炭化/活化温度对碳酸钾活化玉米芯生物炭吸附苯的性能影响

生物炭作为一种新兴的碳质吸附剂，具有良好的VOCs控制功能。以玉米芯为原料，制备了一系列生物炭(BCx)和碳酸钾活化生物炭(KBC-x-y)(其中，x为炭化温度，y为活化温度)用于吸附苯。利用热重分析、氮气吸附-脱附、扫描电镜(SEM)以及元素分析(EA)等方法获得了生物炭(质)样品的热解特性、比表面积、孔容孔径、表面形态及原子占比等，通过吸附实验考察炭化温度/活化温度对生物炭吸附苯的影响。结果表明：碳酸钾活化后的生物炭比表面积最高可达576.76 m²/g，孔容积为0.325 m³/g，对苯的最大吸附量达到82.51 mg/g(较未活化生物炭提升2.9倍)；炭化温度与吸附能力呈现正态分布的趋势，吸附能力随着炭化温度的升高而增强，但过高的炭化温度(> 800℃)会导致气孔堵塞、数量减少，比表面积降低，吸附能力下降；低温/高温炭化下，生物炭吸附能力随活化温度变化呈现出相同趋势；高温炭化后(800℃)，最佳活化温度为400℃(KBC-800-400)，活化温度太高会导致微孔孔壁破碎以及挥发物的烧结效应，从而降低吸附能力，较低的活化温度未能使...     

钛基特种催化剂载体的制备研究

以工业偏钛酸(TiO₂含量约380 g/L)为原料, 采用均匀沉淀法制备钛基特种催化剂载体, 研究了获得最小粒度的纳米TiO₂的工艺条件。结果表明:在硫酸浓度92%、酸钛比3∶1、反应温度110 ℃、反应时间1 h条件下进行酸解, 工业偏钛酸的溶解度最大; 在反应温度100 ℃、TiOSO₄浓度38 g/L、尿素实际用量与理论用量比值为1条件下, 水解2 h并熟化30 min, TiOSO₄水解率最大, 得到了同等条件下粒径最小的纳米TiO₂; 在煅烧温度400 ℃、煅烧时间3 h条件下, 可获得锐钛型纳米TiO₂, 且粒径最小; 加入BaCO₃解聚剂, 可促进偏钛酸中的硫酸根生成BaSO₄, 沉硫的同时解聚二次团聚粒子; 活性添加剂WO₃可使催化剂载体具有特有的活化性能, 并可提供位阻效应, 有效防止煅烧环节颗粒的聚集。     

用粉煤灰制备多孔陶瓷过滤材料的研究

以工业废弃物粉煤灰为原料, 制备多孔陶瓷过滤材料, 为优化配方和工艺参数, 采用正交试验研究了混合料水分、成型压力、粘结剂用量、造孔剂用量和烧结温度对多孔陶瓷性能的影响。研究结果表明:烧结温度和造孔剂用量对多孔陶瓷性能的影响最大, 粘结剂用量和成型压力次之, 混合料水分最小。在混合料水分24%、成型压力10.2 MPa、粘结剂用量4%、造孔剂用量35%、烧结温度1 180 ℃的条件下, 可获得以莫来石和石英为主要晶相的多孔陶瓷过滤材料, 其气孔率、抗弯强度、吸水率、体积密度和耐酸碱值分别为41.52%、9.37 MPa、36.38%、1.14g/cm³、96.15%和94.77%。SEM照片显示多孔陶瓷具有发达的气孔和很高的比表面积。     

煤基活性炭电极材料的制备及电化学性能

以太西无烟煤为原料、KOH为活化剂制备高比表面积的活性炭.采用N₂吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔径分布进行了表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学特性.在碱炭比为4∶1,800 ℃条件下活化1 h制备的活性炭比表面积达3 059 m²/g,总孔容为1.66 cm³/g,中孔率63%.该活性炭在3 mol/L KOH电解液中的比电容为322 F/g,大电流密度下充放电时的比电容保持率高,漏电流仅有0.06 mA,是理想的超级电容器电极材料.     

煤基吸附剂制备及其性能优化研究

以神府煤和污水污泥为原料采用微波炭化法制备吸附剂,分别考察了污泥和煤质量比、微波功率、微波炭化时间、碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附性能的影响。借助孔结构分析和模拟废水处理试验,对产品的性能进行了表征。结果表明:微波功率为800W,炭化时间为12 min,碱炭比为3∶1,活化温度为550℃,活化时间为2 h时制取的活性炭的吸附性能较好,碘吸附值为786.36 mg/g,BET比表面积251.78 m2/g,对模拟染料废水脱色率为67%。     

正交实验法优化酸催化竹屑制备活性炭工艺

以竹屑废弃生物质为原料,磷酸和硫酸混合液为催化剂,低温制备竹屑活性炭。采用正交实验法研究了在低温二氧化碳活化条件下制备活性炭的优化工艺条件。结果表明,以磷酸和硫酸混合液为催化剂低温制备竹屑活性炭的优化条件为：硫酸和磷酸质量分数为20%和40%,炭化温度200℃,炭化时间2h,活化温度500℃,活化时间3h。本次试验制备的竹屑活性炭的吸附碘值为597mg/g,得率为66%。     

葡萄糖三聚氰胺胶粘剂合成的研究

通过单因素实验分别考察了硫酸锰等四种金属离子催化剂与硝酸铵等三种铵盐的不同组合对合成反应的影响,选出硫酸锰和硝酸铵作为合成葡萄糖三聚氰胺树脂催化剂.通过正交试验法对合成反应体系的pH、反应温度、催化剂用量、原料配比、反应时间及固化条件进行了优化.实验结果表明,最佳的合成条件为:葡萄糖与三聚氰胺的摩尔比为3.0:1、催化剂用量为0.3 g、反应温度为106 ℃、反应时间为6 h.用邻苯二甲酸酐作固化剂,固化效果较好.较优的固化条件为:固化剂用量为胶粘剂质量的15%、固化时间为1.5 h、固化温度为120 ℃.     

电解锰渣洗液可控制备类球形Mn3O4的研究

以硫酸锰溶液为原料，采用空气为氧化剂，原位制备类球形四氧化三锰，研究了反应时间、反应温度、溶液pH值和空气流量等对合成产物性能的影响。结果表明，适宜的合成条件为：反应时间6 h、反应温度80℃、溶液pH=9、空气流量20 L/min,此时制备的四氧化三锰结晶度高，微观形貌为规则类球形颗粒，分散性较好，颗粒大小均匀，粒径约为150 nm,比表面积9.85 m²/g,振实密度1.93 g/cm³。     

复杂烟尘高效浸出铟的工艺研究

以某公司复杂含铟烟尘为原料, 分别研究了氧化酸浸和硫酸化焙烧-水浸两种浸出铟工艺。氧化酸浸工艺主要考察了初始硫酸酸度、液固比、浸出温度、反应时间、氧化剂添加量等因素对铟浸出效果的影响; 硫酸化焙烧-水浸工艺主要考察了硫酸用量、焙烧温度、焙烧时间等因素对铟浸出效果的影响。实验结果表明, 在初始硫酸浓度6.0 mol/L, 液固比6∶1, 浸出温度90 ℃, 浸出时间3 h, 氧化剂H₂O₂添加量为12%条件下进行氧化酸浸, 铟浸出率由常规酸浸的46.5%提高到70%; 在硫酸用量1.0 mL/g, 焙烧温度300 ℃, 焙烧时间2 h条件下进行硫酸化焙烧-水浸, 铟浸出率达到92%, 实现了铟的高效浸出。     

葡萄糖尿素胶粘剂的合成研究

通过单因素实验,分别考察了硫酸镍等六种金属离子催化剂与硝酸铵等三种铵盐的不同组合对合成反应的影响,筛选出硫酸镍和硝酸铵作为合成葡萄糖尿素树脂的催化剂.进一步通过正交试验,筛选合成葡萄糖尿素树脂的最佳工艺条件及树脂的固化条件.研究结果表明,最佳的合成工艺条件为:反应温度100 ℃,反应体系pH=5,催化剂用量为0.10 g,葡萄糖与尿素的摩尔比为1.30,反应时间4 h.胶粘剂的最佳固化条件是:固化温度120 ℃,固化时间1.5 h,固化剂用量为树脂量的5%.     

无烟煤基CO2吸附材料及电极材料的制备

本文以宁夏太西无烟煤为基础材料,预先进行粉碎、脱灰处理,以KOH为活化剂,通过调节KOH和煤的比例得到不同比表面积和孔径分布的煤基多孔炭材料。在800 ℃条件下,KOH和煤的质量比为5∶1时,活化处理2 h,所得材料具有最高的比表面积和孔容（3.275 m2/g,1.62 cm3/g）,其在0 ℃、100 kPa的条件下对CO2吸附的质量分数为23.71 %。以尿素为氮源对材料进行掺氮处理,通过氧化还原反应在炭材料上负载MnO2组成复合材料,将其用于锂离子电池负极。测试结果表明:所得材料的充放电循环稳定性较好,掺氮以及负载MnO2有助于材料比电容的提高。     

直接还原碳化法制备超细WC粉体研究

采用直接还原碳化法, 以偏钨酸铵(AMT)和炭黑为原材料, 在N₂气氛中制备出超细WC粉末。对不同温度下反应产物进行XRD、SEM以及化学成分分析, 结果显示:含钨相逐步由AMT向WO₃, WO_2.72, W, W₂C转变并最终生成完全渗碳的WC粉末; 1 150 ℃下反应2 h可得到化合碳含量为6.09%的超细WC粉末, 粒度为0.3 μm, 比表面积为2.285 m²/g。对反应过程及机理进行了分析探讨, 结果表明:碳化温度应高于981 K, 反应产生CO, 降低CO分压有利于碳化反应的进行。     

针对SO_2脱除的煤基活性炭结构及表面优化调控

以神华褐煤为原料,ZnCl_2为活化剂,采用化学活化法制备煤基活性炭,并通过NaOH溶液改性调控活性炭表面的化学官能团,进行烟气中SO_2吸附的研究。利用扫描电镜观察活性炭的表观形貌,利用低温N_2吸附法表征活性炭的比表面积及孔隙结构,利用红外光谱和Boehm滴定法考察活性炭的表面化学官能团。基于响应曲面法(RSM),对煤基活性炭的制备工艺参数进行了详细探究,建立了炭化温度、炭化时间、升温速率对活性炭比表面积的预测模型。通过响应曲面法得到/min,炭化时间3 h。得g。考察NaOH溶液浓度对煤基活性炭的孔隙结构、表面化学官能团及SO_2吸附量的影响机制。结果表明,NaOH改性后活性炭的表面更加凹凸不平,孔结构被剧烈破坏,活性炭的孔径主要分布在0. 5～0. 6,0. 7～0. 9和1. 0～4. 0 nm范围。在20%NaOH浓度改性时,活性炭具有最高的比表面积(681 m~2积(292 m~2比表面积和孔容下降。随着NaOH浓度的增加,活性炭表面的羧基、羟基等酸性基团的含量下降,而羰基等碱性基团的含量则明显增加。30%NaOH浓度处理样品的碱性基团含量最高,可达到g。进一步对活性炭的微孔比表面积、碱性官能团含量与SO_2吸附量的相关性进行分析,发现SO_2吸附量与微孔比表面积和碱性官能团含量都呈现正线性相关关系,且碱性官能团含量的相关性高于微孔比表面积。因此,表面碱性官能团和微孔结构有利于SO_2在活性炭表面的吸附。     

CaCO3/硅灰石复合材料制备及其疏水性能研究

以天然硅灰石为原料,采用一步碳化法制得CaCO₃/硅灰石（W@C）复合材料,并对其表面进行有机改性。采用BET、XRD、SEM、FT-IR和TG-DSC等表征复合材料的比表面积以及改性前后产物的物相组成、形貌、基团和热稳定性。结果表明:当CaO添加量为25%、碳化温度为15℃、CO₂流速为0.08 m3/h、聚乙二醇用量为4.37 g/L时,可制得比表面积为15.28 m2/g的W@C复合材料,其比表面积比天然硅灰石提高了500%。W@C复合材料未改性时,接触角为19.37°,活化指数为0;采用1.5%硬脂酸钠改性W@C复合材料,接触角和活化指数分别增大至118.02°,99.9%,疏水性能显著提高。硬脂酸钠通过物理吸附包覆在W@C复合材料表面。      

纳米颗粒氧化铈的制备研究

氧化铈由于具备独特的redox性能,在催化剂制备方面倍受关注。本文介绍了水热法、模板剂诱导均相沉淀法制备纳米颗粒氧化铈的合成工艺。在NaOH、NH3反应体系中,120℃、24h可获得肩峰较宽、具有CeO2、Ce3O3固溶峰的纳米结构氧化铈颗粒。粒径在5～15nm,比表面积为128 52m2/g;模板诱导沉淀法在(NH2)2CO为0 44mol、SDS为0 02mol、Ce(NO3)3·6H2O为0 01mol、反应72h,可制备出比表面积为155 08m2/g,粒径为10nm、孔径(poresize)为10 07nm的氧化铈。两种合成方法均可制备出具有催化剂所要求的、较高内比表面积和较好纳米结构相的氧化铈颗粒。     

废铝基/钯催化剂碱性浸出废液制备拟薄水铝石的研究

以废铝基/钯石油催化剂经钠化焙烧-碱性浸出的废液为对象, 研究了偏铝酸钠CO2中和法在不同制备条件下对拟薄水铝石产品性能及微观结构的影响。结果表明:反应终点pH和陈化温度决定着拟薄水铝石的颗粒形貌, 反应终点pH、陈化温度和陈化时间共同决定着拟薄水铝石颗粒的大小。在反应终点pH=10.5、陈化温度90℃、陈化时间4 h的条件下可以得到比表面积达到282 m2/g、胶溶指数达到96.2%的纯净无杂晶的拟薄水铝石产品。     

假槟榔花基多孔炭材料的制备及其电化学性能研究

以假槟榔花为原料, 经高温碳化和氢氧化钾活化制备得到假槟榔花基多孔炭材料。采用XRD、SEM、热重分析仪、比表面积及孔径分析仪等对多孔炭材料进行表征和分析, 用电化学工作站和恒流充放电测试仪测试其电化学性能。结果表明, 假槟榔花基多孔炭材料为无定形炭材料, 为纳米片层结构, 比表面积为1 223.32 m²/g。三电极体系中, 以1 mol/L H₂SO₄和6 mol/L KOH为电解液, 电流密度为0.5 A/g时, 其放电比电容分别为145 F/g和105 F/g; 20 A/g电流密度下, 放电比电容分别为100 F/g和80 F/g。二电极体系中, 在酸和碱条件下, 1 A/g电流密度下循环5 000圈, 其电容保持率均在98%以上。该材料具有高的比表面积和纳米片层结构, 有利于提高材料的电荷储存能力, 材料具有良好的超级电容器特性。     

以精炼铋烟尘为原料冶炼锑工艺

以含砷精炼铋烟尘为原料, 采用盐酸浸出-水解-转化-还原熔炼工艺冶炼锑, 消除了其危害性并使其得到资源化。当固液比为1∶3, 反应时间为4 h, 反应温度为80 ℃, 盐酸用量为1.2倍理论量时, 盐酸浸出精炼铋烟尘, 锑浸出率可达99.5%。盐酸浸出液在稀释比为10∶1, 水解温度为25 ℃时, 水解1 h, 得到氯氧锑。氯氧锑在固液比为1∶1.6, 反应温度为25 ℃, 反应时间为1 h, 氨水用量为1.2倍理论用量时, 转化得到纯度为90.76%的三氧化二锑。实验探讨了三氧化二锑还原熔炼过程中温度、反应时间、还原剂无烟煤用量、熔剂碳酸钠用量对锑直收率的影响。当反应温度为1 100 ℃, 反应时间为45 min, 还原剂无烟煤用量和熔剂碳酸钠用量分别相当于三氧化二锑质量的4.9%和4.32%时, 还原熔炼所得金属锑含量为99.04%, 锑直收率达到93.2%。     

炭化条件和铁系添加剂对炭分子筛性能的影响

以鸡西烟煤为原料 ,采用炭化法和添加铁系添加剂进行了空气分离生产富氮空气用炭分子筛的制备研究 ,考察了炭化条件和铁系添加剂用量对产品空气分离性能的影响。结果表明 ,鸡西烟煤是制备炭分子筛的优良原料。最佳炭化条件为粘结剂用量 35 % ,升温速度为 10℃ /min,炭化终温为 90 0℃ ,恒温时间为 60 min,铁系添加剂 Fe3O4 的最佳用量为 2 5 .3%。