玉米秸秆液化油的收率由未添加催化剂时的21.26%增加到添加催化剂后的29.57%,热值由32.14 MJ/kg提高到33.89 MJ/kg。GC-MS分析得出生物油的主要成分为酚类、酯类和酮类,且添加催化剂后酚类的量下降了23%,有助于提高生物油稳定性。     

改性碳气凝胶/石蜡复合相变储热材料的研究

将石蜡与墙体材料复合能降低建筑人居能耗,但其易泄漏的问题严重影响了复合相变储热材料的广泛应用,采用吸附能力强的碳气凝胶为吸附载体,有望解决复合相变材料容易泄漏的弊端。为进一步提高碳气凝胶吸附石蜡的性能,采用不同质量分数的三甲基氯硅烷对碳气凝胶表面进行改性,通过XRD、SEM与FT-IR等表征手段探究了碳气凝胶表面结构的变化规律。结果表明：改性过程中三甲基氯硅烷的—Cl—Si(CH₃)₃基团能与碳气凝胶表面的—OH发生枝接反应,该变化丰富了试样表面—CH₃数量,改善了制品的憎水性与孔结构,提高了其吸附非极性石蜡的能力;当三甲基氯硅烷的质量分数为30%时,改性碳气凝胶具有最佳的吸附性能,充分浸渍后能吸附85.87%的石蜡。经200次熔融-冷凝循环试验后,复合样品不仅未发生明显的泄漏现象,而且相变温度和相变焓均未发生显著变化。该研究制备的复合相变储热材料具有优异的稳定性与良好的隔热保温性能,为开发新型墙体隔热保温材料提供了新的思路。     

零价铁-碳-铜耦合生物法处理化工废水的中试研究

通过制备一定比例的零价铁-碳-铜(MFe-C-Cu)混合填料,耦合A2O生化工艺处理集中式混合化工废水,进行3个月的连续流中试试验。结果表明:当集中式化工废水处理厂进水水质满足该厂接管标准即COD≤500mg/L,NH3-N≤50 mg/L,TN≤80 mg/L,MFe-C-Cu耦合水解酸化对于有机氮氨化率提高15%以上,最终出水主控指标满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,相比较原出水水质,COD去除率提高10%,NH3-N去除率提高20%,TN去除率提高10%以上。     

锂离子电池锡/碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以二氧化锡和导电碳(Super P)为原料,通过高能球磨,采用高温固相法制得锡/碳复合材料作为锂离子电池负极材料。用XRD、SEM进行表征,并进行有关电化学性能测试,首次放电比容量高达566.4 mAh.g-1,循环性能得到了较大改善。     

纳米硅碳/石墨复合负极材料的制备及其电化学性能研究

以机械球磨法和化学气相沉积法制备的纳米硅为原料,通过喷雾干燥法制备了人造石墨@纳米硅@无定形碳材料,探究不同制备工艺的纳米硅对包覆效果的影响。结果表明,气相沉积法制备的球形硅颗粒包覆效果更好,材料的电化学性能更优,在0.1C倍率下循环150周,比容量维持在678.7 mAh·g^-1。     

疏水性介孔TiO2/碳质复合材料的制备及其高效催化合成生物润滑油的研究

以糠醛和羟乙基磺酸为碳源,通过水热法将含有磺酸基团的碳质与介孔二氧化钛复合制备TiO₂/C-SO₃H固体酸催化剂;利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对其进行表面改性,得到具有疏水性的TiO₂/C-SO₃H-NH₂。利用SEM、TEM、BET、XRD、FT-IR等对TiO₂/C-SO₃H-NH₂进行表征,结果表明,TiO₂/C-SO₃H-NH₂保持了TiO₂的介孔结构和富含磺酸基的碳质结构,3-氨基丙基三乙氧基硅烷的改性带来疏水性和弱碱性。氨基与表面磺酸基形成稳定的内盐结构,有效防止了磺酸基在反应过程中的流失,同时降低了酯化产品的酸值,增加了稳定性。通过正戊酸与三羟甲基丙烷酯化反应测试TiO₂/C-SO₃H-NH₂的催化活性,当反应温度为180℃时,三羟甲基丙烷的转化率...