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不同炭化条件制备油茶果壳生物质炭的理化性质比较研究
2024年
[目的]比较不同炭化条件制备的油茶果壳生物质炭的理化性质,为生物质炭的制取和应用提供参考依据。[方法]在不同炭化温度(T:400℃、500℃和600℃)、恒温时间(t:2 h、4 h和6 h)和升温速率(v:150℃h^(-1))条件下将油茶果壳制成了9种生物质炭,借鉴材料科学的方法,研究其热失重特征、形貌结构、表面官能团种类和有机组分含量等内容。[结果]随着炭化温度的升高,纤维素、半纤维素和木质素组分相继分解,600℃以后进入热失重稳定阶段。400℃→600℃升温炭化过程中,油茶果壳生物质炭的氮气吸附-脱附等温线由IV型转为Ⅲ型;400℃时,中孔丰富,总孔容积0.00309~0.00351 cm g^(-1);500℃和600℃时,大孔丰富,平均总孔容积分别为0.00352 cm g^(-1)和0.00390 cm g^(-1)。随着炭化温度的升高和恒温时间的延长,C=O和C-O-C消失,-OH、-CH_(2)、C=C、C=O、O-H和Si-O-Si的伸缩振动峰逐渐缩窄;同时由于C=O、-OH、C-O-C等基团的逐渐分解或重组导致油茶果壳生物质炭中H、O元素减少,C元素富集,H/C、O/C和(N+O)/C也明显降低。[结论]油茶果壳炭化过程是芳香性增强,亲水性和极性减弱的富C脱挥发分过程。炭化温度是影响油茶果壳生物质炭C、H、O、N元素含量、微观特征、氮气吸附-脱附等温线构型的主要因素,而恒温时间是影响油茶果壳生物质炭孔径分布的主要因素。其中,T_(400)t_(4)V_(150)处理的微孔、中孔和大孔结构在体系中大量分布,尤其是中孔结构最为丰富且孔径分布范围更窄。
侯建伟邢存芳杨莉琳杨枣童罗应
关键词:热重分析孔隙结构
炭化条件对玉米秸秆生物炭吸附脱硫性能的影响被引量:4
2021年
以玉米秸秆为原料,采用限氧慢速热解法制备生物炭,将生物炭用于柴油吸附脱硫。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对生物炭进行表征分析,探究炭化温度(200~700℃)和炭化时间(2~8 h)对生物炭的理化性质及脱硫性能的影响。结果表明,炭化时间为8 h,炭化温度为500℃,生物炭骨架结构基本完整、孔隙结构发育好、吸附性能较好,脱硫率为26.9%。
田雨刘晓刚孙巾茹赵玉张伟王虹
关键词:生物质生物炭玉米秸秆炭化温度
水热炭化条件下制备污泥基混凝剂富集污水有机物
Sludge,as a by-product of urban sewage treatment plants,seriously affects people’s lives and the ecological en...
朱文娟
文献传递
炭化条件对苹果修剪枝制备木醋液产率的影响被引量:1
2019年
以苹果修剪枝为试验对象,选取温度、升温速率和保温时间为试验因素,以木醋液产率为指标,通过单因素试验和响应面分析,研究炭化条件对苹果修剪枝制备木醋液产率的影响规律。采用单因素试验初步确定适宜的炭化条件,根据响应面分析法的中心组合设计试验,得到木醋液产率最佳的炭化工艺条件为温度483.87℃、升温速率6.91℃/min、保温时间137.31 min,预测木醋液产率为33.81%,验证木醋液产率为35.06%。证明温度对苹果修剪枝炭化制备木醋液产率影响的主效应显著,而升温速率和保温时间对木醋液产率影响的主效应均不显著,影响因子的主效应主次顺序为温度>保温时间>升温速率。在因素水平范围内的交互作用中,温度、升温速率和保温时间两两之间的交互作用对木醋液产率的影响均不显著。
杨选民邱凌赵立欣孙仁华
关键词:炭化升温速率保温时间木醋液
不同水热炭化条件处理青霉素菌渣制备生物炭被引量:7
2019年
为了考察不同水热炭化条件处理青霉素菌渣制备的生物炭特征,采用菌渣中分别添加氯化钠、柠檬酸和硝酸铁为添加剂和分别设置不同温度的方法,分析不同温度、不同添加剂对水热炭化产物特征的影响。结果表明,在210℃时,各种样品的干重产率较高。对于水热产物结构,RNa温度最佳为210℃;RAc和RFe最佳温度为180℃。在180℃时,RH产物孔径平均当量直径最大为3.61μm;RNa、RAc、RFe变化不大,分别为3.08、3和3.16μm,变化幅度小于0.2μm;在210℃时,对照产物孔径平均当量直径大于180℃时产物为3.94μm;而RNa为2.99μm,RAc、RFe孔径依次减小,为别为2.33μm和1.84μm。添加剂对产物孔径平均当量直径有影响,而添加剂种类影响不大;温度变化对RNa产物孔径平均当量直径影响不大,对RFe产物影响最明显。
赵志瑞赵志瑞颜嘉晨李铎张佳瑶李铎
炭化条件对猪粪水热炭主要营养成分的影响被引量:7
2018年
以猪粪为原料,采用水热炭化法将猪粪转化为水热炭。考察了炭化温度(160,180,200,220和240℃),炭化时间(1,5,8 h)和原料含水率(70%,75%,80%)等条件对水热炭中主要营养成分及其回收率的影响。结果表明:猪粪水热炭中营养成分质量分数较高,其中有机碳质量分数为232.0~328.0 g·kg^(-1),总氮为25.2~31.8 g·kg^(-1),磷全量为21.5~30.6 g·kg^(-1),钾全量为3.4~12.5 g·kg^(-1)。当炭化温度从160℃升到240℃,水热炭中氮和有机碳回收率均降低,其中氮从66.29%降到41.95%,有机碳从49.61%降到29.07%。钾质量分数降低最大,为7.5 g·kg^(-1);磷质量分数升高了7.7 g·kg^(-1),但磷回收率几乎不变。炭化时间和原料含水率对水热炭的主要营养成分质量分数的影响较小,影响趋势与炭化温度相似。因此,炭化温度是影响水热炭成分质量分数的主要因素。
张曾单胜道吴胜春宋成芳
关键词:土壤学猪粪炭化条件营养成分
生物质炭热解炭化条件及其性质的文献分析被引量:21
2017年
【目的】因生物炭具有对土壤固碳减排和作物增产以及环境修复的作用,已受到国内外学者的广泛关注。本文回顾近年来生物质炭性质的相关研究,分析农业应用中生物质炭性质问题,阐述未来生物质炭性质研究发展趋势。【方法】收集了截至2015年12月文献出版物中402篇文献,对数据按生物质炭来源地区、生产(制备)条件和性质类别进行分类评价。【结果】1)目前研究中应用的生物质炭68.2%为实验室制备,商业化生产比例只有22.9%;2)生物质炭原料以林木为主,占44.3%,其次是农作物剩余物,占38.6%。作物秸秆制备的生物质炭以中国研究最多;3)制备生物质炭的炭化温度范围在300~700℃(91.4%),400~600℃的温度范围以商业化生产中较常用;4)生物质炭性质测定除总(有机)碳外,常测指标还包括p H、电导率、总氮、灰分和比表面积等,潜在污染物指标测定较少,而污泥炭中的重金属及植物源炭的多环芳烃潜在风险仍需研究;5)生物质炭的研究制备原料基本上取决于该区域内可收集的废弃物,欧美地区主要关注林木生物质炭,亚洲等的发展中国家则着重研究秸秆生物质炭。【结论】与欧美国家相比,发展中国家的生物质炭商品化生产仍较薄弱。不同原料和温度生产的生物质炭性质和功能差别很大,以秸秆为原料、中温炭化的生物质炭各方面性质较为平衡,具备生物质炭大规模产业化的条件。此外,生物质炭性质的测试注重理化性状,对潜在风险污染物的分析普遍不足,亟需开发一个标准来规范生物质炭最小测试指标集和合适的测试方法选择。
邱良祝朱脩玥马彪李恋卿潘根兴
关键词:生物质炭炭化条件作物秸秆潜在污染物
不同炭化条件对黑沙蒿生物炭保水性能的影响被引量:4
2017年
生物炭具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积,是一种良好的保水材料。为探究沙蒿生物炭保水效果对炭化条件的响应,设置不同的炭化温度、炭化时间和升温速率3个炭化条件,对沙蒿进行无氧炭化,研究各种生物炭的吸水和保水效果。结果表明:生物炭和沙蒿的吸水率均较高,分别为4 246.6~4 803.3g·kg^(-1)和5 340.3g·kg^(-1);600℃的生物炭在去离子水中的保水能力相对较强,其拟合曲线的决定系数为0.963 4~0.986 2,且炭化60min时最大,为0.986 2,沙蒿最小,为0.938 1;在沙土中的蒸发速率分别为自然沙的0.955~0.996倍和0.996倍,600℃炭化60min时最小,炭化5min时最大。而升温速率在生物炭的吸水和保水效果中不起决定作用。因此,生物炭的保水性能主要取决于炭化温度和时间,其吸水和保水性能不具有一致性,而在去离子水和沙土中的保水性能具有一致性;600℃炭化60min的生物炭是提高沙土保水性能的最优选择。
姚俊卿侯建伟索全义段玉张君景宇鹏
关键词:沙蒿生物炭炭化条件保水性能
炭化条件对美国煤的影响
2017年
在配煤设计过程中,试验焦炉炭化条件被调整到最优以模拟各种工业焦炉的炼焦条件,控制焦炭质量和工业焦炉操作条件。由于焦炉类型以及配煤的不同,焦化厂的试验焦炉炭化条件也不同。本文4种美国煤样在480kg、350kg和17kg试验焦炉中采用不同的测试条件进行炭化,以研究试验焦炉尺寸、加热类型和装煤堆密度对煤评价的影响,及得到工业用煤适宜的炭化条件
张晓林
关键词:装煤堆密度中心温度炼焦用煤推焦
不同炭化条件下Ni掺杂酚醛树脂的炭化研究被引量:6
2015年
为了提高酚醛树脂的残炭率并优化热解炭的结构和性能,将Ni(NO3)2·6H2O按1:100的质量比掺入热固性酚醛树脂中制备Ni掺杂酚醛树脂,经200℃固化后,分别在不同气氛(埋炭和Ar气氛)和不同温度(600、800、1000和l200℃)下保温3h炭化,然后检测其残炭率,并借助差示扫描量热仪、X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜、透射电镜表征其热分解特征及其热解发的抗氧化性、物柏组成和显微结构。结果表明:1)Ni掺杂酚醛树脂在800和1000℃的残炭率均比未掺杂酚醛树脂的提高较多;2)随炭化温度的升高,M掺杂酚醛树脂热解发逐渐向石墨化碳结构方向演化;3)Ni掺杂酚醛树脂经1000℃炭化形成的热解炭中有大量直径50~100nm、长度可达几十微米的多壁碳纳米管;4)在血气氛中炭化更有利于碳纳米管的生成,并且热解发具有更高的残炭率和结晶度;5)1200℃炭化形成的热解炭的抗氧化性显著提高,氧化峰值温度比未掺杂酚醛树脂的提高约84℃。
魏国平朱伯铨李享成马铮
关键词:酚醛树脂镍掺杂炭化热解炭抗氧化性能

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邢国秀
作品数:47被引量:240H指数:6
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作品数:22被引量:20H指数:3
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作品数:241被引量:1,360H指数:22
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