羟基磷灰石-热解炭表面涂层炭/炭复合材料牙种植体的研制

以炭/炭复合材料为牙种植体基体材料,选择低温热解各向同性炭涂层处理提高炭/炭复合材料的表面强度,解决炭/炭复合材料在体内容易脱落碎屑的问题;通过在低温热解各向同性炭表面再覆盖羟基磷灰石涂层来达到提高种植体生物活性的目的。     

生物炭、磁性炭的制备与应用研究进展

生物炭是植物和动物的生物质通过热解/炭化合成的稳定的碳产物,作为一种历史悠久的废物衍生土壤改良剂,其因具有改善土壤肥力及环境的能力而受到广泛关注,能够去除或固定土壤、水和空气中的污染物,减缓气候变化.为了提高生产性能和去除效率,很多学者研究了不同的热解和改性方法.该文主要综述了生物炭、磁性生物炭的制备与应用研究进展,总结了常用的制备方法,为后续生物炭复合材料的研究和应用提供参考.     

氧化处理对热解炭表面含氧基团组成的影响

借助于傅里叶红外光谱和电位滴定分析,研究了热解炭氧化前后表面含氧基团组成的变化以及氧化温度和氧化时间对热解炭表面含氧基团组成的影响.研究结果表明,热解炭表面的各种含氧基团随着氧化温度的升高和氧化时间的延长而增加,热解炭表面残留的脂肪基团减少.在不过度降低热解炭粉强度的情况下,在80℃下氧化处理2h可达到满意的氧化效果.     

不同生物炭吸附乙草胺的特征及机理

研究了两种原材料(松树木屑和猪粪便)分别在7个温度条件下制备的14种生物炭对乙草胺的吸附,结果表明生物炭的理化性质随原料来源以及热解温度的不同会发生明显的变化。生物炭的总极性随着热解温度的升高而降低,同时芳香度和比表面积(CO2-SA)显著增加,生物炭样品的表面有机碳(OC)含量高于总体OC含量;猪粪便来源的生物炭(SWBs)的灰分含量显著高于松树木屑来源的生物炭(WDBs),这可能是导致SWBs对乙草胺的吸附能力大于WDBs的原因。生物炭的表面极性[(O+N)/C]和吸附能力lg K_(oc)之间呈正相关关系,表明表面极性官能团的氢键作用可能是控制低温WDBs(热解温度450℃)吸附乙草胺的主要因素;而高温生物炭(热解温度≥450℃)的芳香度和lg K_(oc)之间呈显著的正相关关系,说明高温生物炭对吸附乙草胺主要受芳香碳组分的影响。此外,吸附参数(非线性因子n和lg K_(oc))和OC标准化的比表面积(CO_2-SA/OC)之间的相关关系表明,孔填充效应可能是影响生物炭吸附乙草胺的主要作用之一。     

热解温度对烟秆生物炭性状及其吸附Cd2+特性的影响

【目的】我国烟草生产中产生的大量烟秆是一个亟待解决的问题，通过热解炭化技术处理制备成生物炭，并表征其理化特性，探求其吸附重金属Cd²⁺特性，从而为烟秆资源化利用需求途径提供数据支撑。【方法】以烟秆作为制备生物炭的原料，分别以300、400、500、600、700℃5个温度热解，通过多种表征技术手段、室内批量吸附试验和吸附动力学试验，研究热解温度、结构特性对Cd²⁺吸附的影响。【结果】不同温度热解烟秆生物炭的性状及对Cd²⁺吸附特征存在明显差异，热解温度从300℃提高到700℃时，pH从9.05增加到11.54;H、O、N含量及H/C、O/C及(O+N)/C的原子比例随热解温度的提高而降低，显现出高温热解的生物炭芳香结构更加复杂而稳定；低温烟秆生物炭的比表面积较大，但高温下表面孔隙结构更为发达。准二级动力学方程和颗粒内扩散方程能很好拟合不同温度烟秆生物炭对Cd²⁺的吸附过程，表明吸附是异质性化学吸附；高温热解烟秆对Cd²⁺吸附能力强，其表面丰富的孔隙结构可增强对Cd^2+...     

热解温度对生物炭表面性质及释放氮磷的影响

热解温度是影响生物炭表面性质的重要因素。在250~450℃范围内制备玉米秸秆生物炭(CB)和杨木生物炭(PB)。采用X-射线光电子能谱仪对生物炭的表面元素进行分析,发现各元素含量随热解温度而变化,2种生物炭的变化规律不同。傅里叶变换红外分析表明,热解温度升高造成生物炭基团的变化,C=O基团增多,芳香性增强。研究生物炭在水中的氮磷释放行为发现,随着热解温度的升高,NH₄⁺-N和NO₃^--N的释放呈现先增加后减少的趋势;CB的总磷释放有所增加,PB的总磷释放先增加后降低。不同热解温度的生物炭,其营养元素的释放速率在初期存在一定差别,释放过程在48 h内基本完成。生物炭的表面性质及氮磷释放行为与热解温度及生物质来源密切相关。     

生物炭对噻虫胺在土壤中吸附和降解的影响

为探究由不同热解温度和原材料制备的生物炭对噻虫胺在黑土中吸附和降解的影响,以玉米秸秆和猪粪为原材料,分别在300、500℃和700℃下限氧热解制备了六种生物炭,并将其添加到黑土中,研究生物炭对土壤理化性质与噻虫胺在土壤中吸附-降解的影响。结果表明:添加生物炭可显著提高土壤的pH、有效态磷和有机碳含量,降低土壤的H/C。噻虫胺在土壤及生物炭-土壤混合体系中的吸附过程符合Freundlich模型。添加生物炭显著提高了土壤对噻虫胺的吸附,且吸附量随生物炭热解温度的升高而增大。不同热解温度的生物炭对噻虫胺在土壤中降解的影响不同。高温生物炭-土壤混合体系的强吸附能力降低了噻虫胺被微生物降解的速率,但噻虫胺在低温生物炭-土壤混合体系中具有相对较高的微生物降解速率。因此,在利用生物炭修复农药污染土壤时应该充分考虑生物炭的类型和性质。     

热解温度对滤泥生物炭结构性质的影响

[目的]研究热解温度对滤泥生物炭性质特征的影响,为制糖废弃物处理提供参考依据.[方法]将滤泥置于200~600℃下热解制备生物炭,对生物炭进行工业分析、pH和元素含量测定,以及傅里叶红外光谱、扫描电镜、比表面积和碘值吸附分析.[结果]随着热解温度的升高,生物炭产率和挥发分含量下降、灰分含量上升,pH不断增加,表面的C-O和C-O-C等活性官能团及-CH3和-CH2逐渐消失,H/C、O/C和(N+O)/C的原子比降低,表明生物炭芳香性及稳定性增强,亲水性和极性减弱;生物炭的孔隙结构丰富,随着热解温度的升高,生物炭中孔隙数量增加,比表面积增大,孔径和孔容有所增加,对碘值的吸附能力持续上升,热解温度为500℃时,比表面积、孔容和对碘值吸附量均达最大值,分别为83.71 m2/g、0.027 m3/g和170.38 mg/g.[结论]在500℃下热解制备滤泥生物炭,其产率相对较高,结构更稳定,且比表面积及孔容最大,对碘的吸附效果最佳,可作为一种优异的吸附材料.     

生物质炭的制备工艺参数与吸附性能分析

生物质炭的理化性质主要受生物质炭的原材料和制备条件如温度、热解时间的影响。在预备性试验基础上,采用正交实验法对生物质炭的制备工艺参数进行工艺研究。根据生物质炭的特性,分析了稻壳,油茶内壳,鸡粪3种原料在不同热解时间和热解温度的组合上对制得生物质炭液相吸附性能的影响。结果表明,在试验设计取值范围内,原料种类对生物质炭吸附性能的影响较显著,其次热解温度,最后是热解时间。因此在此实验条件下,就生物质炭的液相吸附性能而言,较佳的制备工艺参数为:原材料为鸡粪,热解温度为700℃,热解时间为2 h。研究结果对提高生物质炭的经济效益和环境效益具有一定的参考意义。     

不同热解温度下番茄藤蔓生物炭的理化特性分析

【目的】探究裂解温度对番茄藤蔓生物炭理化特性的影响。【方法】300℃、500℃和700℃下热解2 h制备生物炭,运用电镜扫描、元素分析仪和傅里叶变换红外光谱分析仪等手段,对番茄藤蔓生物炭的表面结构特征、元素及其他特性、表面官能团等进行综合分析。【结果】裂解法制备的番茄藤蔓生物炭呈碱性(pH值9.83～10.67),生物炭产率随裂解温度的升高而降低,灰分则相反。全氮含量以500℃时最低,300℃时最高,但固定碳含量、碳氮比(C/N比)均在500℃时含量相对较高,分别为51.42%和36.63。低温裂解时番茄藤蔓生物炭孔隙结构丰富,高温下裂解其孔隙被灰分及其熔融结构覆盖,孔隙度减小。热解温度的升高同时使生物炭芳香化程度增强,700℃高温热解时的傅里叶红外光谱图相较于300℃和500℃谱图吸收峰减少,尤其在500～800 cm^-1的吸收峰明显减弱。【结论】热裂解改变了番茄藤蔓生物炭的理化特性和微观结构,综合考虑各因素,300～500℃下裂解2 h制备的番茄生物炭具有较好的性能和较高的效益。     

温度梯度对秸秆炭化物质产率及特性的影响

在300～700℃温度区间,玉米秸秆、水稻秸秆以每100℃为间隔,大豆秸秆以200℃为间隔,研究炭化热解,量化对比产物。结果表明,秸秆热解炭比表面积、总孔容积、pH和碱式官能团随温度升高而增加,孔径和酸式官能团随温度升高而降低;热解液随热解温度升高,酸度降低;热解气中氢气和甲烷含量随温度升高而增加。热解温度平均每升高100℃,热解炭产率平均减少9.31%,热解液产率平均增加4.55%,热解气产率平均增加4.35%。玉米秸秆热解炭、热解液和热解气产率拐点分别为600、611和666℃,水稻秸秆热解炭、热解液和热解气产率拐点分别为666、600和666℃。量化参数可为优化秸秆炭化工艺提供技术支持。     

DLC涂层硬质合金微钻的制备及其切削性能

在硬质合金微型刀具加工高硅铝合金等难加工材料时,通过采用改进的热丝CVD装置开展了DLC涂层硬质合金微钻制备工艺优化,得到了最优沉积工艺,并配合高速加工高硅铝合金(Si15%)材料微小孔钻削性能对比试验,分析了刀具的磨损机理.结果表明:两步预处理方法适合复杂形状硬质合金衬底的预处理方法.钻削高硅铝合金时,DLC涂层具有低摩擦系数和高耐磨损特性,同等切削条件下,涂层微钻的切削寿命比未涂层硬质合金微钻提高了10倍.     

污泥热解特性影响因素的研究

[目的]研究污泥的热解特性及其影响因素。[方法]采用热分析的方法研究升温速率、试验终温、污泥组分、颗粒粒径和氮气吹扫量等因素对污泥热解特性的影响。[结果]污泥热解可以划分为3个阶段:第一阶段是水分析出阶段(50～150℃);第二阶段是污泥失重的主要阶段(150～530℃),热解失重是由于有机物的分解引起;第三阶段(530～800℃)失重是由于无机物和残余有机物引起。污泥热解在第二阶段是放热过程。升温速率对污泥热解特性的影响主要表现在起始温度方面,而对峰温和失重率的影响较小;试验终温的影响则主要表现在污泥的失重率上,试验终温越高,污泥的失重率越高,而对热解起始温度的影响则可以忽略;污泥组分不同,表现出的起始温度、峰温和失重率等反映污泥热解特性的主要参数不同;污泥的粒径不同,反映热解特性的主要参数起始温度、终止温度、峰温和失重率等都存在明显的差异;氮气吹扫量对污泥热解参数基本没有影响,但随着氮气吹扫量的增加,污泥的失重率增加。[结论]该研究可为污泥的热处理方法研究提供理论依据。     

风化煤腐植酸增效尿素红外光谱分析

采用碱性混合活化剂处理风化煤,研制腐植酸添加剂,按不同比例添加到尿素熔融液中,采用模拟喷浆造粒的方法,制备3类增效尿素。通过风化煤与添加剂、尿素与增效尿素红外光谱特征对比发现:风化煤经过活化后,碳单键数量降低,碳链缩短,活性腐植酸HA类提取物出现活性官能团,FR类除单键数量减少和碳链缩短外,生成部分胺、酰胺结构;增效剂与尿素在反应过程中,出现了三键和累积双键破坏、稳定性复合物形成、碳链缩短、双键结构增加等变化,但不同类型增效剂对产品红外光谱特征影响存在差异。     

日光温室新型保温被结构设计与保温性能研究

[目的]研发能代替传统保温被且性价比更高的新型日光温室保温被。[方法]朝外面料分别选用了淋膜无纺布、淋膜军用基布、珍珠棉(EPE)复合黑色PE编织布、无纺布复合黑色PE编织布,朝里面料选用了强力无纺布;芯材分别选用了喷胶棉、杂羊毛、珍珠棉(EPE)、化纤棉、微孔发泡材料,试制了5种保温被,通过静态检测及室外试验,以市场主流保温被(牛津布+化纤棉)和(淋膜无纺布+化纤棉)为基准,对照分析了其保温性,且对面料测试了抗拉强度。[结果]静态检测报告表明,喷胶棉保温被和杂羊绒保温被的保温率分别为84.0%和83.3%,而淋膜化纤棉保温被和牛津布化纤棉保温被的保温率分别为75.0%和65.0%。室外试验表明,当室外温度最冷为-24.4℃时,喷胶棉保温被保温效果最好,室内温度达5.4℃;室外平均温度为-9.3℃时,室内平均温度为14.7℃;其次是杂羊绒保温被,室外温度为-24.4和-9.3℃时,室内温度分别达4.2和14.3℃;最差是牛津布化纤棉保温被和淋膜化纤棉保温被,室外温度为-24.4℃时,室内温度分别是2.8和3.6℃。[结论]喷胶棉保温被和杂羊毛保温被性能良好,可作为日光温室的新型高效保温材料推广。     

海绵热解炭固定化微生物吸附-降解餐饮废水中油脂的研究

【目的】随着餐饮行业的迅速发展,餐饮废水油脂对环境的危害日益严重,因此对餐饮废水油脂的治理刻不容缓。【方法】以废弃海绵为原料,经热解炭化制得吸附性能良好的海绵热解炭(SPC_x,x为热解温度),利用冷场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对其形貌、结构等理化性质进行表征。利用SPCx吸附废水中大豆油,研究了热解温度、废水pH和温度等对吸附性能的影响;分析了SPC₆₀₀吸附剂的吸附动力学和吸附等温线,采用Langmuir和Freundlich模型对数据进行分析。基于此,探究了SPC₆₀₀固定化微生物对模拟废水和实际废水中油脂的吸附-降解规律。【结果】海绵热解炭(SPC₆₀₀)具有丰富的“网络”结构和断裂分支,且表面含有大量的羟基、羰基和醚键等含氧官能团,进而提高了其对油脂吸附和微生物固定能力。优化的SPC₆₀₀,在pH7和吸附温度30℃时,吸附容量高达8 093.1 mg·g^-1。吸附过程符合准二级动力学方程,且是以化学吸附为主的放热过程。...     

Formation of a carbon-carbon triple bond by coupling reactions in aqueous solution

Formation of a carbon-carbon triple bond by coupling reactions usually takes place at high temperatures, in anhydrous media and anaerobic conditions. We describe the formation of a carbon-carbon triple bond at room temperature in an aqueous solution exposed to the atmosphere. Two ethylidyne ligands of a trimolybdenum cluster coupled spontaneously to form 2-butyne. This unexpected result demonstrates the plausibility of alkylidyne chain lengthening and metathesis processes under ambient, environmentally friendly conditions.     

磁性纤维素／Fe3 O4／活性炭复合材料吸附刚果红性能研究

采用NaOH/硫脲/尿素混合水溶液低温溶解的绿色工艺快速溶解纤维素,并以纤维素、Fe3O4、活性炭为原料制得磁性纤维素/Fe3O4/活性炭复合吸附剂,运用XRD、SEM、TGA等技术手段对其进行了全面表征。将刚果红溶液作为目标污染物,考察了吸附剂投加量、溶液初始浓度等对吸附效果的影响,并对吸附动力学、热力学进行了探讨。结果表明,增大溶液初始浓度能有效提高吸附量;去除率随着吸附剂投加量的增加而提高。磁性纤维素/Fe3O4/活性炭复合吸附剂对刚果红偶氮染料的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程符合拟二级动力学方程,内扩散为主要控速步骤。吸附是熵推动的自发放热过程,低温有利于反应的进行。     

内循环撞击流生物膜反应器处理高氨氮废水试验研究

[目的]研究内循环撞击流生物膜反应器处理高浓度氨氮废水的性能。[方法]采用内循环撞击流生物膜反应器,以玉米芯为生物载体处理模拟高氨氮废水,探讨了C/N比、溶解氧（DO）对COD和NH4＋-N去除效果的影响。[结果]在进水NH4＋-N 200 mg/L、DO 2mg/L、C/N比分别为1.0和1.5时,对COD的去除效果没有明显影响,均高达92%以上;C/N为1.5时,COD和NH 4＋-N平均去除率最高,分别达92.7%和41.2%;在C/N为2.0时,去除率显著降低,COD和NH4＋-N平均去除率分别降至20%和10%左右;在C/N为1.5、NH 4＋-N 200 mg/L时,DO对COD的去除影响不大,但对NH 4＋-N的去除影响较大,DO浓度从4 mg/L降到1 mg/L时,NH 4＋-N去除率从46.4%降至17.1%。[结论]该研究为高氨氮废水处理提供了理论依据。