半封闭一步热解法制备层状类石墨相C3N4及其性能表征

在半封闭系统中一步热解三聚氰胺,采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、化学元素分析(EA)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析热解产物的结构和形貌,并用热重分析(TG)和荧光分析(PL)研究了产物的热稳定性和荧光性质.XRD分析表明随着热解温度的提高,产物由Melem逐步转变为石墨相结构;FTIR和XPS分析结果表明,产物主要由含有大量sp2C-N双键和sp3C-N单键的碳氮结构组成;TEM照片显示产物具有多层结构.研究结果显示,当热解温度达到650℃时,可以获得碳氮量比为O.738的类石墨相结构C3N4.所制备的C3N4起始热分解温度达到700℃,在460 nm具有较大半峰宽的荧光吸收峰.该文研究为大规模制备类石墨相C3N4提供了一种新方法.     

剪纸状碳的合成及其吸附性能

以二茂铁和四氯乙烯作为反应物,采用热解法在600℃反应10 h得到一种高产率的剪纸状的碳片.扫描电镜的结果表明,剪纸状碳材料的厚度为20～40 nm,宽度为100～200nm.通过氮气吸附-脱附等温曲线计算出产物的比表面积高达1 209m2/g,孔径分布在0.58～1.2 nm之间.一系列对比实验表明,合成剪纸状碳材料的最佳条件为:0.093 g二茂铁,反应温度为600℃,反应时间为10 h.通过调整二茂铁与四氯乙烯的比例,可控制产物的形貌从剪纸状转化为空心球.剪纸状碳对于苯酚的吸附性能(82％)要远高于对罗丹明B的吸附性能(48％),并对其给出了可能的解释.     

聚碳硅烷热解产物抗氧化性能的研究

在流动氩气中将聚碳硅烷(PCS)于不同温度下进行热解处理制得热解产物,对其进行抗氧化实验,并采用XRD、EDX对PCS热解产物及其氧化产物的物相和成分组成进行表征.结果表明,PCS于1000℃的热解产物主要为无定形的SiC、SiO2和C;随着温度的升高,SiC晶体尺寸逐渐增大,1560℃的热解产物仍由立方SiC、无定形C和SiO2组成;PCS热解产物中的SiO2含量以及SiC的晶化度对其起始氧化温度有一定影响;热解产物中SiO2、SiC氧化形成的SiO2使得PCS热解产物在高温下具有良好的抗氧化性能.     

热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。     

生物质快速热裂解炭的分析及活化研究

采用化学(KOH)方法对两种具有代表性的生物质原料(花梨木和稻壳)的快速热裂解固体产物-热解炭进行了活化,并采用氮吸附、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)和扫描电镜(SEM)技术测试了热解炭的结构特性、表面特性以及物理化学性质.结果表明,这两种热解炭经过活化后可以获得许多优良的性质,固定碳含量增加,灰分含量减少.同时,活化后BET比表面积迅速增大,超过1100m2/g,而且热解炭的石墨化程度都有所加深.热解炭通过活化过程可以实现其高品质利用,有利于生物质热裂解技术的工业化发展.     

废轮胎热解炭吸附脱汞实验研究

采用管式炉反应器对废轮胎进行热解,并利用固定床吸附装置研究废轮胎热解炭对单质汞的吸附脱除特性.采用化学浸渍法对热解炭进行改性,研究改性后热解炭的汞吸附特性,改性药剂氯化物分别为HCl,NaCl,KCl,NH_4Cl,ZnCl_2,FeCl_3,BaCl_2,过渡金属盐分别为Cu(NO_3)_2,Fe(NO_3)_3,Mn(NO_3)_2,Ce(NO_3)_3,Zr(NO_3)_4.研究结果表明,热解炭产率随着温度升高而降低,550℃热解炭的Hg 0吸附效果最优,30 min累积汞吸附量达到1.674 5μg/g.550℃热解炭经HCl,NaCl,Cu(NO_3)_2和Zr(NO_3)_4改性后,汞吸附性能得到显著增强,而KCl,ZnCl_2,BaCl_2使热解炭吸附汞性能受到抑制.     

不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700 ℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700 ℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m²/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500 ℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。     

不同热解温度对生物质炭8种元素含量的影响

以水稻秸秆为原材料,研究不同热解温度(350,450,550,650,750℃)对生物质炭的产率、pH值和8种元素含量以及挥发特性的影响.结果表明:当热解温度由350℃上升至750℃时,生物质炭pH值介于9. 54～10. 90之间,并呈现先升高再下降的趋势;产率由43. 7%下降至31. 2%;全碳(TC)和全氮(TN)的含量分别从433. 72 g·kg-1和12. 53 g·kg-1下降至355. 37 g·kg-1和4. 34 g·kg-1,而全磷(TP)、全钾(TK)、铜(Cu2+)和钼(Mo2+)的含量则表现为升高,锌(Zn2+)和锰(Mn2+)含量与pH值变化趋势相近.在热解过程中TC和TN挥发最多,而TK和Cu2+则表现为富集.回归分析发现,热解温度与生物质炭pH、产率和元素含量(Zn2+除外)均呈极显著线性关系(P 0. 01).     

赤铁矿对2种低阶煤热解特性影响

为研究赤铁矿对新疆哈密(HMR)和陕西子长(ZCR)2种低阶煤热解特性影响,在热重分析仪和固定床实验基础上,采用气相色谱仪对热解气相产物组成分析。实验结果表明:外加赤铁矿使HMR和ZCR失重率增大,600℃时,添加20%赤铁矿的HMR和ZCR热解失重率分别增加3.84%和3.23%;当固定床热解温度为600℃时,HMR和ZCR热解焦油产率达到最大,分别为8.91%和10.23%.当赤铁矿添加量为20%时,HMR和ZCR热解转化率分别提高1.97%,0.49%.随着赤铁矿添加量的增加,HMR和ZCR热解气相产物中H2,CH4,CO和CO2产率明显提高,当赤铁矿添加量为25%时,CH4产率分别提高12.56和6.78 m L/g;赤铁矿与煤内在矿物质脱除均对HMR和ZCR热解活化能降低起到促进作用,对活化能的降低顺序为HMR内在矿物质ZCR内在矿物质赤铁矿。     

木质素基生物炭制备及对亚甲基蓝的吸附性能

研究温度对生物炭得率、吸附性能的影响.采用无氧慢速热解的方法,以酶解木质素为原料,制备不同温度下的生物质炭,测定热解得率、生物炭得率、挥发分、灰分及对亚甲基蓝的吸附值.热解试验结果表明:随着炭化温度从300℃逐渐升高到700℃,热解得率先降低后升高,挥发成分先升高后降低,生物炭得率先降低后升高.在500℃时,热解得率和生物炭得率分别为54.09%和50.77%,灰分含量为3.32%,挥发分含量为45.91%;热解温度为300℃时,木质素基生物炭对亚甲基蓝的吸附值最大,为37.31 mg/g;热解过程中,C—H、C=O键断裂.