稀土掺杂对MnZn铁氧体显微结构和磁性能的影响

采用传统的氧化陶瓷法,以Fe_2O_3、ZnO、MnO_2为原料按照摩尔分数比52.5︰12︰35.5进行配料,在纯N2或4%氧分压烧结气氛中制备了分别掺杂Y~(3+)、La~(3+)、Ce~(3+)、Sm~(3+)、Gd~(3+)、Yb~(3+)的MnZn铁氧体。通过XRD、SEM、软磁交流测量装置等测试研究了样品的组织结构与磁性能。结果表明,在4%氧分压烧结气氛中制备的材料磁性能更好;掺入适量稀土能细化晶粒、优化显微结构,从而提高材料的磁性能。用于掺杂的几种稀土氧化物中,Ce_2O_3掺杂效果最好。掺杂0.03 wt%Ce_2O_3的烧结样品振幅磁导率由未掺杂时的2014提升至2756,增幅约为37%,矫顽力及功耗(测试条件:100 mT,100 kHz)分别由未掺杂时的21.03 A/m、597.5 kW/m~3降低至12.13 A/m、342.9kW/m~3,下降约43%。     

α-Fe_2O_3对Mn-Zn铁氧体的影响

Mn-Zn铁氧体的主要原料是α-Fe_(2)O_3。而α-Fe_(3)O_3中的各种杂质如Fe~(2+)、Ti~(4+)、Na~(+1)会影响铁氧体的性能。本文将具体阐明α-Fe_(2)O_3中杂质含量与氧铁体性能的关系。文章还将叙述用Fe_(3)O_4取代α-Fe_(2)O_3作Mn-Zn铁氧体的原料时也应考虑Fe_(3)O_4中Fe~(2+)含量的影响。     

模拟富氧烟气中CO_2对活性炭脱汞的实验研究

为探究O_2/CO_2燃煤烟气气氛下影响活性炭脱汞的因素,选取一种商用活性炭进行固定床吸附实验和程序升温热解脱附(TPD)实验。实验结果表明:与N_2相比,纯CO_2气氛对活性炭吸附Hg~0影响很小,但在模拟O_2/CO_2烟气气氛下,活性炭脱汞的性能要优于模拟O_2/N_2烟气气氛;对于活性炭脱汞,SO_2表现出抑制作用而NO表现出促进作用,在模拟O_2/CO_2和O_2/N2烟气气氛下影响规律表现一致。     

卤化钾改性Mn-Co-Fe尖晶石脱除气相Hg0的性能研究

为提高Mn-Co-Fe尖晶石吸附剂的脱汞性能,该研究首先采用溶胶凝胶自燃烧法和浸渍法结合制备了KX(X表示Cl、Br和I)改性的Mn-Co-Fe尖晶石吸附剂。然后,分别利用SEM、SEM结合EDS能谱Mapping、BET、XRD和VSM来表征其表面形貌、表面元素占比及分布、比表面积及总孔容积、晶相结构和比饱和磁化特性。并通过固定床探究了卤化钾种类、KI负载量、吸附温度和入口汞浓度对模拟燃煤烟气中汞脱除性能的影响。最后,通过动力学模拟、XPS表征和程序升温脱附实验研究了吸附剂对汞脱除的控制步骤、机制以及汞在吸附剂表面的存在形态。研究结果表明：在相同实验条件下,0.10KX@MCFS对汞的平均脱除效率KI(92.84%)>KBr(88.39%)>KCl(86.61%)。此外,增加KI的负载量、吸附温度和入口汞浓度在一定程度上能够促进改性MCFS的脱汞性能。虽然KI的负载导致了MCFS的磁性能下降,但综合分析得出：0.10KI@MCFS具有一个相对优异的汞脱除性能和饱和磁化强度值(34.0 emu/g)。因此,该研究的这一发现对汞污染排放控制和吸附剂磁回收的实践研究具有重要的参...     

用正交试验制备的高饱和磁化强度氟醚酸包覆Fe_3O_4纳米颗粒

采用化学共沉淀法制备氟醚酸包覆的Fe_3O_4纳米颗粒,通过正交实验研究影响Fe_3O_4纳米颗粒饱和磁化强度的四个因素,得出其最优制备条件:Fe~(3+)与Fe~(2+)摩尔比为1.75:1,初始Fe~(3+)浓度为0.05 mol/L,初始pH值为9,共沉淀温度为65℃。按该优化条件制备的Fe_3O_4纳米颗粒的饱和磁化强度为55.80 A·m2/kg;该颗粒晶格类型与Fe_3O_4尖晶石结构相同,平均粒径大小约为11 nm;氟醚酸可通过化学吸附作用包覆于颗粒表层,且包覆量可达31.33%。     

汞在活性焦脱硫工艺中的迁移规律

搭建了固定床试验系统,对比分析了活性焦与商用脱汞活性炭的汞吸附性能,并在10000m~3/h(标态)的活性焦脱硫中试试验系统上对活性焦的脱汞性能进行验证,同时结合固定床吸附试验系统分析了活性焦解析工艺中汞的释放规律。研究表明:活性焦的饱和汞吸附容量仅为脱汞活性炭的1/123,活性焦脱硫工艺对汞的脱除效率接近100%,出口活性焦汞吸附量为活性焦饱和汞吸附量的1/24,在解析工艺中,汞的释放率达到76.6%~98.4%,可以实现循环利用。     

榆木焦负载纳米TiO_2光催化剂的制备及其脱除单质汞的试验研究

采用溶胶-凝胶法制备了榆木焦负载纳米TiO2的新型光催化材料,在固定床反应器上采用汞在线分析仪研究了N2气氛下榆木焦/纳米TiO2对单质汞的吸附氧化脱除特性,探讨了紫外光照、氧气、水蒸气等条件对除汞性能的影响。结果表明,在紫外光照射下,榆木焦/纳米TiO2具有良好的氧化除汞性能,氧气和水蒸气的加入因强氧化性自由基的产生对脱汞均有促进作用;在一定的催化剂质量和烟气流量比及紫外光照下,加入10%氧气脱汞效率可以达到86%。     

载溴高硫石油焦活性炭脱汞实验研究

以石化工业副产物高硫石油焦制备的活性炭为脱汞吸附剂,对其进行NH4Br溶液浸渍改性成为载溴富硫活性炭。采用N2吸附/脱附、扫描电子显微镜/X射线能谱仪(scanning electron microscopy/X-ray energy dispersive spectroscope,SEM/EDS)等方法对吸附剂进行孔隙结构和微观形貌表征。分别在固定床反应器和管道喷射实验装置上进行汞吸附脱除实验研究。与煤制活性炭相比,高硫石油焦活性炭具有更高的汞吸附能力,经过质量分数为1%的NH4Br溶液改性后,石油焦活性炭固定床120 min内汞脱除率接近100%;在120℃、2 s停留时间、碳汞比约为90 000条件下,喷射脱汞效率亦超过90%。实验结果表明,溴化铵改性高硫石油焦活性炭可作为燃煤电厂烟气喷射脱汞的高效吸附剂。     

W型永磁铁氧体的研究

W型六角铁氧体的分子式为AB_(18)O_(27),例如BaFel_(18)O_(27)=BaFe_2~(2+)Fe_(16)~(3+)O_(27)=BaO·2Fe~(2+)O·8Fe_2O_3简写为Fe_2W。如Fe~(2+)离子被Zn~(2+),Ni~(2+)等离子代换则相应用Zn_2W,Ni_2W等符号来代表。     

白泥脱硫浆液氧化性能对石膏品质的影响

针对火电机组脱硫系统利用白泥替代石灰石导致石膏含水率高的问题,采用扫描电子显微镜和激光粒度分析仪等将石灰石与白泥的成分及特性进行对比,分析了白泥颗粒粒径、白泥中Fe~(2+)和杂质含量对石膏含水量影响。结果表明:相同质量分数白泥浆液的溶解氧质量浓度是石灰石浆液的1/13,这是石膏含水率高的主要原因;造成白泥浆液溶解氧质量浓度低的主要原因是白泥浆液颗粒粒径小,且其含盐量和含Fe~(2+)量高,从而导致脱硫过程中白泥浆液气液传质阻力加大,Fe~(2+)会与SO_3~(2-)争夺氧气而造成CaSO+3氧化不足,导致石膏脱水效果差。建议在白泥脱硫系统中增大氧化风机效率,提高白泥浆液溶解氧质量浓度。     

石油硫醚对燃煤烟气及脱硫废水的脱汞实验研究

湿法脱硫系统能有效脱除烟气中的Hg~(2+),但汞的再释放问题严重。用石油硫醚处理烟气能有效避免汞的再释放。文中以高硫原油为原料制备了石油硫醚,并用红外光谱分析对其进行结构表征,同时用非水电位滴定法测定该石油硫醚的硫醚硫含量为0.104g/g。分别测试了石油硫醚对燃煤烟气及脱硫废水的脱汞效果。测试结果表明:石油硫醚对燃煤烟气及脱硫废水具有良好的脱汞效果,且不会带来汞的再释放;石油硫醚脱除Hg~(2+)的过程为放热过程,在60℃下具有良好的脱汞效果。石油硫醚对烟气中Hg~(2+)的吸附行为遵从HO准二级吸附动力学模型,且化学吸附是决定该吸附速度的决定性步骤。用6M HCl对捕捉了Hg~(2+)的石油硫醚进行再生处理,所获得的石油硫醚再生率高达89.6%。     

多元金属功能化修饰生物焦的Hg^(0)脱除及抗静电分离双重逆向改性机理研究EI北大核心CSCD

针对目前燃煤电厂所用脱汞剂存在经济成本高、脱汞效率低和无法有效循环利用的问题,本文在探究多元金属功能化修饰过程的基础上,基于共沉淀法提出生物焦复合脱汞剂的制备–脱除–分离一体化工艺路线。结合多种表征手段,揭示样品物理化学性质与其脱汞及抗静电分离特性之间的耦合对应关系;同时利用程序升温脱附技术及吸附动力学模型,在获得多元金属功能化修饰对生物焦微观特性关键作用机制的基础上,揭示Hg0脱除与抗静电分离双重逆向改性过程之间的深层次差异性机理。研究发现:经过多元金属修饰后的改性生物焦样品对Hg0的脱除效果明显改善,高达未改性样品的5倍,并且通过改变所负载改性物质的导电方式使得样品兼具优异的抗静电分离特性。多元金属可以通过优化碱金属的配位状态、石墨微晶层间结构、孔隙结构丰富程度、含氧官能团及掺杂金属的赋存形态,实现汞脱除与抗静电分离性能的协同增强。     

铁铈氧化物催化剂脱硝性能及抗碱金属盐中毒性能研究

采用浸渍法制备了CeO_2-Fe_2O_3/TiO_2脱硝催化剂,研究了反应温度对不同铈钛摩尔比催化剂脱硝效率的影响,以及负载10%CeO_2和3%Fe2O_3的催化剂的抗硫性能和抗钾、钠碱金属盐中毒性能。试验结果表明:CeO_2-Fe_2O_3/TiO_2催化剂最佳反应温度为350℃;铁铈氧化物催化剂的最佳组分配比为CeO_2摩尔分数10%,Fe_2O_3摩尔分数3%,NO脱除率可达95.65%;10%-3%CeO_2-Fe_2O_3催化剂具有良好的抗硫性能;钾、钠碱金属盐对催化剂均有一定的毒化作用,但未对催化活性成分的晶相产生影响,只是削弱了活性成分与载体间的相互结合作用,且钾盐对催化剂活性的影响大于钠盐;钾、钠碱金属盐使催化剂中毒失活可能是由于催化剂NH3吸附能力下降,吸附量减少。     

Yb取代钇铁石榴石中微波磁介电效应初探

采用固相反应法制备了稀土位掺杂的钇铁石榴石铁氧体Yb_xY_(3-x)Fe_5O_(12)(Yb-YIG),利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪与振动样品磁强计等测试手段,探究了Yb~(3+)离子掺杂量对于钇铁石榴石晶格结构、元素价态以及静态磁参数等方面的综合影响,同时深入剖析上述材料体系中铁磁共振关联的微波共振型磁介电效应这一新现象的物理图像,并揭示稀土位掺杂对该共振型磁介电效应的调控机制。研究表明,Yb~(3+)掺杂量的逐渐增加,将导致Yb-YIG的晶格发生明显收缩,体系饱和磁化强度与矫顽力将相应地增大与减小。上述晶格收缩现象将有效抑制高温烧结过程中的氧逃逸,使得Yb-YIG体系中Fe~(2+)离子的含量与氧缺陷的数量随Yb~(3+)离子的增加而逐渐减小,并最终导致了Yb-YIG中微波磁介电效应系数的降低。     

低温等离子改性复合钙基吸附剂烟气脱汞脱硫实验研究

为提高复合钙基吸附剂对Hg和SO_2的脱除效率,提出通过低温等离子技术改性复合钙基吸附剂,借助N2吸附和傅里叶红外光谱技术对吸附剂进行表征,分析低温等离子改性对复合钙基吸附剂表面理化特性的影响。在固定床吸附实验台上进行脱汞脱硫实验,探究了AC与Ca O质量比、水合条件对汞吸附效果的影响;在优化的实验条件下,探究了低温等离子改性时间和改性功率对复合钙基吸附剂脱汞脱硫的影响规律。实验结果表明:最佳实验条件下制备的复合钙基吸附剂具有良好的比表面积和孔隙结构,可以有效脱除烟气中的Hg和SO_2;低温等离子改性能够增加复合钙基吸附剂表面含氧官能团的数量,对吸附剂脱汞脱硫性能具有重要的影响,低温等离子改性复合钙基吸附剂可以明显提高吸附剂脱汞脱硫的效率;经40W低温等离子改性10 min后的单位质量复合钙基吸附剂对Hg和SO_2的吸附量相对于未改性的分别提高了33.10%和34.71%,低温等离子改性具有明显的优势,是一种具有较大发展潜力的污染物脱除方法。     

石灰石湿法脱硫系统中汞的二次释放特性

针对石灰石–石膏法烟气脱硫系统对Hg~0无脱除能力的问题,采用实验的方式,研究了浆液中Hg~(2+)的初始质量浓度以及浆液温度、pH值、S(IV)的物质的量、SO_4~(2-)的物质的量、Cl~-的体积分数,添加Na_2S和H_2O_2溶液等工况变化对汞二次释放行为的影响。结果表明,Hg~(2+)的初始质量浓度、SO_4~(2-)的物质的量对汞的二次释放影响不大,温度升高、pH值高可降低汞的二次释放,浆液中有少量的S时可促进汞的还原,浆液中有Cl~-或添加Na_2S和H_2O_2时可抑制汞的还原。     

木素对Pb~(2+)吸附类型及脱附性的影响

本文中,通过改变Pb~(2+)初始浓度的方法,研究了等量木素对Pb~(2+)的吸附性能。根据Langmuir、Freundlich、Temkin、Henry方程模型做吸附等温线,其中按Langmuir吸附模型得到的方程中方差R~2最大,确定木素对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir吸附模型,且吸附方式主要以化学吸附为主。通过降低温度、降低pH、缩短时间3种方法考察木素吸附Pb~(2+)后的脱附情况。实验数据表明,通过降低温度的方法无法使被吸附的Pb~(2+)脱附,通过降低pH可以使被木素吸附的Pb~(2+)有效脱附,在低pH的环境下,被吸附的Pb~(2+)在短时间内即可实现大量的脱附。     

煅烧温度对MnOx-CoOy/TiO2吸附剂结构及脱汞活性的影响

以沉积?沉淀法制备的MnOx-CoOy/TiO2(MCT)为吸附剂,在固定床实验台架上研究了制备过程中煅烧温度(200-800℃)对MCT脱除单质汞(Hg0)的影响;采用N2吸附/脱附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(TPR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了吸附剂的理化特征。研究表明,MCT吸附剂的脱汞效率与煅烧温度密切相关,400℃煅烧时,吸附剂的脱汞效率最高。吸附剂的煅烧过程包含吸附态水的蒸发、锰钴碳酸盐或氢氧化物的分解、MnOx和 CoOy的形成及MnOx、CoOy和TiO2晶相的转变。随着煅烧温度的增加, MCT 吸附剂的比表面积和总孔容积逐渐减小,平均孔径逐渐变大,且吸附剂发生团聚,颗粒尺寸增大;MnO2和Co3O4向Mn2O3和CoO的转变,吸附态氧含量的降低,致使吸附剂的脱汞活性下降。     

0.3MW(th)CFB锅炉烟道喷射生物质活性炭脱汞试验研究

活性炭喷射(activated carbon injection,ACI)是燃煤电厂烟气高效脱汞技术。采用1%NH_4Br溶液对稻壳活性炭浸渍改性,制备NH_4Br改性稻壳活性炭(Br-RHC)脱汞吸附剂。利用比表面积分析仪(Brunauer-Emmet-Teller,BET)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等表征手段对吸附剂的理化性质进行了表征。在0.3MW(th)燃煤循环流化床锅炉中试装置上,进行了改性稻壳活性炭吸附剂烟气喷射脱汞试验研究。结果表明:吸附剂改性后的比表面积、微孔容积与总孔容积均有一定程度的增加;改性后吸附剂孔隙结构发达,石墨化程度较高,NH_4Br以非晶体形态担载在吸附剂表面。喷射脱汞效率随着喷射量的增大先增加后稳定,在碳汞比为16000时脱汞效率为79.44%。喷射脱汞效率随着喷射温度的升高而升高,由142℃的57.74%升高为200oC的79.48%。烟气中SO_2对喷射脱汞效率有抑制作用,NO对喷射脱汞效率有促进作用。汞排放浓度为0.35mg/m~3,污染物控制装置(air pollution control devices,APCDs)对烟气中Hg~0、Hg~(2+)与Hg~p的协同脱除率分别为98.83%、88.00%与100%。     

不同性能掺炭纤维脱除燃煤烟气中Hg0的试验研究

通过固定床实验系统的烟气脱除零价汞实验,研究了活性炭纤维协同滤袋用聚酰亚胺、芳纶1313、聚苯硫醚、玻璃纤维、芳砜纶以及聚四氟乙烯等常用纤维,对烟气中零价汞的脱除效果。研究了改性前不同性能掺炭纤维,以及用质量分数分别为5％、10％、15％的溴化钾、碘化钾溶液改性后的活性炭纤维（activatedcarbonfiber,ACF）和聚苯硫醚（polyphenylenesulfide,PPS）形成的掺炭纤维,对模拟燃煤烟气中零价汞（Hg0）的吸附性能。结果表明：在汞蒸气入口浓度为30μg／m^3,吸附温度为160℃时,不同性能掺炭纤维脱Hg0率在39％71％范围之间变化,区别较大。经过溴化钾和碘化钾改性后的ACF＋PPS掺炭纤维对Hg0的吸附效率分别能达到80％、90％以上,未改性ACF＋PPS掺炭纤维的吸附效率最高也只有70％左右;相同质量分数时,碘化钾溶液改性后的ACF＋PPS掺炭纤维对Hg0的吸附效果要优于溴化钾溶液改性后的ACF＋PPS掺炭纤维,并且碘化钾溶液浓度越大,改性后的ACF＋PPS掺炭纤维对Hg0的吸附效果越好,当用质量分数为15％的碘化钾溶液改性后的ACF＋PPS掺炭纤维吸附Hg0一定时间后,对Hg0的脱除率可以达到98％以上,因此,经过改性后的掺炭纤维能保持较高的烟气脱Hg0率。