聚苯乙烯接枝胶粉对改性沥青性能的影响

采用苯乙烯对废轮胎胶粉进行表面接枝聚合改性,并将接枝改性胶粉用于制备湿法胶粉改性沥青。接枝改性后,废轮胎胶粉的X射线光电子能谱和13C固体核磁检测结果表明,苯乙烯链段成功接枝到废轮胎胶粉表面,同时系统研究了苯乙烯接枝率对胶粉改性沥青25℃针入度、软化点和5℃延度的影响规律。实验结果表明,当苯乙烯接枝率小于36%时,随着苯乙烯接枝率的提高,胶粉改性沥青的25℃针入度和5℃延度增大,软化点下降,说明胶粉表面苯乙烯链段的接枝,能够显著提高胶粉-沥青的界面相容性;当苯乙烯接枝率为36%时,胶粉改性沥青的5℃延度达到11.0 cm,相比于普通胶粉改性沥青(7.0 cm)提高了57%;但当苯乙烯接枝率大于36%时,随着苯乙烯接枝率的提高,胶粉改性沥青的25℃针入度和5℃延度下降,软化点升高,表明胶粉-沥青界面层中过量的聚苯乙烯链段,使胶粉改性沥青的低温延展性有所降低。通过分析可知,在胶粉表面接枝适当比例的聚苯乙烯能够显著改善胶粉改性沥青的低温延展性能。     

废轮胎胶粉和废PE复合改性沥青性能研究

采用废轮胎胶粉和废PE材料对石油沥青进行复合改性,考察了不同废轮胎胶粉的颗粒大小和不同废PE材料的用量对所制得的复合改性沥青25℃针入度、软化点、5℃延度和存储稳定性的影响。通过考察发现,随着所用废轮胎胶粉颗粒的减小,样品的5℃延度和离析稳定性略有提高,25℃针入度和软化点没有明显变化。随着废PE材料掺入量增加,复合改性沥青样品软化点升高,25℃针入度和5℃延度降低。所制备的复合改性沥青具有很高的存储稳定性,并且能够达到美国废轮胎胶粉改性沥青标准(FHWA-SA-92-002)和中国改性沥青标准(JTJ 036-1998)和(DB/T 29-161-2006)的指标要求。     

次氯酸钠氧化废轮胎胶粉对改性沥青性能的影响

采用次氯酸钠对废轮胎胶粉进行表面氧化改性,并将所得胶粉用于湿法制备胶粉改性沥青,通过设计3因素3水平正交实验,研究氧化剂用量、氧化温度及氧化时间对胶粉改性沥青的25℃针入度、软化点和5℃延度的影响规律。氧化前后废轮胎胶粉的XPS表征结果表明,次氯酸钠氧化能够使胶粉表面的C—O键和O—C=O键的含量显著增加。次氯酸钠对废轮胎胶粉的表面氧化,能够有效增强胶粉与沥青之间的界面结合强度,使胶粉改性沥青的软化点显著提高。通过对实验结果的极差分析和方差分析,提出了以软化点为主要考核指标时胶粉氧化改性的最佳反应条件,即次氯酸钠用量40 m L,氧化温度40℃,氧化时间3.0 h。该条件下制备的氧化胶粉改性沥青,软化点能够达到73.3℃,改性沥青的高温稳定性显著增强。     

Mn-Ag/13X的焙烧温度对等离子体催化氧化吸附态甲苯的影响

采用等体积浸渍法制备一系列在不同温度下焙烧的Mn-Ag/13X分子筛催化剂,并用SEM、BET、XRD和XPS对催化剂进行表征。在低温等离子体反应器中,考察了不同焙烧温度制备的催化剂对甲苯的吸附和低温等离子体催化氧化甲苯的性能。研究结果表明,在对甲苯的吸附中,不同温度下焙烧的催化剂的吸附穿透时间依次为:600℃500℃400℃300℃700℃,600℃的Mn-Ag/13X催化剂比表面积最大,到达甲苯吸附穿透的时间最长;在低温等离子体催化氧化甲苯中,不同温度下焙烧的催化剂催化氧化所产生的CO_x浓度大小依次为:500℃600℃400℃300℃,CO_2选择性依次为:600℃500℃400℃300℃,焙烧温度为500℃的Mn-Ag/13X催化剂的晶格氧多,产生的CO_x多,对甲苯的催化氧化活性高。     

分子筛吸附——低温等离子体氧化去除甲苯

利用分子筛吸附—低温等离子体氧化工艺去除甲苯,比较了HY、13X、ZSM-5 3种不同分子筛的性能、处理效果及副产物。结果表明:3种分子筛的BET比表面积、穿透吸附量和饱和吸附量均表现为HY13XZSM-5;3种分子筛用于分子筛吸附—低温等离子体氧化均能100%去除甲苯,但最终的碳平衡和CO_2选择性以HY为分子筛时最好,以ZSM-5为分子筛时最差;ZSM-5分子筛条件下产生的副产物O_3和N_2O均最多,而HY分子筛条件下产生的副产物O_3和N_2O均最少。因此,对于分子筛吸附—低温等离子体氧化去除甲苯而言,HY作为分子筛时效果最佳,而ZSM-5作为分子筛时效果最差。     

相对湿度对ZSM-5分子筛低温等离子体再生特性的影响

低温等离子体再生法是一种低温、快速和高效的吸附材料再生新方法。运用管式单介质阻挡放电反应器产生的低温等离子体对吸附了苯的ZSM-5分子筛进行再生处理,分析了湿度对低温等离子体放电状态的影响,研究了湿度对材料吸附性能及低温等离子体再生效果的影响,考察了特定湿度条件下低温等离子体再生吸附材料的可重复性。实验结果表明,当相对湿度小于60%时,吸附材料的脱附效率和再生效率随湿度增加而升高;当相对湿度由60%升高至80%时,吸附材料的脱附效率和再生效率开始下降;但通过对比不同湿度条件再生后吸附材料的饱和吸附容量可以发现,湿度越低,再生后吸附材料的饱和吸附容量越大;在相对湿度30%的条件下,重复再生效率稳定,且重复再生后吸附材料仍有较好的吸附效果。     

吸附增效低温等离子体法去除甲苯废气的研究

采用150Hz中频高压交流电源作为低温等离子体发生源,选用典型的微孔γ-Al2O3球形颗粒吸附剂(以下简称γ-Al2O3)作为等离子体反应器填充材料,协同低温等离子体法催化降解甲苯废气。考察了在不同条件下,γ-Al2O3的甲苯吸脱附效果和吸附增效低温等离子体法的甲苯去除效果。结果表明,甲苯降解反应主要发生在γ-Al2O3的表面,甲苯的去除率在一定的浓度范围内与γ-Al2O3表面吸附的甲苯量成正比关系;填充γ-Al2O3有利于提高甲苯去除率及等离子体反应器能量利用率;γ-Al2O3对臭氧的降解表现出一定的促进作用。     

活性矸研制（Ⅰ）正交试验初步探索活化条件

用正交试验研究了活性矸制备过程不同操作条件的影响，通过吸碘值测定比较发现，预处理方式、碳化温度、活化温度、活化时间、水蒸气通入量等对活性矸吸附性能均有影响。     

棉秆基活性炭的制备及其对2,4-二硝基苯酚的吸附

以棉秆为原料,以KOH为活化剂,制备了高比表面棉秆基生物质活性炭。分析了制得的活性炭的元素组成、表面官能团、吸附能力等物化性能,探讨了浸渍比,活化温度,活化时间等工艺参数对制备活性炭得率、表面官能团、碘值、亚甲基蓝值等性能的影响,并通过静态吸附实验比较了不同条件下制备活性炭对2,4-二硝基苯酚的吸附性能,探讨了典型炭样品对2,4-二硝基苯酚的等温吸附特性。结果表明,KOH活化棉秆基生物质活性炭的表面物化性质随浸渍比、活化温度等工艺参数变化而变化,活化适宜条件为浸渍比1：3、活化温度800℃、活化时间90 min,在此条件下制得的炭样的碘值为1 251 mg/g,亚甲基蓝吸附值为478 mg/g,分别是国家一级品标准的1.25倍与3.54倍;对2,4-二硝基苯酚的Langmuir最大吸附量为747 mg/g,与Freundlich模型相比,Langmuir模型能较好地描述2,4-二硝基苯酚在炭样上的吸附行为,表明制备活性炭样品表面吸附位的能量分布较为均一。     

基于响应曲面法优化生物质污泥活性炭的制备方法

针对传统技术制备污泥活性炭的比表面积不高、吸附值低等不足,通过在污泥中添加核桃壳以改善污泥原料缺陷,研究了活化剂种类、核桃壳加量、活化温度、活化时间、活化剂浓度及浸渍比等影响活性炭吸附能力的制备条件。在优化后的条件下制备出了高吸附性能的生物质污泥复合活性炭。结果表明:选择氯化锌作为活化剂,核桃壳加量20%、活化温度500℃、活化时间60 min、活化剂浓度2.5 mol·L-1、浸渍比1∶2.5为最优化制备条件。制备出的生物质污泥复合活性炭碘吸附值为574.11 mg·g-1,产率为43.93%。     

废弃轮胎制备中孔炭吸附材料工艺及性能研究

为了解决废弃轮胎造成的资源浪费和环境污染的问题,对以废弃轮胎橡胶为碳的前驱体原料,制备具有高吸附性能中孔炭材料工艺进行了系统的研究。通过XRD、扫描电镜以及比表面积分析,对制备的中孔炭微观结构和性能进行表征,讨论了炭化温度、碱炭比,以及活化温度和活化时间等工艺条件对制备中孔炭的产率、结构和性能的影响。结果表明,通过改变工艺条件制备的中孔炭的孔径分布可以在2~80 nm范围内进行调控。在500℃炭化温度,碱炭比为4∶1,900℃活化1 h的工艺条件下,制备的中孔炭的比表面积为473 m2/g,对甲基橙的最大吸附量达到254 mg/g。     

孤岛落地油泥制备改性沥青及其性能

以油田油泥与基质沥青为实验原材料,采用高速剪切方法制备油田油泥改性沥青,通过针入度、软化点、延度、运动黏度和离析软化点差等表征方法,研究孤岛落地油泥对沥青高低温性能、加工性能和储存稳定性的影响。结果表明:活性中间体与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)添加量(质量分数)分别为15%与4%时,孤岛落地油泥改性沥青的针入度比基质沥青降低0.4 mm,软化点比基质沥青提高24℃,运动黏度为0.28 Pa·s,离析软化点差(165℃,48 h)为0.3℃,其各项指标均同时满足橡胶沥青评价指标要求和SBS沥青评价指标要求;加入适量的油泥可提高沥青的低温抗裂性能,改善加工性能,而对沥青储存稳定性无明显影响。     

利用给水厂污泥制备透水砖的实验研究

以给水厂污泥、粉煤灰和普通砂为主要原料,添加一定量的粘结剂制备透水砖。探讨了污泥掺加量、烧结温度和成型压力对透水砖基本性能的影响,结果表明,当污泥掺量为30%～40%,添加30%～35%,粒径为1.0～1.4 mm普通砂颗粒时,在30 MP压力下成型、1 150℃下烧结制备出的成品抗压强度达36.53 MP,透水系数为1.08×10-2cm/s,满足JC/T945-2005《透水砖》相关要求。     

生物基质活性炭对挥发性有机物的吸附

以咖啡渣和柚子皮生物基质为原料用磷酸活化法制成活性炭,探讨了制备条件对活性炭制备的影响,并研究了其对正丁烷的吸附行为。磷酸活化过程中磷酸的用量为生物基质质量的1.5倍为宜,咖啡渣采用超声干燥法,柚子皮采用水热法制备。制备的活性炭对正丁烷均有较好的吸附能力,以柚子皮为原料、磷酸用量为原料质量两倍活化制成的活性炭吸附性能最佳,最大吸附量约为商用活性炭的2倍。吸附剂均能较好地与兰格缪尔曲线相拟合,计算了不同正丁烷覆盖度下的等量吸附热,其变化规律与吸附曲线变化规律相一致。     

利用烧结脱硫灰制备胶凝材料的研究

研究了烧结烟气半干法脱硫灰复掺矿渣、钢渣,辅之外加剂,制备胶凝材料的可行性。结果表明,采用改性脱硫灰（GXTLH）、钢渣、矿渣及水泥熟料再混磨制备的复合胶凝材料,具有良好的安定性等水化性能和力学性能;当GXTLH 掺入量为20%、CFII 1.5%、减水剂0.5%及水泥熟料23%时,矿渣掺量在12%～44%、钢渣掺量11%～44%之间制备的胶凝材料初凝时间、终凝时间、力学性能满足GB13592-92《钢渣矿渣水泥标准》;矿渣与钢渣比、水泥熟料及外加剂等掺量一定,GXTLH掺量超过30%时,GXTLH胶凝材料的抗压抗折强度均有所下降。     

磷酸低温活化蔗渣基中孔生物炭及其影响因素

以甘蔗渣为原料,磷酸为活化剂,采用低温活化法制备蔗渣基中孔生物质炭.采用L9(34)4因素3水平正交实验,探讨制备蔗渣基中孔生物质炭的实验方案与工艺条件;分析了浸渍比、烘干时间、活化温度、活化时间在3个不同水平下,对蔗渣基生物质炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值的影响.结果表明,对蔗渣基生物质炭孔结构和得率影响最大的因素是活化温度,影响最小的因素是烘干时间;实验范围内,提高活化温度有利于材料中孔结构的形成;最佳条件下制备的蔗渣基生物质炭其低温氮气等温吸附线有明显的回滞环,BET比表面积和总孔容分别为939 m2/g和1.35 mL/g,中孔占总孔容比例为89％,亚甲基蓝吸附值高达240 mg/g,远高于木质净水用活性炭国家一级标准(135 mg/g),属于典型的中孔炭.     

以城市污泥为掺料制备烧结砖

以城市污泥为部分原料制备烧结砖,对不同烧成温度下不同污泥掺量的烧结砖的物理、力学性能进行了详细分析。结果表明,污泥可用于制备烧结砖,当污泥掺量≤12%,烧成温度为1 100℃时,烧结砖物理力学性能均符合烧结砖标准要求。此外,实验以污泥掺量为12%的烧结砖,烧成温度为1 100℃为例,进行了重金属毒性浸出实验,以考察烧制污泥砖对重金属的固化作用,进而评定污泥制砖的安全性。结果表明,经过高温焙烧,大多数重金属浸出毒性都显著降低,且符合规范要求,不会对环境造成危害。其中,重金属固化效果最好的为Zn,最差的为Cr。     

利用滩涂污灌土壤制备吸附剂

研究了滩涂污灌土壤吸附剂的制备方法。通过正交实验,比较了氯化锌、磷酸、氢氧化钾、盐酸几种活化剂在不同秸秆加入量、活化剂浓度、活化时间、活化温度的情况下制备的吸附剂,对水中邻硝基甲苯的吸附效果影响。实验结果表明,选择盐酸活化法制备吸附剂,在秸秆加入量为15%,经2 mol/L的盐酸按液固比为1∶1浸泡处理滩涂污灌土壤后,用氮气做保护气在400℃的条件下碳化1 h,制备的土壤吸附剂对水中邻硝基甲苯的吸附效率可以达到90%以上。     

磷酸活化植物基活性炭对水溶液中铅的吸附

以棉秆与互花米草为原料,采用磷酸活化法制备了低成本的植物基活性炭,通过静态实验研究了其对重金属铅的吸附性能。结果表明,在活化温度为500℃、活化时间为2 h条件下,制备的棉秆和互花米草活性炭比表面积为1 570m2/g和856 m2/g,含氧酸官能团含量分别为1.43 mmol/g和1.27 mmol/g。在25℃下,两种活性炭对重金属铅的Langmuir最大吸附量分别为119 mg/g和111 mg/g,吸附最佳pH为4.3,吸附平衡符合Freundlich方程,离子交换在吸附过程中发挥了重要作用。     

吸附联合低温等离子体法去除甲苯废气

对介质阻挡放电条件下产生的低温等离子体联合吸附去除低浓度甲苯废气进行了实验研究。考察了反应器内分别填充分子筛、陶瓷环和混合填料时,甲苯的吸附效果;比较了各种填充条件下,低温等离子体对甲苯的去除效果和副产物臭氧的产生量;并对填充混合填料时不同外加电压、不同操作条件下,吸附联合低温等离子体去除甲苯的过程进行系统的研究。结果表明,外加电压相同,混合填料对甲苯的去除率最高,大于97%,依次是分子筛、陶瓷环、无填充;同时混合填料的臭氧浓度小于其他填料;当电压为18 kV时,混合填料可获得较高的甲苯去除率,同时产生的臭氧副产物最少。