微波等离子体法合成重油残渣基定向纳米碳薄膜

以重油残渣为原料,采用微波等离子法制备了一种结构新颖的定向纳米碳薄膜材料。经场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜分析,结果表明：产物纯度较高,外观呈条状麦穗形,各条状物平行排列形成定向阵列,最大宽度约为65nm,长度可达900nm左右;麦穗的主干表层和穗片晶化程度较好,层与层之间清晰可见,中心部位为非晶态,可能是产物经历了由外向内的生长过程,重油残渣中的重金属Ni、Fe等对其生长起了一定的催化作用。     

煤基活性炭的发展趋势及其定向制备

介绍了活性炭新产品开发的现状,分析了我国煤基活性炭的发展趋势。并从影响活性炭性能的两个因素出发（孔结构、表面基团）,阐述定向制备煤基活性炭的原理。根据用途和应用领域对吸附剂性能的要求来对活性炭的孔结构和表面性质进行调控,即定向制备活性炭。     

煤基燃料的制备与应用

随着国内能源消费的增长,特别是车用燃料的迅速增长,石油消费总量越来越大,但国内石油资源有限,专家预计2010年和2020年石油的对外依存度将达到50%和60%,威胁国家能源的安全供应.但我国煤炭资源相对丰富,大力发展以煤为原料的合成液体替代燃料,提供部分车用燃料,将是解决能源安全供应问题的重要途径之一.论述和比较了合成煤基燃料的3种不同工艺路线：煤直接液化合成油,煤间接液化合成油和煤基含氧燃料合成.前两种工艺的主要目标是提高燃料的H/C比,以合成粗油或碳氢化合物为目标产物.新一代煤直接液化合成油技术还没有工业化装置投入运行,但间接F-T合成碳氢燃料已有成功的工业经验.和石油基燃料相比,虽然煤基碳氢燃料还不具有明显的经济优势,但对于石油资源有限的中国具有重要的战略意义.煤间接液化也可合成煤基含氧燃料,即甲醇燃料和二甲醚燃料等.和碳氢燃料相比,合成煤基含氧燃料不仅具有明显的技术和经济优势,而且充分利用了煤中C、H和O 3种主要元素,可以实现资源、能源、环境和经济可持续发展.     

一种新型煤基燃料的制备

水煤浆是一种流体煤基燃料,不易长时间保存。将原料煤制备成低水分的粒（粉）状煤基燃料,能够解决普通水煤浆的运输成本高,安全性、稳定性差等问题。本文进行了商丘煤泥成浆性及其制备粒（粉）状煤基燃料的试验研究。结果表明：商丘煤泥成浆性很好,可制备浓度为73%,粘度为1066 mPa.s的水煤浆。制备好的普通水煤浆掺入已磨制好的干煤粉可制出含水量为11%～18%的粒（粉）状煤基燃料,含水量越高,恢复成浆浓度就越高。制备煤基燃料时,掺入干煤粉中含有少量分散剂的恢复成浆浓度比不含分散剂要高2%左右。掺入干煤粉中粗细煤粉含量不同时,恢复成浆的最高浓度也不同。     

煤基活性炭的定向制备与再生研究

对煤基活性炭生产过程中炭化与活化的机理展开了详细的分析和论述,同时分析了制备过程中影响质量的因素,并且具体分析了活性炭电极材料的定向制备.以我国的经济和环保为出发点,介绍了活性炭再生以及评价方法,为煤基活性炭的快速发展提供参考.     

煤基活性炭的制备与电化学性能表征

对太西无烟低灰煤与K2CO3混合制备煤基活性炭进行试验,分析了不同活化温度下所制活性炭的结构与电化学性质,在活化温度为900℃时,制得的活性炭产品比表面积与孔容分别达到2 382 m2/g和1.0964 cm3/g,最大比电容可达到126 F/g。     

煤基混合碳四深加工综合利用的研究

分析了煤基混合碳四的组成,结合煤制烯烃项目的产品特点和市场情况,提出了适合煤基混合碳四深加工的两种综合利用方案:甲基叔丁基醚/1-丁烯+烯烃转化方案和甲基叔丁基醚/1-丁烯+2-丙基庚醇方案,分别介绍了两种方案的建设规模、产品方案和工艺流程,并从投资、技术经济、装置能耗、技术特点等方面进行了对比,总结出两种方案适宜的建设条件。     

煤基混合碳四深加工方案的探讨

通过对煤基混合碳四的组成分析,提出3种适合该原料的深加工方案,分别阐述3种方案的工艺技术、工艺原理、生产规模和产品方案。通过对投资、经济收益、生产和市场需求等方面进行分析和对比,得出初步结论:认为第3种方案经济效益好,第1种方案可以解决聚乙烯装置的原料供应问题。     

微波CVD法制备碳纳米球及结构表征

以甲烷为碳源气体,在不使用催化剂的条件下采用微波化学气相沉积法合成了直径为50nm左右的碳纳米球。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜和拉曼光谱等手段对碳纳米球的形貌与结构进行观察和分析。实验结果表明,本实验所合成的碳纳米球具有较高的纯度,碳球为实心结构,由围绕着中心排列组成的未闭合的石墨层构成。并结合实验结果对碳纳米球的生长机理进行了探讨。     

铁电陶瓷薄膜的制备与结构表征

本文综述了近年来铁电陶瓷薄膜的化学制备方法,及薄膜材料在结构表征方面的最新研究进展。     

Vertically aligned carbon nanotube film electrodes for bioelectrocatalytic dioxygen reduction

We have prepared vertically aligned carbon nanotube (VACNT) film electrodes for bioelectrocatalytic dioxygen reduction. The electrodes were prepared by a CNT-transfer technique attaching the as-grown VACNTs to an ITO electrode with a conductive CNT/epoxy glue. The VACNTs greatly enhance the active electrode area as shown by the substantial current increase of the slow electroreduction of hydrogen peroxide as well as the increase of the efficiency of the oxidation and reduction of the water-insoluble redox probe t-butylferrocene. Several methods for immobilisation of the multicopper enzyme laccase, both with and without mediator, were evaluated. Very high non-mediated catalytic dioxygen reduction current was measured using VACNTs functionalised with 1-pyrenesulfonic acid. The VACNT electrodes were successfully applied as cathode in a zinc–oxygen battery, reaching a power density of 275 μW cm⁻² at 1.5 V with pyrene-functionalised VACNTs and 115 μW cm⁻² at 0.9 V with syringaldazine as a mediator in oxygen saturated buffer.     

超级电容器用煤基活性炭研究

为了研究煤基活性炭电极对超级电容器性能的影响规律,根据超级电容器的工作原理,阐述了比表面积、孔径分布、表面官能团、石墨化程度、灰分及粒度对电化学性能的影响。研究表明适宜的中孔比例和粒度有利于电解液的扩散;含氧和含氮官能团可以改善电极的表面润湿性;无定型炭结构孔隙更发达,更适合作为活性炭材料;降低灰分可以提高电极的充放电特性和倍率特性。     

煤基聚苯胺制掺N碳微纳米管的实验研究

我国煤炭资源丰富,以煤为原料制备碳纳米管,可以实现煤炭资源的高效利用,减少环境污染,为煤炭行业的发展提供新途径。以煤基聚苯胺为碳氮源,分别以乙酸镍或柠檬酸铁为碳源热解催化剂,以二茂镍、乙酸镍或二茂铁为碳管生长催化剂,采用催化热解-化学气相沉积耦合法成功制备出了三种高石墨化程度的掺N碳微纳米管。并对其进行了SEM、TEM、XRD、Raman、XPS等结构测试和甲醇氧化电催化剂载体应用测试,结果发现：三种掺N碳微纳米管的微观形态多样,有直立管、弯曲管、竹节状管等。二茂镍和二茂铁适合生长长而直的碳管,乙酸镍适合生长短而弯的碳管。二茂镍和乙酸镍所长碳管收率相当,约为5.8%（质量）;二茂铁所长碳管收率较高,为21.2%（质量）。N元素主要以石墨型N掺入三种碳微纳米管中,乙酸镍所长碳管的掺N量最高,为1.17%（质量）,且表现出良好的电催化剂载体性能。     

一种煤基多联产碳循环系统的设计及评价

将高密度三塔式循环流化床(TBCFB)应用于串并联综合型多联产系统,提出一种基于碳循环的流程与参数共优化的煤基多联产系统,促进低阶煤资源的高质高效转化。碳循环体现在两方面,一是系统以热解煤气循环作为热解气氛,提高了焦油产率,实现低阶煤高质化转化;二是在TBCFB使用富氧燃烧,提高了烟气中二氧化碳浓度,将烟气替代氮气直接用于燃气轮机发电工质,减少了氮气消耗。利用Aspen Plus对全系统进行模拟,对多联产系统进行物料、能量和?衡算,研究未反应合成气循环比和烟气注入量对过程的影响;以能量利用效率为优化目标,对煤基多联产碳循环系统的操作条件寻优。结果表明,动力单元注入气体使用烟气时,煤基多联产碳循环系统的能量利用效率达49.7%,高于用氮气作为热解气氛的传统煤基多联产系统,相比传统的单产系统,煤基多联产系统的能量可节约13%,对于年处理30万吨煤的系统,折合减少二氧化碳排放量为14.9万吨/年。     

中国煤基活性炭生产设备现状及发展趋势

阐述了原煤直接破碎活性炭、柱状成型活性炭与压块破碎活性炭3种煤基活性炭的生产工艺,说明压块破碎活性炭是未来发展的主流产品。重点介绍了活性炭生产过程中主要生产设备的应用现状,包括捏合设备、柱状成型设备、压块成型设备、炭化设备以及活化设备等,并从易用性、处理能力、环保、造价、自动化水平、设备成熟度等方面对比分析了不同生产设备的特点。最后对中国活性炭生产设备发展趋势进行了展望,提出活性炭设备正朝着设备大型化、节能减排化、专业设备制造标准化以及生产设备自动化等方向发展。     

高比表面积煤基活性炭的制备及其吸附性能的研究

以太西无烟煤为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备高比表面积煤基活性炭,着重考察了碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明：当碱炭比为4、活化温度为800℃、活化时间为1h时,可以制得比表面积达3215m^2／g,碘吸附值达2884mg／g,亚甲蓝吸附值达548mg／g的高比表面积煤基活性炭。     

溶胀处理煤对煤结构与煤基聚苯胺导电性影响

首次选用苯胺为溶剂对神府煤(SFC)进行溶胀处理,以研究其对煤结构与煤基聚苯胺导电性的影响,对其结构进行TG/DSC、FTIR和SEM分析,并通过溶胀SFC处理煤为聚合基体,在苯胺和引发剂条件下聚合为煤基聚苯胺,测定了其导电率。结果表明:苯胺溶胀处理破坏了煤中非共价键,降低了煤的交联缔合度,疏松了煤的孔结构,在此条件下的煤基聚苯胺的导电率均小于溶胀处理前原煤为聚合基体的煤基聚苯胺导电率,这与煤大分子网络结构受到一定程度破坏有关,这可为煤基聚苯胺的扩大化生产提供重要参考。     

中孔煤基磁性活性炭的制备及性能表征

为提高活性炭的回收性能,以褐煤为原料,Fe3O4为赋磁剂,采用一步法制备了中孔煤基磁性活性炭,并通过低温氮气吸附、X射线衍射光谱(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对磁性活性炭的比表面积、孔隙结构、赋磁剂晶型、磁性能进行表征,研究了炭化和活化条件对磁性活性炭性能的影响。结果表明,Fe3O4不仅能催化炭烧蚀,而且能赋予活性炭磁性,最终以生成的Fe O、γ-Fe2O3和未反应的Fe3O4形式分散在磁性活性炭内。在Fe3O4添加量6%,炭化温度650℃,炭化60 min,活化温度930℃,活化时间120 min,水蒸气流量0.77 g/(g·h)的优化工艺条件下,煤基磁性中孔活性炭的比表面积达到370 m2/g,中孔率达到55.7%,比饱和磁化强度1.36 emu/g,剩磁0.46 emu/g,矫顽力643.17Oe,比磁化率7.19×10-6m3/kg。该煤基磁性活性炭属弱磁性矿物类,可采用强磁选机进行磁选回收。