紫花苜蓿酶解光合生物制氢工艺正交优化实验

为了研究紫花苜蓿酶解液作为光合制氢原料时的最佳产氢工艺条件,对产氢影响较为显著的温度、光照强度、初始pH值三种因素设计了三因素三水平L9(33)正交实验,并对实验结果进行直观分析与方差分析,以获取最佳产氢工艺条件。实验结果表明:在所选水平范围内,各因素对能源草产氢的影响主次顺序为温度→光照强度→初始pH值;由方差分析可知,温度和光照强度对能源草光合产氢性能影响为显著;初始pH值为不显著;由各因素水平值的均值可见,能源草光合生物制氢的最佳工艺水平为30℃、pH=7、光照度为3 000 lx。     

羧甲基纤维素/煤沥青基活性炭制备及其电化学性能

以煤沥青和羧甲基纤维素(CMC)为前驱体,经碳化和KOH活化法得到高比表面积活性炭材料(AC)。研究结果表明：AC石墨化程度较低,碳元素主要以无定形炭形式存在;当CMC添加量增加时,AC结构更松散,表面更粗糙,同时氧元素含量增加;AC的比表面积随CMC添加量增加呈现先增加后减小的趋势。当煤沥青与CMC质量比为2∶1时,AC_2∶1表现出最优电容性能,在电流密度5 A/g条件下比电容为200 F/g。此外,活性炭样品AC_2∶1表现出优异的循环稳定性,电极充放电10 000次后质量比电容变化较小,容量保持率为98.6%。     

玉米秸秆酶解与厌氧发酵产氢实验研究

以粒度小于0.088 mm秸秆粉的酶解液为底物与热预处理活性污泥(其中TS%为6.77%,VS%为47.90%,COD为36.665 g/L)进行厌氧发酵产氢实验,以累积产氢量和产氢速率为考察指标,研究不同热预处理(100℃水浴)时间、初始p H值、酶解液浓度、发酵温度对厌氧发酵产氢的影响,并利用修正的Gompertz方程对产氢过程进行回归分析,优化出最佳玉米秸秆酶解液厌氧发酵产氢的工艺参数。结果表明:活性污泥利用玉米秸秆酶解液进行厌氧发酵产氢时,当活性污泥热预处理时间为15 min、初始p H值为5.0、玉米秸秆粉酶解液浓度为22.34 mg/m L、发酵温度为40℃时,产氢效果最佳,此时最大累积产氢量达到653.98 m L,最大产氢速率为15.89 m L/h。     

基于分子筛催化剂的玉米秸秆与聚丙烯催化共热解

采用双金属(Zn, Al)改性MCM-41催化玉米秸秆与聚丙烯共热解制备芳香烃,并基于旋转床反应器研究玉米秸秆与聚丙烯催化共热解的产物分布。结果表明：催化剂的添加对热解产物的分布影响显著,在质量分数为1%的Zn和3%的Al共改性MCM-41的催化作用下,芳香烃(24.31%)含量最高,含氧化合物(12.37%)含量最低。旋转床催化共热解实验中,随着反应温度(500～800℃)的增加,生物油的产率逐渐下降,生物油中烯烃和含氧化合物含量的下降使得芳香烃的含量显著增加。随着催化剂添加量(1∶0～1∶10)的增加,生物油的产率逐渐减少。热解油中芳香烃的含量显著增加,烯烃和含氧化合物的含量下降。随着转速(0～20 r/min)的增加,生物油的产率呈现先减小后增大的趋势,生物油中芳香烃、烯烃和含氧化合物含量的最值均在15 r/min时获得。     

氮掺杂生物炭的制备与应用研究进展

生物质不仅储量丰富、分布广泛且可再生，是一种亟待高值化利用的资源。将其炭化后制备的生物炭具有良好的理化性质，常被用于吸附污染物、制作电极材料。但与活性炭相比，生物炭存在孔隙结构欠发达、表面官能团种类和数量稀少等问题，其应用受到了很大限制。通过对生物炭进行N元素掺杂改性制成N掺杂生物炭（NBC）可丰富生物炭孔隙结构和表面活性位点，提高吸附、导电和催化性能。本文综述了国内外近几年来关于NBC的制备/改性方法 （热解法、活化法、水热法、模板法和后处理法等）及其优点和局限性，梳理了各方法得到的NBC的形貌结构及表面化学特征，概括了氮掺杂对NBC的催化、吸附、电化学性能的影响及NBC在各领域的应用。以“制备-结构-性能及应用”相结合的思路，从NBC的应用角度逆向出发，思考如何通过探究N掺杂机理和优化制备方法，来充分发挥NBC在各领域中的应用价值，并对今后该领域的研究发展提出了展望。