城市污水处理厂剩余污泥制备活性炭的研究

以污水处理厂剩余污泥为原料,以KOH为活化剂采用化学活化法制备污泥活性炭。研究了碳化时间、碳化温度及活化剂浓度等条件对污泥活性炭碘吸附值和产率的影响。通过正交实验确定了污泥活性炭的最佳制备条件。结果表明,以碘吸附值作为主要评价指标,制备条件对污泥活性炭的碘吸附值影响大小的顺序为:炭化时间活化剂浓度炭化温度。制备污泥活性炭的最佳工艺组合为炭化温度400℃,炭化时间40 min,活化剂浓度为0.3 mol/L,污泥活性炭的碘值为308.7 mg/g。     

基于污泥基生物炭吸附剂的含磷废水处理工艺研究

针对传统吸附剂除磷率低,可重复利用率不高的问题,提出一种基于污泥基生物炭吸附剂的废水处理工艺。首先,对污泥基生物炭吸附剂进行制备,并探讨污泥基生物炭制备的最佳工艺;其次,分析废水处理的最佳除磷工艺;最后,对污泥基生物炭的重复利用率进行研究。结果表明：污泥基生物炭最佳制备工艺为炭化时长60 min;炭化温度600℃;升温速率22.5℃/min。污泥基生物炭最佳除磷工艺为：污泥与粉煤灰干重比为6∶4;只含脱水污泥的污泥碳(C-SBC)和污泥基生物炭(F-SBC)的pH分别为5.0和7.0;投加量为1.5 g/L;在最佳制备工艺和最佳除磷工艺条件下,C-SBC和F-SBC经过4次吸附—解析循环后,保留率分别为76%和80%,具备良好的重复利用率。     

沙柳炭基固体酸催化剂的水热法制备及其催化酯化性能

以沙柳为原料,采用高温水热炭化制备"类煤"的炭化物,再经过浓硫酸磺化制得沙柳炭基固体酸催化剂,将其用于油酸与甲醇制备生物柴油的酯化反应中,以酯化率作为催化活性的指标。通过单因素实验对炭化温度、炭化时间、磺化温度、磺化时间四种不同因素进行考察。采用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜、X射线衍射、差热天平热重分析等手段对沙柳、磺化物催化剂进行表征。结果表明,沙柳炭基固体酸催化剂在炭化温度335℃、炭化时间60 min、磺化温度105℃、磺化时间90 min时性能最优;催化剂中硫含量提升很大,表明成功负载上磺酸基团;催化剂为无定形炭结构,孔隙结构发达,且具有良好的抗热稳定性和催化稳定性。     

CO2/H3PO4活化与NH4Br改性稻壳焦的脱汞性能实验研究

以生物质稻壳为原料,采用CO2,H3PO4活化方法,并经NH4Br溶液改性,分别制备了稻壳热解焦、活化焦和改性焦,并将其作为脱汞吸附剂.采用N2吸附/脱附、SEM-EDS、FTIR等方法研究吸附剂的微观物理化学特性,结果表明:CO2活化使稻壳焦的孔隙结构显著改善,增强了吸附剂对汞的物理吸附能力;H3PO4活化使稻壳焦表面生成大量酸性含氧官能团,有利于汞的化学吸附;NH4Br改性使Br元素有效负载到稻壳焦表面,促进了单质汞向氧化态汞的转化.固定床汞吸附实验结果表明:改性后的稻壳热解焦与活化焦的脱汞效率分别提高了60%与90%,实验120min后,CO2,H3PO4活化改性焦的汞吸附效率仍分别保持在90%与80%以上.生物质稻壳经CO2/H3PO4活化和NH4Br溶液改性后可作为燃煤电厂烟气喷射脱汞的廉价高效吸附剂.     

白云石炼镁收尘灰制备碱式碳酸镁的碳化-热解法工艺研究

以白云石炼镁收尘灰作为原料，采用碳化-热解法制备碱式碳酸镁，通过单因素试验研究了碳化过程中温度、时间、CO₂流速对碱式碳酸镁产率的影响及热解过程中温度对碳酸氢镁水溶液(重镁水)分解率的影响，确定了碳化-热解法制备碱式碳酸镁的最佳工艺条件，并通过XRD、SEM和EDS对制备的样品进行表征.结果表明，在碳化时间为40 min、碳化温度为25～30℃、CO₂流速为0.4 L/min、碳化终止pH为8.0、碳酸氢镁水溶液热分解温度为90℃的条件下，采用碳化-热解法制备得到的碱式碳酸镁产率最高为84.72%.在最佳制备工艺条件下制备得到的片状碱式碳酸镁(4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O)杂质含量少、纯度高，达到了冶镁原料标准要求，实现了灰渣废弃物的高效回收利用.     

稻壳质介孔炭的制备与成孔机制

以稻壳为原料、KOH为活化剂,采用炭化和活化两步法制备了介孔炭。采用比表面积测定仪测定介孔炭的N2吸附脱附等温线,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、小角X射线衍射分析仪(SAXRD)表征介孔炭形成过程中的物相变化与显微结构,由同步热分析质谱联用仪(TG-MS)分析生成的气体成分并推测成孔机制。结果表明:稻壳在420℃下炭化4 h,再将KOH与炭化稻壳按质量比3∶1混合均匀后,在750℃下活化1h,所制备的活性炭平均孔径为2.3 nm,最可几孔径4.5 nm,比表面积高达2175 m2/g,介孔率达到78.57%;同时,炭化稻壳在KOH的活化过程中生成的气体成分含有CO、CO2和H2O,炭化稻壳中SiO2与KOH的高温分解物K2O反应生成K2Si4O9。     

稻壳对水中结晶紫的吸附

采用稻壳作为吸附剂,对含有结晶紫染料的废水进行吸附研究,考察了室温条件下初始溶液p H值、吸附时间、溶液初始浓度和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响,用扫描电镜(SEM)表征了稻壳的微观形貌,借助吸附动力学、吸附等温线方程,结合红外光谱(FTIR)、BET测试结果分析了稻壳对结晶紫的吸附机理.结果表明:室温条件下稻壳对结晶紫的吸附80min可达平衡,p H为6时,稻壳对结晶紫有最高脱色率达96.6%;吸附过程能够很好地符合准二级动力学方程,较好符合Langmiur和Freundlich等温线方程,理论饱和吸附量可达5.4083 mg·g-1;SEM照片表明在吸附之后,稻壳表面形成了结晶紫的沉积物;红外光谱表明在稻壳对结晶紫的吸附中,—OH,CO,Si—O—Si等基团发挥了重要作用.     

花椒籽废渣制备活性炭及其对对硝基苯酚的吸附行为

以花椒籽废渣为原料,在N2气氛下用ZnCl2活化制备了活性炭,采用FT-IR,BET,XRD,SEM和TG对制备的活性炭进行了表征.在碳化温度700℃、碳化时间60min、ZnCl2浓度50%(质量比)、ZnCl2溶液与花椒籽废渣质量比为1.5的条件下,制备的活性炭具有高度破裂的多孔表面,比表面积为883.4m2·g-1,总孔体积为0.55cm3·g-1,平均孔径为2.47nm.以制得的活性炭为吸附剂,研究了其对对硝基苯酚的吸附行为.结果表明,在吸附剂投加量为0.5g·L-1、温度293K、pH=8.0、吸附时间为6h时,制备的活性炭对对硝基苯酚的吸附容量为334mg·g-1,吸附可用Sips等温方程较好模拟,吸附为自发的吸热过程,吸附符合准二级动力学模型.     

炭负极材料的炭化制备工艺对锂离子电池充电放电性能的影响

以Ni2 改性的聚苯乙烯阳离子交换树脂和聚苯胺树脂为炭化预聚体 ,制备出了锂离子电池炭负极材料 ,考察了炭化制备工艺对炭负极材料充电放电性能的影响。实验结果表明 ,采用Ni2 改性的聚苯乙烯阳离子交换树脂和聚苯胺树脂制备锂离子电池炭负极材料时 ,炭化处理温度并不是越高越好 ,而是在一定温度范围内 ,低温处理样品的充电放电容量反而比高温处理样品的要高 ;在还原性气氛中炭化处理样品的充电放电容量明显高于惰性气氛中炭化处理的样品。实验数据还表明 ,在相同处理条件下 ,树脂炭化产物的粒度越小 ,制备出的锂离子电池炭负极材料的充电放电容量就越大     

改性稻壳对废水中铀的吸附性能

以改性稻壳作为吸附剂吸附水中的铀,考察稻壳质量浓度、pH值、铀初始质量浓度、吸附时间和温度等因素对铀去除效果的影响,从热力学角度分析吸附过程。结果表明:改性稻壳对铀有较好的吸附效果,在温度为30℃、pH=5.0、吸附100 min时吸附效果最好,去除率为98%;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,表明稻壳对铀的吸附是以单分子层化学吸附为主。     

壳聚糖交联酸改性粉煤灰的制备及对Mn~(2+)的吸附性能研究

以壳聚糖和酸改性粉煤灰为原料,制备壳聚糖交联酸改性粉煤灰吸附剂.利用SEM、XRD、FTIR对其结构进行表征,考察其制备及吸附条件对Mn2+去除率的影响.结果表明:制备时,当壳聚糖与酸改性粉煤灰的质量比为1∶10,交联剂用量为2 mL/g;吸附时,废水pH为9,吸附时间为90 min,吸附剂用量为10 g/L时,Mn2+去除率为98.7%.     

废弃烧结砖制备植被型渗蓄生态材料

采用不同粒级的废弃烧结砖为骨料,谷壳灰为掺合料,研制适用于植被生长的新型渗蓄生态材料。探索骨料粒级、水泥用量及谷壳灰掺量等因素对材料吸水率、抗压强度、渗透系数、表观密度及植被生长的影响规律;并确定渗蓄材料的最优骨料粒级和合理配合比,以制备强度较高、渗蓄性好、植物种植良好的渗蓄生态材料。研究表明:最优骨料粒级为2.36~4.75mm;未掺谷壳灰时,合理水泥用量为283 kg/m~3,材料吸水率为24%,强度大于4.5 MPa,渗透系数为5.4 cm/s,表观密度为1 210 kg/m~3;掺谷壳灰时,较优的水泥与谷壳灰总质量为346 kg/m~3,谷壳灰掺量为10%,吸水率大于27%,强度大于4.5MPa,渗透系数为4.4 cm/s,表观密度为1 250 kg/m~3,且植被生长情况最优。以谷壳灰为掺合料不仅可提高材料的渗蓄性能,还可为植物生长提供养分,促进植被生长。     

Preparation of composite adsorbent with high performance of heat and mass transfer

To develop a new composite adsorbent with high performance,fir sawdust and CaCl2are selected as raw materials.The mass transfer is enhanced by carbonizing and activating the sawdust and heat transfer is enhanced by adding expanded graphite into the adsorbent.The effect of the preparation temperature and the expanded graphite content on the adsorption performance is investigated.The results show that the new adsorbent exhibits a high adsorption performance due to its high porosity,uniform distribution and high content of CaCl2and high thermal conductivity.Also,the experimental results indicate that the rate of ammonia adsorption on the adsorbent depends on the expanded graphite content and the carbonization and activation temperature.The adsorbent prepared at 500°C and with the expanded graphite content of 30%has the best performance in terms of the adsorption refrigeration,which adsorbs ammonia as high as 0.37 g g 1at 10 min.     

脱硫废弃物改良盐碱地对水稻生长发育及土壤的影响

采用田间试验方法,以改良龟裂碱土为目标,研究施用脱硫废弃物改良盐碱地对水稻生长发育及土壤的影响.结果表明,水稻常规栽培、管理条件下,在盐碱地中施加脱硫废弃物能够改善水稻的生长发育,即增大水稻叶面积指数,提高水稻生物量和产量.当脱硫废弃物+改良剂施用量为(2.5 t+0.5 t)/666.7 m2,泡水量定额为100 m...     

稻壳和稻草的热重-质谱分析及其反应动力学

采用热重-质谱(TG-MS)联用对比研究了氮气气氛中稻壳和稻草在升温速率分别为5,20℃/min时的热解行为,分析得到了稻壳和稻草热裂解过程产生的小分子气相产物(CO,CO_2,CH_4,H_2)随温度和升温速率变化的释放规律.结果表明:稻壳和稻草的热解过程可分为脱水干燥预热解阶段、挥发分析出快速热解阶段和残余物裂解炭化阶段;稻草热解总失重率约为75%,稻壳约为55%,而且稻草的热解特性指数高于稻壳;稻草热解释放生物质燃气主要成分(CO,CH_4,H_2)的离子流强度明显高于稻壳;用Coats-Redfern法计算生物质的热解动力学参数,表观活化能和挥发分初始析出温度均是稻草稻壳,这与实验结果吻合,表明相同条件下稻草的热解性能优于稻壳.     

生物质燃烧特性与动力学分析

为丰富农林业生物质利用方式,通过热重分析法研究生物质在不同条件下的燃烧特性及其动力学特性。研究表明,不同生物质燃烧特性明显不同。稻壳经不同温度水洗后综合燃烧特性指数增加,最大燃烧速率提高6.0~7.6 %/min,燃烧活化能高于原样,且在一定范围内水洗温度越高,焦炭燃烧阶段活化能越小;提高升温速率,生物质的着火温度、燃尽温度、残余率、最大燃烧速率及综合燃烧特性指数提高;生物质的燃烧反应遵循一级反应动力学模型,相关系数达0.955以上,挥发分析出燃烧阶段活化能均大于焦炭燃烧阶段。该实验结果可为生物质在火力发电行业应用提供参考。     

稻壳预处理工艺对稻壳砂浆性能的影响

利用稻壳与水泥复合制备稻壳砂浆,并就稻壳经自来水和饱和石灰水浸泡两种预处理工艺对稻壳砂浆性能的影响进行了试验研究.结果表明:与未采取任何预处理措施的稻壳相比,经过两种预处理工艺处理的稻壳所制备的砂浆其力学性能明显提高,且饱和石灰水浸泡法预处理的效果优于自来水浸泡法;饱和石灰水浸泡法预处理后的稻壳制备的稻壳砂浆其水化热峰值最高,3d放热量最大.利用红外光谱分析了预处理前后稻壳表面官能团的变化,发现预处理后稻壳表面半纤维素吸收峰减弱,脂肪族吸收峰消失.     

掺稻壳灰乳化沥青冷再生混合料性能研究

为了研究稻壳灰是否能够作为填料在乳化沥青冷再生混合料中使用,将不同掺量的稻壳灰和矿粉加入混合料中分别作为试验组和对照组.采用间接拉伸试验、低温劈裂试验、高温车辙试验和冻融劈裂试验分别测试了混合料的力学性能、低温性能、高温性能和水稳定性,采用电镜扫描和EDX能谱分析得到了稻壳灰的微观结构和主要元素成分.研究结果表明,稻壳...     

TiO2掺杂Pd2+吸附剂处理酸性As(Ⅲ)废水的研究

利用TiO2掺杂Pd2+吸附剂进行了酸性As(Ⅲ)废水的去除实验,并与活性炭吸附法进行了对比,考察了吸附时间、吸附剂用量、溶液pH值等因素对实验的影响.结果表明,对于ρ(As(Ⅲ))=15 mg/L的水样,As(Ⅲ)的去除率达98.5%,高于或相当于活性炭吸附法,处理后的水质达到了国家排放标准.     

EM技术在谷壳综合利用中的应用研究

EM技术是日本琉球大学比嘉照夫教授发明的一种微生物工程技术 ,谷壳是大米加工厂的废弃物 ,它的处理历来是困扰大米加工企业的难题之一。介绍了一种利用EM技术发酵谷壳生产出较高饲喂价值饲料的加工方法并讨论了其结果