烟煤空气气化半焦的孔隙特性

利用氮气吸附的方法,测量了枣庄烟煤及其在常压流化床空气气氛下的气化半焦的比表面积、总孔体积、孔径等参数,研究结果表明:在空气气化过程中孔隙结构变得发达,比表面积、总孔体积明显增大,孔径明显减小,且随着温度的升高,半焦的比表面积,孔隙率也明显增大,平均孔径明显减小.并与氮气热解半焦进行对比,气化半焦的比表面积和总孔体积都明显的增大.     

循环煅烧/碳酸化反应中CaO微观结构变迁特性

对CaO在循环反应中的碳酸化特性和微观结构变迁特性进行了研究.研究表明,CaO在700 ℃碳酸化时能取得最佳的CO2捕捉性能,高煅烧温度不利于CaO的碳酸化.随着循环次数的增加,CaO的孔隙由粗糙、具有网状连接和多孔的结构逐渐向平滑、孔间连接较差和较少孔的结构转变.CaO比表面积和比孔容均随循环次数增加而减小.前10次循环反应使CaO比表面积衰减迅速,此后变化缓慢.随着循环次数的增加,CaO的孔容和孔表面积分布均变差,CaO平均孔径逐渐增大.每次循环中,CaO中孔(2～50 nm)的孔表面积大于大孔(大于50 nm)的孔表面积.CaO碳酸化转化率随其比表面积和比孔容增加而增大,但当超过比表面积和比孔容的临界值后其转化率则可能减小.     

纤维素在炭化和活化过程中的结构变化

以纤维素为原料,通过在氮气氛下炭化和水蒸气活化得到纤维素基炭.采用热分析、傅里叶红外光谱、X射线衍射及低温N2吸附测试手段研究了纤维素的炭化和活化过程以及过程中炭微晶结构和比表面积的变化.纤维素分子结构中的C—OH、C—O—C、C—H等基团在280~380℃之间大量分解,380℃后少量裂解产生的小分子碎片或基团持续分解,同时碳元素发生结构重排,形成石墨微晶.炭化温度是影响纤维素基活性炭微晶结构及孔结构的关键因素,随炭化温度的升高,石墨微晶尺寸变大,孔结构得到发育,但活性炭的比表面积则呈先增加后下降趋势,当炭化温度为600℃时所得活性炭比表面积最大;炭化时间对炭微晶结构及比表面积的影响不显著;随着活化时间的延长,先是炭结构中的非微晶碳被氧化,比表面积及总孔容积变大,然后微晶碳被氧化,微晶结构被破坏,炭中部分微孔变成中孔或大孔,导致比表面积及总孔容积变小,当微晶间的非微晶碳被充分氧化而又不破坏原微晶结构时得到的炭孔隙最丰富.     

高温水冷后花岗岩微观孔径及渗透性分析

高温热处理后岩石的物理力学性质的变化与其内部孔隙结构的改变有关.以高温水冷处理后的两种花岗岩为研究对象,进行了气体渗透试验,研究了其渗透性随温度的演化规律及微观孔隙结构的变化,并利用比表面积及孔径分析测试从微观层面分析了高温水冷处理后花岗岩的损伤演化和裂隙发育机理,为宏观物理性质改变提供了理论依据.结果表明,两种不同的花岗岩在受到高温水冷后表现出相同的规律,随着温度的升高,岩石内部逐渐产生温度裂隙,比表面积增大、总孔体积增大.利用比表面积及孔径分析得到了岩石内部纳米级孔隙的分布情况,发现在温度的作用下岩石内部的介孔受温度的影响最大.可见,在高温热处理后花岗岩内部的温度裂隙是影响岩石物理性质的主要因素之一,同时利用比表面积及孔径分析测试可以得到花岗岩内部的纳米级孔隙分布情况,为花岗岩的微观孔隙结构研究提供了技术支持.     

湿生物质催化气化固体产物的微观结构分析

为深入地认识一种伴随有CO2吸收的湿生物质催化气化技术,对该过程中有代表性的固相:如,半焦、吸收剂、催化气化固体残留物进行微观结构分析.结果表明:湿生物质半焦具有更加丰富的微孔结构,其比表面积和孔容积相对于干物质半焦分别增加了17%和19%;Ca(OH)2以及水合Ca(OH)2的高温分解能提高比表面积和孔容积,且产物CaO的孔径分布随水合Ca(OH)2中水分含量的增加而上升.温度对湿生物质催化气化固体残留物的微观结构有较大的影响,随着温度的升高,其比表面积曲线呈S型,孔容积曲线则先略微降低后迅速升高.     

热处理对纳米钨粉体微结构的影响

采用紫钨氢还原制备纳米钨粉体并对其进行热处理,通过样品的形貌、物相、含量、比表面和孔结构的表征,分析晶格的变化和晶粒的长大机理.结果表明,经热处理后的纳米钨粉体更致密,形状更规则,晶格由收缩变膨胀;比表面积和孔径减小,粒径增大且分布更均匀.随着热处理温度升高,晶格膨胀趋于稳定;当热处理温度达到1 200℃时,晶粒长大迅速,其长大机理可根据晶界迁移进行解释.     

煤气化半焦的孔隙结构

用氮气等温吸附(77K)方法测量了原煤及其加压、常压部分气化后半焦的BET比表面积,并通过BJH法计算了孔比表面积、孔容积、孔径和孔分布．结果表明,原煤在转化为半焦的过程中,孔隙结构变得发达,比表面积、孔比表面积和孔容积明显增大．实验发现半焦的孔比表面积和孔容积分布曲线存在2个明显的峰值,第1个尖峰对应的孔径稍小于2nm,说明微孔的比表面积大大增加;第2个尖峰对应的孔径在3.8nm左右,说明中孔的比表面积增加很快以至于出现了中孔的扩展．加压气化后的半焦孔隙结构更加发达,加压气化比常压气化更能促进半焦孔隙的生成和发展．     

热处理对纳米TiO_2/SiO_2复合粒子微结构的影响

为了掌握热处理对纳米复合材料微结构的影响情况,采用溶胶-凝胶法制备了高比表面积及大孔容的纳米TiO2/SiO2复合粒子.利用热分析、XRD、FTIR和比表面积测试仪等仪器对不同热处理条件的纳米复合粒子进行了表征.结果发现,纳米复合粒子中TiO2的锐钛矿型和金红石型晶型转变温度分别由一般的350℃和600℃升高到660℃和770℃,晶粒度随热处理温度的升高和时间的延长而增大;同时,随着热处理温度的升高,复合粒子的比表面积逐渐减小,且微孔减少比例由小孔径微孔占多数逐渐转变为较大孔径微孔占多数.     

TiO2/竹炭复合体光催化材料的孔隙结构及分布

采用比表面积及孔径分析技术,测定了浸渍法制备的TiO2/竹炭复合体光催化材料的氮吸附等温线,进而运用BET理论计算了其比表面积、总孔容积和平均孔径分别为359.81 m2/g、0317 2 cm3/g和3.526 nm。同时,依据BJH模型分析了其中孔的孔隙结构参数和孔径分布。结果表明：经过纳米TiO2改性的竹炭不仅保留了竹炭固有的孔隙结构,而且其比表面积、孔容积、孔径都有所增加。经纳米TiO2改性制备的光催化材料的中孔孔容积比竹炭提高了65.86 %。     

载体焙烧温度对苯选择加氢制环己烯Ru-Fe-B/ZrO2催化性能的影响

考察二氧化锆载体焙烧温度对苯选择加氢Ru-Fe-B/ZrO2催化剂催化性能的影响.研究发现,随焙烧温度的升高,载体比表面积减小,孔径增大,单斜相含量增加,且随载体焙烧温度升高,催化剂活性降低,而环己烯选择性升高.催化剂的活性降低是由载体的比表面积减小造成的.而环己烯选择性升高不但与载体比表面积减小有关,而且还与载体的孔径增大和富含羟基的单斜相增加有关.这表明具有适中比表面积、中孔结构甚至含有部分的大孔单斜二氧化锆是苯选择加氢催化剂的理想载体.     

人粪生物炭的制备及性能分析

以人粪为原料制备生物炭,以得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为评价指标,考察制备过程中升温速率、热解温度和热解时间等因素对自制人粪生物碳吸附性能的影响。利用比表面积及孔径分析仪分析人粪生物碳的孔径分布和孔容以及比表面积。利用扫描电镜和XRD对生物碳的表面形貌和晶体结构进行分析。采用正交实验,确定最佳制备工艺条件。研究结果表明:在最优制备工艺条件下(升温速率15℃/min,热解温度600℃,热解时间70 min),人粪生物炭平均得率为49%,碘吸附平均值为682 mg/g,亚甲基蓝吸附平均值为93 mL/g。在最优条件下制得的人粪生物碳比表面积为690.8 m~2/g,总孔容积为0.329 cm~3/g,中孔容积和微孔容积分别为0.235 cm~3/g和0.087 cm~3/g,平均孔径2.832 nm。生物碳表面比较粗糙,呈现凹凸不平、蜂窝状结构,并且表面存在发达的、孔径不一的孔结构,孔的形状多样。自制人粪生物碳中一部分碳原子形成了比较稳定的片层石墨结构,有利于应用中生物炭性质保持相对稳定。     

添加醋酸钙镁对污泥热解过程中焦孔隙结构的影响

采用等温氮气吸附法对添加醋酸钙镁前后的污泥半焦颗粒表面孔隙的变化特性进行了测量分析,并引入分形维数对其进行定量的描述.研究结果表明,污泥及混合试样的孔结构绝大多数为中孔和大孔;总孔容均随钙硫比的增加而减小;BET比表面积和中孔容积随钙硫比有相同变化趋势.分别计算低压段(P/P_00.4)和高压段(P/P_00.4)孔隙结构的分形维数D_1和D_2,发现D_1和平均孔径发展趋势相同,而D_2却与BET比表面积变化趋势相同.     

不同活化因素对秸秆活性炭孔结构的影响

以K_2CO_3为活化剂,辣椒秸秆为原料制备活性炭,研究活化温度、活化时间、浸渍比和浸渍时间等影响因子对活性炭孔结构的影响.以比表面积、总孔容及碘吸附值为表征指标,对活性炭孔结构进行分析.结果表明,在给定的取值范围内,随着影响因子值的增加,比表面积和碘吸附值都呈现先升高后降低的趋势.在800℃活化温度、120min活化时间、2∶1浸渍比、24h浸渍时间的最佳条件下,制备的活性炭比表面积和碘吸附值的最大值分别达到1 753.983m~2/g,1 754mg/g,总孔容为0.893cm~3/g,平均孔径2nm,微孔率达84%.     

聚丙烯纤维混凝土高温后的孔隙结构特征研究

以吸附-凝聚理论为基础,采用氮吸附法研究聚丙烯纤维混凝土在不同温度下的孔隙结构特征.通过分析试样的吸附-脱附等温曲线特征、孔径分布、比表面积,探讨了高温作用以及聚丙烯纤维对混凝土孔隙结构的影响.试验结果表明:经历不同温度的混凝土,其硬化水泥砂浆试样中均存在两端开口的孔隙,且温度越高开口孔隙的孔径越大,连通性更强.经历高温后,混凝土孔隙结构发生了改变,孔径大于200nm的孔隙数量显著增多,孔径小于50nm的孔隙相应减少,最可几孔径显著增大.经历高温前,聚丙烯纤维混凝土试样的比表面积均小于普通混凝土,最可几孔径则差别不大.与普通混凝土相比,聚丙烯纤维混凝土中小孔分布较少,而孔径较大的孔分布更多.经历高温后,纤维混凝土试样的孔径分布规律和比表面积与普通混凝土接近.     

磷酸活化汉麻布活性炭纤维的孔结构

以汉麻布为原料,采用磷酸活化法制备了汉麻布活性炭纤维,并利用低温氮气吸附和密度泛函理论(DFT)对样品的孔结构进行了分析。结果表明,随着活化温度的升高,磷酸活化的汉麻布活性炭纤维的BET比表面积和总孔容都呈现先增大后减小的变化趋势。不同方法计算得到的样品比表面积值呈相同的变化规律。样品的孔分布集中在2 nm以下的微孔范围内,既有极微孔又有超微孔,只有少量中孔,基本没有大孔。所有样品的孔径在微孔范围内都呈现多峰分布,孔径≤1 nm和1~2 nm的范围内分别都出现了2个峰值孔径。微孔孔容基本上随活化温度的升高而增加,而中孔孔容的数值则整体上变化不大。样品表面能量分布较宽,并呈现有多个不连续峰值的多峰分布,宽的孔径分布导致宽的表面能量分布和较多的能量峰值,并使吸附位的种类也随之增多。     

焙烧对粉煤灰孔径分布及吸附性能的影响

为研究粉煤灰的活化性能,在不同温度下焙烧粉煤灰,采用氮吸附法测定焙烧前后粉煤灰的比表面积、孔体积及孔径分布,并进行粉煤灰对Rhodamine-B水溶液的吸附实验。结果表明：粉煤灰的比表面积、孔体积及介孔数量随焙烧温度升高而逐渐增大,700℃时达到最大值,此后随焙烧温度升高而减小;焙烧后粉煤灰对水溶液中的Rhodamine-B分子的吸附性能显著提高。该结果为粉煤灰吸附机理研究提供了有益参考。     

Zr/Al基柱撑蒙脱石的热行为

采用X线衍射分析、红外光谱分析以及氮气吸附-脱附分析等方法对Zr/Al基柱撑蒙脱石及其热处理(300～700 ℃)产物进行研究.研究结果表明:随着热处理温度升高,Zr/Al基柱撑蒙脱石的结晶程度变差;柱撑蒙脱石层间聚羟基阳离子柱撑剂发生脱水脱羟基反应,柱撑剂中的质子进入Al-O八面体层,与Si-O-Al键反应形成了Si-OH和Al-OH键;在500 ℃时,Zr/Al基柱撑蒙脱石热稳定性较强;当温度达到600 ℃以上时,柱撑蒙脱石脱水脱羟基本完全,比表面积大幅度减小,层结构遭到严重破坏,(001)面网间距从1.927 8 nm减小至 1.385 2 nm,比表面积从177.90 m2/g减小到85.19 m2/g,而平均介孔孔径则从4.172 nm增至8.592 nm.     

污泥与煤混烧的孔隙结构特性

用N2气体吸附/脱附法对污泥与煤的孔隙结构特性进行了研究.研究结果表明,随着燃烧的进行,燃料颗粒的比表面积呈现出先增加后减小的趋势,在污泥比例为30%时比表面积变化最快;不同混合比例试样的吸附等温线均为Ⅱ型等温线或包含Ⅱ型等温线,各试样均具有小至分子级、大至无上限孔（相对而言）的较连续的完整孔系统;污泥的孔径较大,微孔...     

孔隙结构特征对焦炭高温抗拉强度的影响

采用压汞仪测量焦炭与CO2或H2 O反应后的孔隙结构特征,研究孔隙率、平均孔径、比表面积及孔径分布对焦炭高温抗拉强度的影响规律。焦炭孔隙率和平均孔径随反应率升高而增加。平均孔径小于30μm时气化反应以造孔为主,比表面积随反应率升高先增后减,大于30μm时以扩孔为主,随反应率升高而减小。与CO2相比,H2 O反应后焦炭平均孔径小,比表面积大,抗拉强度高。焦炭抗拉强度随孔隙率和平均孔径增加而降低,平均孔径小于30μm时抗拉强度随比表面积增加而降低,大于30μm时随比表面积减小而降低。焦炭中小孔数量越多抗拉强度越高,大孔数量越多抗拉强度越低。相同反应率下, H2 O反应后焦炭中小孔数量增加,比表面积大,有利于保护气孔壁结构,抑制高温抗拉强度的降低。     

温控高压实膨润土-砂混合物微观结构特征

针对两种温度下不同位置处的恒体积渗透土样,利用压汞法研究了膨润土-砂混合物微观结构随温度和吸力的变化规律.结果表明:混合物微观结构呈现明显的双峰结构,水化和温度改变均会对其微观结构产生影响.随着吸力的降低集合体间孔隙量有减小的趋势,而集合体内孔隙量变化有限,使得样品的平均孔径逐渐减小.温度升高使得水化对土样微观结构的影响加剧.