烧结温度对煤矸石多孔材料物相与性能的影响

以煤矸石为原料、硅溶胶为胶凝剂泡沫胶凝法制备煤矸石多孔材料,研究烧结过程中的物相变化和烧结温度对多孔材料抗压强度和线收缩率的影响.研究结果表明,500～800℃烧结时在低衍射角衍射峰强度降低、某些衍射峰消失,煤矸石中高岭石脱水生成偏高岭石;1150℃烧结时发生α-石英向α-鳞石英的相变和Al2O3与SiO2反应生成莫来石而出现鳞石英相与莫来石相.随着烧结温度的升高,多孔材料抗压强度和线收缩率均逐渐增大.密度约0.8 g/cm3的煤矸石多孔材料1000℃烧结后抗压强度3.85 MPa,线收缩率6.89％.     

活化剂对活性炭处理矿山废水Mn2+的影响研究

采用HCl、KCl、NaOH和Fe(NO_3)_3四种活化剂预处理褐煤,制备得到了活性炭吸附剂,分析了不同活化剂处理获得的褐煤活性炭的比表面积、孔容和吸附性能,研究了不同活化剂处理对活性炭吸附废水中Mn~(2+)的影响。结果表明:负载KCl制备得到的煤基活性炭比表面积和孔容最大;在吸附剂投加量为5 g,温度为25℃,pH=7,吸附时间为60 min时,对水体中的Mn~(2+)去除率顺序为:K-ACNa-ACH-ACSL-ACFe-AC,K-AC对Mn~(2+)的去除率达到97.4%。     

铁基催化剂的硫化及其对煤直接液化的影响

在适宜条件下对Fe2O3,FeSO4和FeS作硫化处理,作XRD,SEM和EDS表征,并以新疆五彩湾煤作试样,通过加氢催化液化实验比较了硫化前后三者的催化活性.XRD和EDS结果表明,三种铁化合物硫化后都生成了磁黄铁矿(Fe1-xS).当以油产率为目标,三者的催化活性顺序:硫化前为Fe2O3>FeSO4>FeS,硫化后为(Fe1-xS)FeSO4>(Fe1-xS)Fe2O3>(Fe1-xS)FeS.特别是(Fe1-xS)FeSO4,SEM表明其粒径明显变小,形成规则的纳米球.因此,催化活性显著提高,可使具有高惰质组特点的新疆五彩湾煤油产率提高11.5%,达到74.71%,转化率提高7%,达到79.8%.     

纳米SiO2表面改性及耐电晕漆包线漆的制备

采用纳米粒子改性、逐步分散的方法解决漆包线漆中纳米粒子团聚的难题。分别用乳化剂OP-10、硅烷偶联剂AP1231、硅烷偶联剂A112、γ-丙基三甲氧基硅烷(KH-560)和N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺(KH-792)5种改性剂对纳米SiO₂粒子表面进行改性，研究改性剂种类、改性剂用量、改性温度及改性时间对纳米SiO₂粒子改性效果的影响，通过耐电晕性能测试对比了改性前后的纳米SiO₂粒子对耐电晕漆包线漆性能的影响，并用透射电子显微镜(TEM)观察改性前后纳米SiO₂粒子的分散状况。结果表明：经KH-560改性后的纳米SiO₂在漆包线漆中分散性最好，其最佳工艺条件为：KH-560质量分数为1.5%，改性温度为90℃，改性时间为4 h。将改性后的纳米SiO₂逐步均匀分散到漆包线漆中，可以得到高稳定性、耐电晕时间>50 h的漆包线漆，适宜的纳米SiO₂添加量为13.5%。     

胶凝剂对煤矸石多孔材料性能的影响

以周源山煤矿煤矸石作原料,硅溶胶作胶凝剂、十二烷基硫酸钠作发泡剂制备密度0.6 g/cm3的煤矸石多孔材料.研究了水固比对煤矸石料浆粘度和煤矸石多孔坯体干燥行为的影响,促凝剂对胶凝剂胶凝时间的影响,胶凝剂加入量对煤矸石多孔坯体与烧结体强度的影响,考察了样品断面的气孔形貌.结果表明,水固比为0.3时煤矸石料浆粘度为558.2 mPa·s、促凝剂占胶凝剂0.75wt％～1.0wt％,硅溶胶与煤矸石质量比为0.5时,泡沫浆料的胶凝时间满足操作要求,坯体干燥时不开裂;烧结体抗压强度为1.82 MPa,总气孔率72.6％,气孔分布均匀、孔径大小较为均一、约为100 μm.     

微波溶胀对五彩湾煤直接液化影响的研究

采用NMP/CS(2体积比1︰1)混合溶剂,在微波辐射下对五彩湾煤进行溶胀处理,并将原煤和微波溶胀煤样进行对比表征和加氢液化实验,考察了液化反应温度、反应气氛、溶胀剂对液化效果的影响。结果表明:微波溶胀后,煤样孔隙结构显著增加,结构发生变化。在液化条件是温度450℃、氢初压6.0 MPa、溶煤比1.75︰1和反应时间60 min,油产率和转化率分别是原煤55.02%和76.76%,微波溶胀煤74.03%和84.78%。     

褐煤碳结构与含氧官能团分析方法研究

针对褐煤的结构特点（无定型碳结构和高氧含量等）,介绍了其各种含氧官能团和碳结构的分析方法,对化学滴定法、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和X-射线衍射（XRD）光谱分析方法进行了说明和比较;重点解释了一种使用傅里叶变换拉曼光谱（FT-Raman）半定量分析褐煤及其衍生半焦炭结构的方法。根据褐煤及其半焦炭的碳结构特征,Raman光谱被解析为具有一定物理意义的10个子峰,试验证明该方法能够有效地半定量分析无定型碳结构中的分子结构信息。     

H_2O_2氧化胜利褐煤制备腐植酸的影响研究

氧化预处理是褐煤制备腐植酸工艺中提高腐植酸产率的有效手段,以胜利褐煤为原料,腐植酸产率为目标值,考察了不同介质、氧化温度、H_2O_2质量分数及氧化时间等反应条件对氧化褐煤制备腐植酸产率的影响,对煤样和腐植酸产物进行了氧含量和含氧官能团的分析。结果表明,H_2O_2氧化褐煤可以明显促进腐植酸产率增加,H_2O_2和NaOH混合溶液对褐煤氧化时,腐植酸产率大于单一介质处理时的腐植酸产率;随着反应温度的升高,腐植酸产率逐渐增大;随着H_2O_2质量分数的升高,腐植酸的产率逐渐增加;随着氧化反应时间增大,腐植酸的产率在60 min时达到最大值。通过分析表明,氧化后腐植酸中氧质量分数明显增加,含氧官能团的种类没有明显变化,但是羧基和酚羟基质量分数分别增加了50.0%和33.7%。     

褐煤含氧官能团对腐植酸产率的影响

空气作为氧化剂对胜利褐煤进行预氧化,采用碱溶酸析法提取褐煤腐植酸.研究氧化温度和氧化时间对褐煤含氧官能团质量摩尔浓度及腐植酸析出规律的影响,拟合了含氧官能团质量摩尔浓度和腐植酸析出量之间的关系.结果表明:随着氧化温度的升高,胜利褐煤表面含氧官能团质量摩尔浓度先增加后减少,褐煤中羧基质量摩尔浓度在150℃时达到最大值;随着氧化时间的增加,褐煤含氧官能团质量摩尔浓度逐渐增加;腐植酸产率随着氧化温度和氧化时间的增加而增大,随着含氧官能团质量摩尔浓度的增加而上升,酸性含氧官能团含量与腐植酸析出量之间的拟合关系式为y=32.36x-168,R~2=0.67.     

高惰质组分五彩湾煤直接液化性能研究

以新疆五彩湾煤为研究对象,进行了煤质和热解分析,考察了溶煤比、反应时间、氢初压和反应温度对其加氢液化效果的影响.结果表明,尽管五彩湾煤惰质组含量高达81.5%,镜质组最大反射率达到0.73%,挥发分低于37%,H/C仅为0.59,但在氢初压仅为6.0MPa,溶煤比1.75和反应时间60min条件下,其最佳液化温度为450℃,油产率和转化率分别达到55.20%和76.76%,仍然具有良好的液化性能.