煤矸石原生菌溶磷效果分析及产酸性能优化

煤矸石是采煤和洗煤过程产生的固体废物,占用大量土地且严重污染环境,因此对煤矸石的综合处理和利用已刻不容缓。目前,利用微生物降解煤矸石制备矿物肥料是实现煤矸石减量化、无害化和资源化处理最具前景的技术之一。本文研究了煤矸石原生菌株嗜麦芽窄食单胞菌（SM1菌株）的解磷特性及其机制,优化了SM1菌株的产酸性能。利用高效液相色谱、X射线衍射仪（XRD）及X射线荧光光谱（XRF）分别对细菌代谢产物、溶磷前后矿渣物相组成及原矿化学组成进行分析,揭示了SM1菌株的解磷机理。正交试验结果表明,SM1菌株的最佳解磷条件为：煤矸石粒度为115μm,pH为9,菌液浓度为2.85×1012 CFU/mL,液固质量比6∶1,处理时长为4 d,在该条件下有效磷溶出量相对于单因素条件试验的最好结果可增加约19%。最优产酸条件体系温度30℃、pH=8、质量浓度8 g/L的蔗糖（碳源）、1 g/L的氯化铵（氮源）、0.3 g/L的氯化镁和0.3 g/L的磷酸二氢钾（无机盐）时体系中酸含量（以H+计）增加了0.014 mol/L。高效液相色谱结果表明代谢产物中含有大量有机酸,溶磷前后矿渣的XRD结果表明菌株溶解的含磷矿相为...     

BCFC的制备和成型机理及燃烧特性

通过实验确定了生物质煤基燃料炭(BCFC)的制备工艺,研究了BCFC的成型机理和燃烧特性.结果表明,BCFC的制备工艺是将禹州煤、玉米秸秆和黏结剂按照81∶6∶13的质量比混合成型,再经700℃炭化处理.生物质型煤的内部结构、禹州煤和有机黏结剂的黏结性是BCFC成型的保证.市售燃料炭在燃烧初期燃烧强度较大,但持久性逊于BCFC,这与二者挥发分、固定碳和发热量的差异有关.     

型煤热稳定性测定方法的研究

型煤的热稳定性是表征型煤热态性能的重要指标,而目前国内还没有专门用于测定型热稳定性的国家标准。以济源无烟粉煤为原料,通过实验的方法对型煤热稳定性的测定方法进行了初步研究。     

矿物加工工程学科建设过程中存在的问题及对策

以河南理工大学矿物加工工程学科为例,总结了近年来学科建设的经验,分析了学科建设方面面临的主要问题,针对汇聚学术队伍、凝练学科方向、构筑学科平台等问题提出了切实可行的措施,以此来推进矿物加工工程学科的健康、可持续发展。     

神木烟煤气化型煤的制备及成型机理研究

本文采用正交试验方法,确定了神木烟煤气化型煤的最佳制备工艺,利用扫描电镜(SEM)研究了该型煤的成型机理.结果表明,该气化型煤的最佳制备工艺是神木烟煤、禹州煤、粘结剂P、粘结剂L、粘结剂F以55～60∶ 25～30∶ 8∶ 5∶2的质量比混合成型,生球依次在60℃、90℃、120℃烘干20 min,最终升温到180℃烘干30 min,冷却即得型煤产品.粘结剂的固化物在型煤内部起到“桥梁”作用,把煤粒粘结成整体而成型,复合粘结剂的有机、无机组分分别与煤中的有机物和矿物质有较强的物理化学作用.     

梯级孔生物质活性炭的制备及其电容特性研究

以柚子皮为原料,采用预先炭化-KOH活化工艺制备生物质活性炭,并将其用作超级电容器电极材料。采用低温氮气吸附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等方法表征生物质活性炭的孔结构、表面形貌等微观结构和表面化学性质,利用恒流充放电、循环伏安、漏电流等手段探究生物质活性炭用作电极材料的电化学特性。研究表明:柚子皮经预先炭化-KOH活化处理可以制备出比表面积为1 347~2 269m~2/g,总孔容达0.642~1.283cm~3/g,中孔比例为23.83%~48.90%的高品质生物质活性炭。该生物质活性炭具有发达的比表面积、"大孔-中孔-微孔"三维贯通梯级孔结构,且表面富含羰基、酚羟基及羧基等含氧官能团,是一种比较理想的超级电容器电极材料。生物质活性炭电极材料在KOH电解液中具有优异的电容特性,在50mA/g电流密度下的比电容最高可达243F/g,5 000mA/g电流密度下的比电容仍可保持为175F/g,且具有优异的循环稳定性,循环1 000次后比电容保持率高达93.34%,漏电流仅为0.006 3mA。生物质活性炭优异的电化学特性与其发达的比表面积、"大孔-中孔-微孔"三维贯通梯级孔结构、合理的孔径分布及独特的富氧表面化学性质密切相关。     

煤基碳纳米片宏观体的结构调控及电化学性能

煤炭的洁净加工与高效利用是国家实施能源发展战略的核心内容,而煤的材料化是实现其低碳高值化利用的重要途径之一。以自制煤基石墨为原料,采用液相氧化-热还原工艺制备三维层次孔煤基碳纳米片宏观体(CCNSs),利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、低温氮气吸附仪、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征其微观结构,并采用恒流充放电和循环伏安测试探究CCNSs用作锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明,煤基石墨经液相氧化-热还原处理可制备出富含多孔结构和石墨微晶片层的碳纳米片宏观体。氧化剂用量是影响CCNSs微观结构的重要因素,通过调节氧化剂的用量可实现对CCNSs中多孔结构和石墨微晶片层结构的有效调控。当氧化剂与煤基石墨的质量比为4时,CCNSs-3材料以相互交联的类石墨烯片层为主体骨架,辅以孔径为1.5～100 nm的"微孔-中孔-大孔"层次多孔结构,共同构筑成3D层次孔煤基碳纳米片宏观体,其石墨微晶含量约为38.9%,比表面积达285.6 m²/g,且含有5.47%的氧原子掺杂。在3D层次孔结构和石墨微晶片层的协同作用...     

工业型煤热稳定性形成机理的实验研究

型煤的热稳定性是影响型煤造气的关键因素，提高型煤的热稳定性是型煤技术转化为生产力需要迫切解决的问题。采用型煤热稳定性测定装置对济源、阳城两种无烟煤及加工成的型煤进行热稳定性测试，并用S－520型扫描电子显微镜观察型煤残焦的微观结构，从而确定了影响型煤热稳定性的因素。     

年老褐煤水解制备腐植酸及特性分析

以NaOH为催化剂,通过水解反应降解年老褐煤的大分子结构来制备再生腐植酸,考察了反应温度、NaOH质量浓度、反应时间和水(体积)煤(质量)比对腐植酸收率的影响,结果表明,通过优化水解反应条件可使腐植酸收率由11.25%提高到78.38%.采用元素分析、紫外-可见光谱和红外光谱等对水解反应制备的再生腐植酸结构组成进行了表征.结果表明:再生腐植酸官能团组成与原生腐植酸官能团组成相似,但再生腐植酸的氧含量较低,酸性基团以酚羟基为主,羧基含量较少;原生腐植酸的分子质量比再生腐植酸的分子质量大,但再生腐植酸芳香核上的取代基团数量更多.     

煤岩显微组分对活性炭孔结构及电化学性能的影响

为系统研究煤岩显微组分对活性炭孔结构及电化学性能的影响,以印尼褐煤不同煤岩显微组分为前驱体,采用KOH活化法制备活性炭,并用作超级电容器电极材料。利用低温N2吸附、扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对活性炭的孔结构特征和表面官能团进行表征,采用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗等测定活性炭电极的电化学性能,系统研究煤岩显微组分对活性炭孔结构及电化学性能的影响。结果表明,不同煤岩显微组分所制活性炭的孔结构存在显著差异,其中惰质组活性炭的孔隙结构最发达,比表面积及总孔容分别可达2 712 m2/g和1.339 cm3/g,中孔率(39.7%)最高,其次为镜质组,壳质组最低;改变煤岩显微组分,可以调控活性炭1.5~3.2 nm范围内的孔隙数量;煤岩显微组分活性炭电极在KOH电解液中均具有优异的电化学性能,比电容量最高可达400 F/g,其优异的电化学性能归因于活性炭发达的微孔结构、合理的中孔分布和丰富的含氧官能团。