煤液化沥青基超级活性炭的活化机理与应用研究

以煤液化沥青(CLA)为原料,采用KNO3预氧化、KOH活化的方法,制备出超级活性炭。利用扫描电镜(SEM)、低温氮吸附仪(BET)、热重分析仪(TGA)和X射线衍射仪(XRD)等多种手段表征中间产物和活性炭的结构与性能。探讨了KOH活化法的活化机理,发现煤液化沥青基活性炭的活化历程可分为预活化、中温活化和高温活化3个阶段,制备的超级活性炭可吸附18~25 mmol/g的氢气(77 K,400 kPa下),在储氢方面表现出优异的性能和良好的应用前景。     

用煤焦油沥青制备优质活性炭的研究

以煤焦油沥青为原料，使用KCNS溶液活化处理，选择适宜的工艺条件，制备出优质的活性炭。讨论了煤焦油沥青热处理温度、中间相沥青的粒径、KCNS溶液的浓度、KCNS溶液与中间相沥青的液固化、炭化温度、炭化时间、活化温度、活化时间等主要因素对活性炭性能的影响。结果表明，在适宜的工艺条件下制备的活性炭，强度为90．4％，比表面积为2601.0m^2/g，吸碘值为2216.7mg/g，吸苯值为1099.1mg/g，吸亚甲基蓝值为397.5mg/g，产品性能优良。图1，表8，参7。     

中低温活化条件下超级电容器用活性炭的制备与表征

以印尼褐煤为原料,KOH为活化剂,在400～580 ℃的中低温活化条件下制备出超级电容器用煤基活性炭,采用低温N2吸附、X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）对其孔结构、微晶结构以及表面形貌等进行表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明:在KOH活化制备煤基活性炭的活化过程中,KOH与煤中C的反应始于400～460 ℃;随着活化温度的升高,活性炭的比表面积及总孔容增大,孔径分布变宽,中孔率提高。当活化温度达到580 ℃时,所制活性炭的比表面积高达1 598 m2/g,总孔容达0.828 cm3/g,中孔率达41.4%,该活性炭用作电极材料在3 mol/L KOH电解液中具有良好的充放电性能,在50 mA/g的低电流密度下比电容高达369 F/g,在2 500 mA/g的高电流密度下比电容仍保持305 F/g,其漏电流仅为0.02 mA,且具有良好的循环性能,经1 000次循环后,比电容保持率超过92%,是一种理想的超级电容器电极材料。     

煤基活性炭的制备

实验选取七台河焦煤和长焰煤为原料,制备出较高质量的煤基活性炭。结果表明:炭化到600℃并恒温45min,再于850℃下活化,可以制备出具有较高比表面积和较高碘吸附值的活性炭。     

基于煤与麦秸秆共活化的超级电容器用活性炭电极材料的制备

分别以神木烟煤、麦秸秆及二者混合物为前驱体,采用KOH活化法制备超级电容器用活性炭电极材料（AC1,AC2,AC3）,采用低温N 2 吸附、接触角法对各活性炭的孔结构和润湿性进行表征,并利用恒流充放电、循环伏安、漏电流和交流阻抗等测试手段对各活性炭电极材料的电化学性能进行对比评价。结果表明：AC3兼具AC1比表面积高和AC2润湿性好的优点,其组装的超级电容器在3 mol/L KOH电解液中具有较高的比电容（270 F/g）、充放电可逆性好、较低的漏电流（0.01 mA）和较小的阻抗等特点,反映出煤与麦秸秆共活化过程中存在协同效应。     

低阶型煤热解半焦制备活性炭的试验研究

为探索低阶型煤热解半焦的利用途径,完善低阶型煤技术,开展了低阶型煤热解半焦制备活性炭的研究。考察了型煤热解温度、活化温度、活化时间、活化剂流量、活化剂组成等因素对活性炭收率及吸附性能的影响规律,并对不同活化气氛制备的活性炭进行了孔结构分析,获得了低阶型煤热解半焦制备活性炭的最佳工艺参数。     

煤液化沥青制备针状焦的试验研究

以煤液化沥青为原料,在高压釜中进行热缩聚炭化合成针状焦,通过偏光显微镜及扫描电子显微镜SEM对产物的形貌和组织结构进行了表征分析。试验结果表明:炭化温度是影响针状焦性能的主要因素,炭化温度为420℃~440℃时得到针状焦的性能较好;炭化时间延长,有利于针状焦的粉末电阻率和真密度的增大。在中试装置上制备出了各项指标优于或相当于国外某品牌优质针状焦。     

用n-d-M法计算煤直接液化溶剂油芳碳率的方法探讨

以核磁共振法为基准,通过大量样品和实验数据考察了用n-d-M法（SH/T0729）计算煤直接液化溶剂油f_a值的准确性.结果表明：用n-d-M法计算溶剂油的芳碳率时,加氢前溶剂油的f_a值与核磁共振法的结果误差较大,须进行修正;加氢处理后溶剂油的f_a值与核磁共振法结果非常接近;可采用n-d-M法代替核磁共振法计算加氢后溶剂油的fa值,计算公式中建议采用70 ℃下溶剂油的密度和折光率.     

乳化炸药用敏化剂喷雾注料装置的研究

针对乳化炸药全连续生产线中敏化剂滴注加料方式不能很好地使敏化剂与乳胶基质均匀混合的缺陷,研究一种适应乳化炸药敏化剂喷雾注料的装置。本装置采用称重式计量供料系统及空气雾化喷嘴,使敏化剂在基质进入敏化工序前均匀分布在基质中。该装置的引入对我国建立真正意义上的大产能全连续乳化炸药生产线具有重要的意义。     

基于热平衡的多膛炉制备活性炭工艺研究

为研究多膛炉工艺控制原理,考察影响多膛炉生产稳定性的因素,给工业化多膛炉制备活性炭提供关键工艺参数,应用进料量50 kg/h级多膛炉中试装置,依靠活化吸热反应和燃烧放热反应维持多膛炉的热量平衡,研究制备活性炭产品的工艺。结果表明:在不提高活化层温度的条件下,增加炭化料的停留时间可以在一定程度上提高吸附性能,然而当停留时间超过8 h就会出现活性炭过烧,吸附性能下降的状况;增加水蒸气通入压力或将炉膛压力由微负压调节至微正压都不能改善活性炭产品的吸附性能;降低活化层的水蒸气通入量和调节喷射空气阀门开度,提高活化层最高温度至952℃,可以制备出碘值超过930 mg/g的活性炭产品。     

高温固相法制备LiMn0.98 Mg0.02 PO4/C材料及其性能研究

采用高温固相法制备了LiMn0.98Mg0.02PO4/C材料,通过XRD,SEM,恒流充放电和循环伏安等测试方法,研究了在不同煅烧温度下合成的LiMn0.98Mg0.02PO4/C材料的结构和电化学性能.结果表明:在700～850℃温度范围内,煅烧时间为10 h的条件下,获得的材料均具有单一相橄榄石型结构.随着煅烧温度的升高,颗粒尺寸变大,形貌改变,且发生团聚.经750℃处理的材料具有较好的综合电化学性能,放电平台较高,以0.05C电流充放,放电比容量可以达到100mA·h/g,30次循环后,容量保持率为73,.     

活性炭-污泥法处理煤制油工业废水的试验研究

 为寻求煤转油含油废水的有效处理方法,在水处理方法理论的基础上,提出活性炭污泥法复合处理方案,经试验运行,出水水质达到回用水标准。所以,该工艺可作为煤转油企业工业废水处理方案。     

高碘低灰煤基活性炭的制备及性能研究

主要通过选取适合制备压块活性炭的煤种,并且在源头上控制灰分,不使用后处理脱灰,制备具有碘吸附值高且灰分低的活性炭样品。选用3种不同地区的煤为原料,通过配煤压块成型的方法制备活性炭,以碘吸附值、强度、灰分为主要评价指标进行性能研究。结果表明,C煤与B煤配比分别为5∶0、4∶1、1∶1、1∶4时,在550℃终温炭化,900℃活化3.5 h的条件下,均可制备出美碘≥1 100 mg/g、美强≥90%、灰分≤10%的活性炭样品。其中,配比为5∶0时,制备的样品的美碘达到1 223 mg/g、美强达到95%、灰分仅为5.46%。     

高温固相法制备LiMn_(0.98)Mg_(0.02)PO_4/C材料及其性能研究

采用高温固相法制备了LiMn0.98Mg0.02PO4/C材料,通过XRD,SEM,恒流充放电和循环伏安等测试方法,研究了在不同煅烧温度下合成的LiMn0.98Mg0.02PO4/C材料的结构和电化学性能.结果表明:在700~850℃温度范围内,煅烧时间为10h的条件下,获得的材料均具有单一相橄榄石型结构.随着煅烧温度的升高,颗粒尺寸变大,形貌改变,且发生团聚.经750℃处理的材料具有较好的综合电化学性能,放电平台较高,以0.05C电流充放,放电比容量可以达到100mA·h/g,30次循环后,容量保持率为73%.     

用于DC-SOFC的高温脱硫剂的制备及其性能研究

为研制一种适用于直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)的高温脱硫剂,以Zr OCl2·8H2O和Mn(NO3)2为原料,通过分步沉淀法制备出不同Mn负载量的Mn-Zr-O复合高温脱硫剂。通过X射线衍射仪(XRD)、BET比表面积等手段对脱硫剂进行表征,并在800℃高温条件下进行脱硫性能评价。研究结果表明:当Zr与Mn物质的量比为10∶4时比表面积最大,脱硫评价时穿透时间最长;当Zr与Mn物质的量比为10∶1时,Mn2O3在Zr O2上的分散性最好,脱硫精度最高,能够达到2×10-6以下,满足直接碳固体氧化物燃料电池对合成气中最低硫含量(9×10-6)的要求。     

大气等离子喷涂用硼化锆粉体的喷雾造粒制备研究

ZrB2基超高温陶瓷在航空航天、电子和核工业等许多方面有广泛的应用前景,一般工艺合成的硼化锆粉末粒径较小,难以直接用于大气等离子喷涂,需要二次造粒.本文研究了喷雾造粒法中固含量、粘结剂含量、进风温度和进料速率等参数和热处理工艺对制备ZrB2粉体粒径分布和形貌的影响.结果表明,浆料固体质量分数为40%~45%,粘结剂PVA质量分数为0.4%,进风温度为240~270℃,喷头转速为30r/s,蠕动泵进料速率为30~50r/min时,可制得粒径分布集中、球形度高的ZrB2造粒粉体.然后再对该粉体进行热处理,在500℃排胶1h,1100~1500℃烧结1h的条件下,烧结后的粉体保持了原有球形形貌,平均粒径收缩至70μm左右,具有良好的致密度,适合用于大气等离子喷涂.     

高温焙烧法制备高纯石墨的试验研究

鉴于当前石墨高温提纯工艺生产周期长、焙烧能耗高、非连续性生产、操作环境恶劣等现状,通过在石墨精矿中添加提纯助剂,改进焙烧工艺,分析相关高温除杂机理,研究了盐矿比、焙烧温度以及恒温时间对石墨烧成纯度的影响。结果表明,在盐矿比1.5%,焙烧温度2 500 ℃,恒温时间4 h的工况条件下,石墨烧成料的固定碳含量可以达到99.991 5%,为石墨高温连续提纯工业化设备的研制提供了最优的设计参数。     

掺Cu/Ti中间相碳合金的制备及其高温摩擦磨损性能研究

采用机械合金化法将金属Cu,Ti掺杂到煤焦油沥青碳质中间相中,制备出掺Cu/Ti中间相碳合金。利用X射线衍射仪(XRD)分析了所制备中间相碳合金的晶体结构;通过高温端面摩擦试验研究了添加中间相碳合金润滑油的高温摩擦磨损性能;用SEM观察摩损表面的形貌,激光Raman光谱仪分析磨损表面碳的结构特征。结果表明,机械合金化掺杂金属Cu,Ti后,中间相碳合金的结晶有序度下降,向无定形结构转变;添加了中间相碳合金的润滑油,其高温减摩抗磨性得到优化,而且其减摩抗磨性能随着载荷的增大而大幅度提高;在高温摩擦机械作用下,增加载荷将促使磨损表面碳质材料的有序程度增加,其摩擦性能也越好。     

用喷雾燃烧法制备工TO纳米级粉末的研究

将金属铟和锡先配制成合金,然后使ln-Sn合金熔体过热,通过气雾喷粉工艺,由高压预热氧气使熔体雾化成微细的金属雾滴,并随即在高温反应室中进行直接地氧化燃烧面生成ITO纳米级复合的氧化物粉体,其粒度≤3Qnm,制备1吨的纳米级金属氧化物粉末仅仅需要约50s,并且生产过程无任何污染．     

用高温水解法从钴铁浸溶结晶物中分离钻的研究

在管状好的固定床层中进行了钴铁合金浸溶物的高温水解速率测定与钴铁分离的试验。反应过程由界面化学反应与内扩散两环节组成。界面化学反应控制阶段的表观速率常数表观后化能等于８０．５７ｋＪ／ｍｏｌ。讨论了温度、水分压比和反应时间对钴回收率与钴铁分离效果的影响。确定了最佳条件是４００℃以下，水分压比小于０．１１，物料极度为＋２－４ｍｍ，水解时间不应超过４５ｍｉｎ。