化工污泥基轻质填料的制备研究

以化工污泥焚烧灰渣和粘土为原料,添加自制无机重金属稳定剂S01,经烘干、预热、焙烧等工艺过程,制备了粒径为10~20mm的水处理用填料。通过单因素实验考察了S01添加量、烧结温度、化工污泥焚烧灰渣添加量、烧结时间等工艺条件对填料性能(堆积密度、吸水率)的影响,确定了填料的最佳制备条件:S01无机重金属稳定剂添加量4%,化工污泥焚烧灰渣添加量40%,烧结温度1 150℃,烧结时间10 min。在此条件下,填料的堆积密度为844.1 kg/m3,吸水率为9.27%,重金属浸出浓度远远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中规定的浓度限值。采用扫描电镜观察了填料表面和内部孔隙特征,发现最佳制备条件下制得的填料表面粗糙多孔,内部具有发达的孔道结构。     

除尘滤料的表面结构分析

通过扫描电镜(SEM)对涤纶滤料、亚克力滤料、聚苯硫醚(PPS)滤料、芳纶滤料、涤纶覆膜滤料、亚克力覆膜滤料迎尘面的微观结构进行了观察和分析,发现滤料经过轧光处理后表面部分纤维熔融形成无孔区,经烧毛后处理的滤料表面存在针刺生产过程中刺针造成的凹坑,覆膜滤料表面的膜结构层存在着无孔区和膜破损孔洞等现象,这些现象将对滤料的有效过滤面积、过滤精度和使用寿命造成一定的不利影响。     

高水巷旁充填材料单轴压缩变形破坏与能耗特征分析

高水巷旁充填材料在煤矿沿空留巷工程中得到了广泛应用,水灰比对其力学性质关系密切。首先通过扫描电镜分析了高水材料的微细观形貌,其次通过 RMT-301伺服试验机对1.3~2.5∶1等6种水灰比的高水材料试样进行了单轴压缩试验,得到了各水灰比试样的全应力-应变曲线,分析了试样的变形特征、强度及破坏特征、能耗特征随水灰比变化的规律。结果表明,高水材料的微观结构为固、液、气构成的多孔海绵状结构;高水材料的变形特征与岩样相似,也大致可分为压密阶段、线弹性阶段、屈服阶段以及峰后应变软化阶段,弹性模量、割线模量和峰值强度等随水灰比提高多呈指数函数关系下降;随着水灰比增大,试样由脆性破坏逐渐过渡到延性破坏;随着水灰比增大,试样吸收的总应变能与可释放弹性应变能均呈指数函数关系下降,而耗散能变化幅度不大。     

不同原料制备的生物炭形貌结构及表面特性研究

选取槐树皮、锯末、苹果枝、玉米秸秆、杂木五种原料采用干蒸裂解工艺制备生物炭通过扫描电子显微镜(SEM)观察生物炭的形貌结构利用氮气吸附BET容量法,测定生物炭的比表面积和孔体积,获得吸附脱附等温线,根据吸附等温线计算BJH孔径分布并将5种生物炭的形貌结构和表面特性对比分析,以期为生物炭深入研究提供科学依据。结果表明;5种生物炭均表现为多孔结构,孔结构大小和形状各异;不同原料对生物炭的比表面积有影响,杂木生物炭的比表面积最大(17.807 m~2/g),苹果枝生物炭最小(1.674 m~2/g)。随着玉米秸秆、锯末、槐树皮、杂木生物炭的孔体积和孔径的减小,其比表面积依次增大;槐树皮、锯末、玉米秸秆生物炭的氮气吸附脱附等温线为Ⅲ型,属于结块形成,苹果枝、杂木生物炭为Ⅳ型;5种生物炭均在2~65 nm范围内孔径分布较宽,呈中孔和大孔。     

南京市PM10时空变化特征及微观形貌分析

对2005年监测到的南京市大厂地区和山西路PM10浓度值进行分析表明,南京市PM10污染比较严重,其浓度变化范围在0.1157～0.3913mg/m3之间。利用扫描电镜和EMAX能谱分析系统对南京市可吸入颗粒物PM10的微观形貌和能谱进行了研究。结果表明,南京市PM10主要由烟尘集合体、燃煤飞灰和矿物颗粒组成。大厂地区PM10的主要组成成分是燃煤飞灰和烟尘集合体,矿物颗粒不多;山西路PM10的主要组成成分为烟尘集合体,燃煤飞灰和矿物颗粒很少。     

脱硫剂微观结构对脱硫性能的影响

采用扫描电镜和压汞仪对3种贝壳和1种石灰石的微观结构及孔径分布进行了测量,采用热重分析方法对各种脱硫剂的脱硫性能进行了测试.比较发现,各种贝壳煅烧后的晶粒呈薄片状,晶粒之间孔径均大于0.2μm,比孔容较大;石灰石煅烧后晶粒呈颗粒状,晶粒之间孔径多数在0.01～0.16μm之间,比表面积很大,但比孔容较小.贝壳中直径大于0.2μm的气孔,允许气体扩散至颗粒内部,气孔表面同时参加脱硫反应,且反应过程中不易被反应产物所堵塞,脱硫反应进行较彻底,钙利用率较高.另外,在满足气体扩散的前提下,减小孔径尺寸,增加反应比表面积,将对脱硫反应有利.     

流动镀Ni-P合金镀层工艺的研究

电沉积Ni-P合金镀层由于其优异的性能而在多个领域得到了广泛的应用;流动镀电沉积由于可以较快地提高电沉积速度而受到极大的关注;建立了镀液平行式流过电极表面的流动镀装置,采用该流动镀装置,通过改变电流密度、流速、电极间距等不同的工艺条件,研究了流动镀条件下,电流密度、流速、极间距对电沉积Ni-P合金镀层中P含量和表面形貌的影响规律,并初步探讨了流动镀条件下各工艺条件对电沉积过程的影响机理.     

臭氧氧化对天然有机物在氧化铝表面吸附行为的影响

为进一步明确臭氧预氧化对颗粒的脱稳作用,选用氧化铝（α-Al₂O₃）作为悬浮颗粒,考察了臭氧氧化后天然有机物（natural organic matters,NOM）特性及吸附行为的变化.结果表明,臭氧氧化能够破坏NOM的芳香结构,SUVA值降低25%～35%,氧化后酸性官能团含量增多,总酸度增加0.3～1.4 mmol·g^-1,分子量和极性的变化与NOM的性质有关;有机物初始浓度相对于臭氧投量较低时,NOM的溶解性增强,与其酸性官能团增加产生的吸附促进作用相抵消,因而吸附性能出现不变甚至降低的现象;有机物初始浓度较高时,臭氧能够起到强化NOM吸附的作用.采用2.5　mg·L^-1臭氧进行氧化后,以商用腐殖酸为代表的NOM的吸附形貌,由密集分布的球形对称聚集结构向网状结构过渡,分子之间的交联作用十分明显,吸附高度低于其氧化处理前,云母的表面覆盖率较氧化前略有提高.     

聚硅酸金属盐复合絮凝剂形貌结构及性能研究

以硅酸钠、硫酸和硫酸盐为原料制备聚硅酸金属盐(PSMS)复合絮凝剂,通过红外光谱研究了金属元素与聚硅酸(PS)的相互作用情况,采用电子显微镜观察了PS、PSMS和相应简单金属盐(MS)的形貌,利用激光粒度分析仪分析了絮体粒径变化及破碎与恢复情况,并考察了PSMS在不同投加量下处理腐植酸模拟废水的效果。结果表明:PSMS的红外光谱图中有M—O—Si振动峰出现,扫描电镜显示PSMS的聚集单元表面异于PS的平滑,为细小不规整的晶体颗粒,并与相应硫酸盐(MS)形貌有一定关联。此外,无论是所形成絮体的粒径还是对腐植酸的去除效果,聚硅酸硫酸铝(PSAlS)和聚硅酸硫酸铁(PSFeS)均优于其它聚硅酸金属盐,PSFeS的絮体虽易破碎但破碎后恢复能力最好,且粒径最大而容易沉降。     

奎屯-独山子石化区夏季和秋季PM2.5形貌及矿物组成

PM2.5是城市大气的主要污染物,对人体健康危害巨大。研究PM2.5的形貌特征及矿物组成有助于解析PM2.5的来源和贡献及评估PM2.5对人体健康的风险。利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和能谱(SEM-EDX)对以石化为支柱产业的奎屯-独山子石化区域生活区和工业区的夏季、秋季PM2.5的形貌和矿物类型进行了分析。结果表明,奎屯-独山子的PM2.5主要包括矿物颗粒(规则矿物、不规则矿物)、烟尘集合体、球形颗粒(燃煤飞灰和二次粒子)、其他颗粒(生物质、未知颗粒)等4种类型,其中矿物颗粒在数量上和体积上均占优势。夏季规则矿物颗粒较多。从元素组成分析看,夏季PM2.5有"富Si"、"富Al"、"富Fe"、"富Ca"、"富Cu"、"富Zn"等类型,秋季PM2.5有"富Si"、"富Ca"、"富Fe"、"富Zn"、"富Cu"、"富Ti"、"富Ba"等类型,2个季节均以"富Si"颗粒占优势,表明道路扬尘、燃油飞灰、燃煤飞灰、工业粉尘、机动车尾气尘、城市扬尘等污染源是奎屯-独山子石化区夏季和秋季大气污染的主要来源。