含钛高炉渣制备抗侵蚀材料的研究

以含钛高炉渣和石墨为主料,烧结镁砂为辅料,采用碳热还原-氮化的方法成功制备了具有一定力学性能和抗碱金属蒸汽侵蚀性能的制品。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析仪(EDS)等测试方法重点讨论了不同烧结镁砂添加量对含钛高炉渣氮碳化过程的影响,并对制备的材料进行了抗碱金属蒸汽侵蚀性能的测试。研究结果表明:在渣∶镁砂质量比为1∶1时,烧结镁砂可以充当骨架支撑材料,制备的抗侵蚀材料的力学性能可以达到81 MPa,并在配碳量为1∶2时,试样表面生成出较均匀的Ti N晶粒;碱金属蒸汽侵蚀后试样的增重率为0.07%,强度损失率为2.55%,具有很强的抗碱金属蒸汽侵蚀性能。     

铁有机骨架材料的快速合成及对阴离子染料的吸附性能

染料废水色度高,难以生化处理,吸附法是有色废水处理的重要方法.采用常温快速合成铁有机骨架材料,通过IR和XRD对合成的材料进行表征;并研究铁有机骨架材料对阴离子染料的吸附性能.结果表明常温快速反应能够合成铁有机骨架材料,材料比表面积和孔体积较高,等电点p H为3.7.铁有机骨架材料在酸性条件下更容易吸附水中的阴离子染料;随染料浓度的增加,材料对染料的吸附量逐渐增大,Langmuir恒温吸附模型可以很好描述该过程,计算的吸附参数表明吸附过程容易进行.材料对染料的吸附为准二级动力学,染料结构会显著影响铁骨架材料吸附过程,络合结构的偶氮染料能够快速达到吸附平衡.     

不同热解温度的生物炭在土壤中的矿化作用研究

为探究不同热解温度的生物炭不同组分(易降解和相对难降解碳)对其在土壤中矿化作用的影响及机理,将生物质甘蔗渣和在300、500、800℃下热解生成的生物炭(分别表示为BC300、BC500、BC800)通过水洗法剥离出碳骨架部分,然后加入含有定量土壤菌悬液的石英砂中,设置了50 d的控温培养实验并测定培养过程中不同处理样品的矿化速率.结果表明,随着热解温度从300℃升高至800℃,生物炭的易降解碳含量降低,平均停留时间从2 d增加到38 d,相对难降解碳平均停留时间从14年增加到700多年.环境温度为25℃时,碳骨架中由于缺少微生物可利用的溶解性有机碳,所以在土壤中稳定性强.环境温度升高至35℃时,温度升高提高了微生物活性,增加了碳骨架的微生物可利用部分.800℃热解生成的生物炭(BC800)及其碳骨架(W800)的累积矿化量比空白低,且即使温度升高,W800的相对难降解碳含量仍然保持最高,表明高温生物炭具有更好的固碳效果.     

改性环糊精金属有机骨架材料对亚甲基蓝吸附性能研究

采用环保合成工艺化学修饰一种羧基化不溶性金属有机骨架材料(γ-CD-MOF-COOH),用于去除低浓度亚甲基蓝染料(MB),对γ-CD-MOF-COOH进行表征，并系统研究其对MB吸附性能。结果表明，γ-CD-MOF-COOH对MB具有良好的去除能力，拟二阶动力学模型可以很好地阐明MB的吸附过程。Sips模型的模拟效果较好，γ-CD-MOF-COOH对MB的最大吸附质量比为335.74 mg/g。热力学分析表明，去除MB的过程是自发的吸热反应。γ-CD-MOF-COOH在经过5次循环再生试验吸附率仍达首次的98%以上，表现出良好的MB去除能力。不同吸附机制之间的协同作用是γ-CD-MOF-COOH对MB去除率较高的原因。     

Tix-Ni1-x-MOFs的制备及其CO选择性催化还原NOx研究

采用溶剂热法和微波法合成了不同比例的Ti_x-Ni_1-x-MOFs材料,并用于以CO为还原剂的选择性催化脱硝反应。结果表明,双金属Ti_x-Ni_1-x-MOFs的NO还原率显著高于单金属Ni-MOF,且反应温度窗口更宽,其中,Ti_0.2-Ni_0.8-MOF表现出最佳的脱硝效率,在200~400^oC温度范围达到100%的转化率。通过XRD,FT-IR,SEM,TGA,XPS,N₂吸脱附等表征手段发现,Ti掺杂Ni-MOF后有利于改善原子分散性,Ti、Ni间金属的相互作用有利于产生丰富的高效Ni-O-Ti位点,加强Ni²⁺+Ti⁴⁺↔Ni³⁺+Ti³⁺氧化还原循环,从而明显提高了NO+CO催化反应性能。与溶剂热法相比,微波法制备Ti_0.2-Ni_0.8-MOF具有合成效率高、结晶度好、晶粒细小均匀的优势,并进一步提高了其低温脱硝效果。