特殊钢渣超微粉改性废弃核桃壳制备钢渣基生物质活性炭及其吸收氯气的性能

以特殊钢渣超微粉与废弃核桃壳为研究对象,利用特殊钢渣超微粉的化学成分对废弃核桃壳进行改性处理制备钢渣基生物质活性炭。研究废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的质量比、特殊钢渣超微粉细度和吸附环境温度对钢渣基生物质活性炭吸收氯气性能的影响。结果表明:废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的质量比为100∶6,特殊钢渣超微粉的细度为600目,吸附环境温度为30 ℃时钢渣基生物质活性炭吸收氯气性能较好。特殊钢渣超微粉中Fe₂O₃具有磁性有利于氯气在钢渣基生物质活性炭表面形成富集,提高其吸附能力,CuO和MnO具有催化性可以协助促进钢渣基生物质活性炭的吸附能力。特殊钢渣超微粉细度过大,会造成小粒径颗粒团聚,从而影响钢渣基生物质活性炭对氯气的吸附能力进一步提高;在特殊钢渣超微粉粒径较小时,均匀性较好的特殊钢渣超微粉对提高钢渣基生物质活性炭吸附氯气较小。较高的吸附环境温度可能导致钢渣基生物质活性炭对氯气出现解析现象;同时钢渣基生物质活性炭表面没有出现特殊钢渣超微粉团聚与沉积的现象,具有层状结构特征,为吸附氯气提供了空间。      

基于响应曲面法制备钢渣–花生壳基生态活性炭及其吸附性能研究

以钢渣超微粉和花生壳为原料制备钢渣–花生壳基生态活性炭,基于响应曲面法研究微波功率、浸渍比、钢渣掺量和钢渣细度对钢渣–花生壳基生态活性炭对甲醛气体吸附率的影响,并对其进行优化处理.利用X-射线红外光谱仪、场发射扫描电镜、比表面积及孔径测定仪等对钢渣–花生壳基生态活性炭进行表征分析.结果表明：钢渣–花生壳基生态活性炭最优制备参数为微波功率530 W,钢渣细度1160目,钢渣掺量(质量分数)10.8%,浸渍比1.25,其对甲醛气体的吸附率为94.14%.影响钢渣–花生壳基生态活性炭性能的因素次序依次为：微波功率、钢渣掺量、浸渍比、钢渣细度,其中微波功率与浸渍比、微波功率与钢渣掺量、钢渣掺量与钢渣细度均存在显著交互作用.适量钢渣改性活性炭有利于形成规则的孔结构、提高表面酸性官能团含量以及增强表面极性.     

钢渣生态水工砖制备及其性能

用钢渣作骨料制备生态水工砖,既解决了钢渣大量堆积产生的污染问题,同时又降低了对砂石骨料的过分依赖。本文用热闷处理后的钢渣代替砂石骨料制备生态水工砖,研究钢渣掺入量、钢渣粒径、骨胶比等对生态水工砖透水率、抗压和抗折强度的影响规律,分析生态水工砖透水率与抗压、抗折强度之间的相互关系。结果表明：钢渣粒径为4～5.5 mm时性能较好,生态水工砖透水率、抗压和抗折强度分别为5.6×10^-2 cm/s、45.45 MPa和6.59 MPa。显气孔率直接影响透水性,高显气孔率表示材料含有较多的孔,有利于水流的通过,但也会导致抗压和抗折强度下降。生态水工砖透水率与抗压强度存在负线性相关性,而与抗折强度相关性不大。剖析生态水工砖高透水性形成机制,为制备兼备高透水率和高抗压强度生态水工砖提供新思路。     

改性多孔钢渣/橡胶复合材料的制备及其性能

用磷酸、硅烷KH550和钢渣制备改性多孔钢渣, 以改性多孔钢渣取代部分炭黑.利用改性多孔钢渣、炭黑、橡胶、促进剂、硫磺、硬脂酸和氧化锌进行复合, 制备一系列改性多孔钢渣/橡胶复合材料, 研究了磷酸/钢渣质量比、硅烷KH550/多孔钢渣质量比、促进剂/硫磺质量比、硬脂酸/氧化锌质量比和改性多孔钢渣/炭黑质量比对改性多孔钢渣/橡胶复合材料力学性能的影响, 并且分析其影响机理.结果表明, 当磷酸用量为1.2 g、钢渣用量为30 g、硅烷KH550用量为0.3 g、炭黑用量为20 g、促进剂用量为0.8 g、硫磺用量为1.2 g、硬脂酸用量为0.8 g、氧化锌用量为2.2 g和橡胶用量为100 g时, 改性多孔钢渣/橡胶复合材料的力学性能较好, 即拉伸强度为18.4 MPa、邵尔A硬度为68.8、撕裂强度为44.6 kN·m-1.磷酸与硅烷KH550可以改善钢渣的孔结构与表面结构; 适量的促进剂/硫磺质量比与硬脂酸/氧化锌质量比可以消除硫磺形成的内硫环, 促使橡胶交联键稳定.改性多孔钢渣与橡胶以物理方式进行复合形成良好的包裹结构.      

竹活性炭比表面积及其孔径对TiO2/BAC光催化降解甲醛性能的影响

[目的]研究竹活性炭比表面积及其孔径对TiO2/BAC光催化降解甲醛性能的影响.[方法]以竹子为原料,按照不同浸渍比,用磷酸活化法制备不同孔径和比表面积的系列竹活性炭(BAC)作为载体;通过溶胶凝胶法制备负载型光催化剂(TiO2/BAC),以水溶液中的甲醛作为目标污染物,考察所得的一系列负载型光催化剂的光催化性能;采用氮气吸附、SEM 进行表征,研究了竹活性炭的孔径和比表面积对负载型光催化剂性能的影响.[结果]竹活性炭吸附和TiO2光解的协同效应使TiO2/BAC光催化剂对水溶液中甲醛的处理效率显著提高;比表面积较大、微孔较多、平均孔径为2～3 nm的竹活性炭有利于TiO2的负载,制备得到的复合光催化活性较高.[结论]为TiO2光催化剂的固化负载研究提供了理论依据.     

生物质活性炭制备技术及其在生态环境领域的应用——评《生物质活性炭制备及性能研究》

作为活性炭的一种,生物质活性炭由于制备原材料来源广、吸附能力强、应用范围大等特点而受到社会各界的青睐。加深对生物质活性炭的认识、提高生物质活性炭的制备及工业化利用是当前急待解决的重要问题。由李红艳编著的《生物质活性炭制备及性能研究》(化学工业出版社,2019年9月第1版)一书围绕生物质活性炭制备的全过程循序渐进地展开,框架清晰、理论全面,既体现了同类书中传统活性炭的相关内容,又创新性地凸显了农业废弃物资源化的思想。     

利用铁尾矿高温改性钢渣的性能

研究了铁尾矿高温改性处理对钢渣体积稳定性和胶凝性能的影响,结合X射线衍射分析、扫描电镜观察和能谱分析等测试方法,对改性钢渣的矿物组成和微观形貌进行了分析.发现铁尾矿的高温改性显著降低了钢渣中游离氧化钙(f-CaO)的含量,提高了钢渣胶凝性能.铁尾矿掺加质量分数为20%和处理温度为1250℃时,钢渣中f-CaO的质量分数由4.84%降低至1.82%,降幅达到62.4%,28d活性指数比原始钢渣体系提高5.6%.铁尾矿掺量由10%增加至30%时,改性钢渣中相继出现镁蔷薇辉石、镁黄长石和钙镁辉石等硅酸盐矿相.高温改性过程促使RO相分解,RO相中的FeO转化为磁铁矿相(Fe₃O₄).     

钢渣改性制备高性能化工填料的研究与应用

摘要：钢渣是炼钢过程中产生的一种无机固体废弃物,其产量大、利用率低,目前主要用于水泥、混凝土等建筑材料领域,存在安定性不良、产品价值相对局限等问题。橡胶、涂料的制备过程中通常需要添加各种填料来降低生产成本和改善产品性能,常用的填料炭黑、硫酸钡等生产工艺复杂,资源消耗较大。钢渣中SiO2、CaO、MgO、FexOy等成分与多孔结构具有制备化工填料的潜在价值。研究表明,结合常温造孔与表面改性技术,采用磷酸溶液去除钢渣中f CaO协同硅烷偶联剂改性处理钢渣表面制备钢渣基橡胶填料,实现了在橡胶输送带覆盖胶中替代补强填料炭黑达到30%;在粒径、孔结构控制技术的基础上结合真空负压技术研制15~23μm钢渣基复合颜填料,其添加量为涂料总量的10%~25%,实现了颜填料阻燃 防锈 填充多功能一体化。钢渣改性制备高性能化工填料实现了钢铁企业“以废增效”和跨产业企业“以废降本”,具有广阔的发展前景。     

生物质多孔碳基复合相变材料制备及性能

目前,通过多孔高导热载体与相变材料复合的方式提升有机复合相变材料综合性能的方法得到广泛应用。多孔碳作为负载能力强,导热性能良好的载体材料成为研究的热点,但如何绿色、廉价、简易地制备出该类载体仍是研究的难点。本文以天然生物质材料松木和竹木为碳源,在梯度温度和氮气气氛下热处理,使生物质材料碳化并进一步发生石墨化转变,制备出生物质天然孔道结构的多孔高导热碳基载体材料。采用真空熔融浸渍法将有机相变材料石蜡和多孔碳基载体材料进行高效复合,制备得到生物质多孔碳/石蜡复合相变材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、同步热分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、压汞分析仪（MIP）、差示扫描量热仪（DSC）、激光导热仪对载体材料及复合相变材料进行结构表征和性能测试。测试结果表明:生物质多孔碳载体材料孔道结构保存完好,石墨化转变明显,保证了有机相变芯材的高效稳定负载。传热效率上,相比于纯石蜡芯材,以松木和竹木为碳源制得的多孔碳/石蜡复合相变材料热导率分别提高了100%和216%,达到了0.48 W·m?1·K?1和0.76 W·m?1·K?1。在此基础上,通过对比松木和竹木为原料制得的复合相变材料的芯材负载量,相变焓值,热导率的变化,进一步探讨了生物质结构对复合相变材料性能的影响机制。      

改性煤基活性炭的吸附性能试验研究

采用酸、碱对煤基活性炭进行表面改性,并以自制吸附装置考察室温下改性前后的活性炭对四氯化碳、苯的吸附能力。结果表明:经酸、碱改性的活性炭对四氯化碳的吸附能力都有所提高,但对苯的吸附性能没有明显改善;用浓度为0.676 2mol/L的硝酸溶液12.5mL酸改性活性炭可用于处理含Pb2+废水。     

活性炭纤维负载CuO改性及其性能表征

以Cu(NO_3)_2溶液作为前躯体,采用浸渍–煅烧法对盐酸预处理后的活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)毡进行负载氧化铜化学改性,制备CuO/ACF电极材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、比表面积及孔径分析仪以及傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对ACF及其负载CuO后的形貌与结构、元素组成、比表面积、孔径等进行观察与分析,并利用电化学工作站测试其电化学性能。结果表明:经过负载CuO化学改性的CuO/ACF电极材料,比表面积及孔容较改性前分别下降31.94%和33.95%,表面含氧基团增多,出现明显的Cu—O键,CuO/ACF电极材料中Cu元素的质量分数为13.7%;负载CuO后比电容升高17.95%,电吸附性能提高。CuO/ACF材料可作为电极材料用于去除废水中的无机盐离子。     

Preparation of Ce-TiO2/carbon aerogel electrode and its performance in degradation of 4-chlorophenol

Ce-TiO₂/CA (carbon aerogel) electrode was prepared by sol impregnation approach. The XRD (X-ray diffraction) and Raman spectra reveal that the TiO₂ is anatase. The UV–vis diffuse reflectance spectra show that the optical absorption edge for Ce-TiO₂/CA is red-shifted to 535 nm compared with TiO₂/CA. Under visible light irradiation, the photocurrent density increment on Ce-TiO₂/CA is 75 times that on Ce-TiO₂/FTO (fluorine-doped tin oxide). The electrochemical impedance spectroscopy reveals that the conductivity of Ce-TiO₂/CA is much better than the Ce-TiO₂/FTO. Furthermore, the Ce-TiO₂/CA can be used to the highest electrosorptive photodegradation for 4-chlorophenol wastewater degradation, which is ascribed predominantly to the efficient reduction of electron–hole pair recombination in the photocatalysts.     

超级电容器用高比表面活性炭的制备与电化学表征

以富含多环芳香烃的廉价有机物为前驱体,采用化学活化方法制备了超级电容器用高比表面活性炭和活性炭电极.考察了活化温度对活性炭电极比电容量的影响,研究了活性炭材料的比表面积和孔结构与活性炭电极的充放电性能之间的关系,并对活性碳电极进行了电化学表征.结果表明,在500～700 ℃范围内,随着活化温度的提高,活性炭电极的比电容量显著增大,当活化温度超过700 ℃时,活性炭电极材料的比电容量变化不明显.700 ℃活化温度下所制备的活性炭材料呈现明显的多孔结构,孔容为1.038 cm3/g,比表面积为1 959 m2/g;所制成的活性炭电极比电容量为210 F/g,等效内阻为0.9 Ω/cm2,10 mA/cm2充放电500次后保持90%以上电容量,交流阻抗图谱在频率低于转化点时表现出纯粹的电容行为,循环伏安曲线显示出良好的可逆特性.     

煤基磁性活性炭的制备

以大同烟煤为原料、Fe₃O₄作为添加剂,催化制备了煤基磁性活性炭(MCAC).利用氮气吸附等温线表征了MCAC的孔隙结构,并考察了其吸附性能(碘值、亚甲兰值)和磁学性能.结果表明,Fe₃O₄对MCAC孔隙的产生具有催化作用,有利于活性炭中孔的形成和发育.其中添加10% Fe₃O₄的MCAC中孔率高达76.0%.MCAC与普通活性炭(AC-0)相比,碘吸附值明显降低,而亚甲兰吸附值显著提高.添加7% Fe₃O₄的MCAC,其碘值降低了25.5%,亚甲兰值提高了79.9%.添加适量的Fe₃O₄制备的MCAC具有较高的比饱和磁化强度和磁导率.Fe₃O₄质量分数为4%和10%时,所得MCAC的比饱和磁化强度分别是AC-0的24.4倍和44.5倍.     

提金活性炭吸附材料的制备与研究现状

活性炭因具有优异的吸附性能和来源广泛等特点,在黄金工业提金工艺生产中得到广泛应用.总结了提金活性炭制备材料、结构性能的研究现状,介绍了活性炭的制备方法及活化手段,其中活化手段主要分为物理活化法、化学活化法和物理-化学联合活化法,且化学活化法效果最佳、应用最为广泛.阐述了氰化浸金体系和非氰浸金体系提金活性炭的应用现状及新...     

复层铁基粉末冶金材料的制备及其摩擦学性能分析

采用粉末冶金工艺制备基体致密、表层多孔含油的双层复合铁基粉末冶金材料,用HDM-20端面摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能。结果表明,当复层材料表层的孔隙率约为23%时,试样稳定运行时间长,减摩耐磨性能好;与相近孔隙率的单层材料相比,复层材料的减摩耐磨性能与承载能力得到明显提高。     

石墨烯的制备及其超级电容性能

以鳞片石墨为原料,采用化学氧化还原法制备了高品质的石墨烯.借助X射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、氮气吸附-脱附实验、恒流充放电实验、循环伏安法和交流阻抗谱技术对石墨烯的结构、形貌、表面性能和超级电容性能进行了系统研究.X射线衍射、扫描电镜和透射电镜结果表明,石墨烯整体上呈现无序结构,外观具有蓬松、透明的薄纱状及本征性皱褶,其BET比表面积为14.2m²·g^-1,总孔容为0.06cm³·g^-1,平均孔径为17.3nm.交流阻抗谱测试结果表明,石墨烯电极具有较小的阻抗,其等效串联电阻为0.16 Ω,电荷传递电阻为0.55 Ω.恒流充放电和循环伏安测试结果显示：石墨烯电极具有良好的功率特性和循环稳定性,电容特征显著.在2、5、10和20mV·s^-1扫描速度下的放电比电容分别为123、113、101和89 F·g^-1;即使是50mV·s^-1的高扫速,放电比电容仍可达69F·g^-1.     

活性炭负载离子改性及其去除水中氰离子的研究

文中提出了一种基于配位交换吸附去除水中氰离子的方法,并进行了试验研究。试验以活性炭为载体,通过对Cu2 ,Ni2 的吸附及负载,实现对活性炭改性;经改性后的活性炭,对CN-有良好的吸附性能。试验结果表明,用改性后的活性炭处理水中的氰离子,能将水中CN-的质量浓度降低至国家排放标准0.5mg/L以下;测得改性活性炭对CN-的饱和吸附量可达到22mg/g左右,从而获得了一种新的固液分离除氰材料。改性活性炭对CN-的吸附是基于CN-与Cu2 ,Ni2 的配位性质,因此不受水溶液中其他共存离子影响,具有较高的选择吸附性。     

基于生态化低碳经济模型对钨工业污染物排放减量化的探讨

钨工业还存在着总能耗高,污染物（废渣、废水、废气）排放量多、循环综合利用难等突出问题.本文根据生态学食物网链原理,将钨产业链分为生产者、消费者和分解者三个基本组成部分进行链接,构建新型的钨产业链生态化低碳模型,对废水、废气和废渣的产生原因进行重点分析,并运用生态链接的方法解决这些问题.这对钨工业科学发展有着重要意义.