生物质成型炭的制备及其性能研究

以生物质炭粉为原料制备成型炭燃料,考察了黏结剂种类、用量以及热处理温度对成型炭性能的影响.结果表明:羧甲基纤维素用作黏结剂制备得到的成型炭性能优于以淀粉为黏结剂制备的成型炭,并且得到最优的工艺条件为黏结剂添加量为6％,在200℃下热处理1h.测定了制备得到的成型炭的理化性能,其固定碳质量分数可达到88.95％,热值为30.6 kJ/g,强度为99.83％.     

竹炭的微波处理方法与效果的研究

研究了竹炭吸附前,利用微波进行预处理的处理方法与效果。结果表明：微波处理后竹炭的比表面积与吸附能力有显著的提高,不同的竹炭用微波或NaOH加微波处理后．亚甲基蓝吸附值提高了34％-92％。该法用于吸附Pb^2＋后的竹炭的洗脱,竹炭的吸附能力恢复到原来的90％以上。该法有望成为竹炭活化的有效手段。     

磷酸活化法制备棉秆活性炭的研究

通过研究活化工艺条件对棉秆活性炭吸附性能的影响，探讨了磷酸活化棉秆原料制备活性炭的可行性。结果表明：磷酸活化棉秆原料能制备出糖液脱色用活性炭的优级品，其碘吸附值、亚甲基蓝以及焦糖脱色力分别达N920mg／g、200mL/g和130％。其最佳活化工艺务件为：磷酸浓度50％，浸渍比2．5：1，浸溃时间60min，活化温度500％，活化时间60min。其中浸渍比对棉秆活性炭的脱色能力影响最大。     

石墨化生物质炭复合材料制备研究

在高温氮气流中制备竹基和木基生物质炭,并将其掺入聚丙烯(PP)中制备生物质炭-聚丙烯复合材料,探究生物质炭对复合材料力学性能的影响。通过拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）和衰减全反射（ATR）红外光谱及复合材料中的空隙因子归一化分析表明：竹基生物质炭和木基生物质炭具有明显的石墨特性;与纯聚丙烯相比,竹基生物质炭-聚丙烯复合材料有效拉伸强度降低了约10%;木基生物质-聚丙烯复合材料拉伸强度为32.3 MPa,冲击强度为17.4 J/m,与纯聚丙烯相比,木基生物质炭-聚丙烯复合材料的拉伸模量、抗弯强度和抗弯模量分别增加56%、19%和67%;木基生物质炭掺入热塑性聚丙烯中可增强复合材料的力学性能。     

5种生物质的微波辅助多元醇液化研究

将杨木、杉木、毛竹、稻草和汉麻杆芯这5种生物质原料在微波辅助多元醇中进行单一液化和混合共液化,研究生物质原料种类对微波辅助多元醇液化行为的影响。结果表明:杨木和杉木容易液化,其次为毛竹和汉麻杆芯,稻草最难被液化;稻草液化产物的羟值最大,杉木液化产物的羟值最小,说明苯/乙醇抽提物和灰分含量对生物质的多元醇液化有显著的抑制作用。由于稻草液化效果不佳,只将杨木、杉木、毛竹和汉麻秆芯4种生物质混合,在液固比值为2.5和3时,混合生物质的共液化率分别为91%和95%,显著高于毛竹和汉麻杆芯的单一液化率;羟值居于4种单一生物质液化产物羟值的中间;混合共液化产物的化学组分与汉麻杆芯液化产物区别明显,表明混合生物质在多元醇共液化过程中存在协同作用,可以促进难于液化的单一生物质的液化反应。     

生物质炭对毛竹林土壤及竹笋主要重金属含量的影响

以毛竹林为研究对象，开展竹林土壤重金属修复试验，探讨生物质炭不同施用量(分别为12000、6000、3000、0 kg·hm^-2)对毛竹林土壤及笋主要重金属Cu、Pb、Cr、Cd、As和Hg含量的影响。结果表明，施用生物质炭90 d后毛竹林土壤Pb、Cu、Cd、As、Hg的平均含量明显降低，施用生物质炭450 d后仅对土壤Cr、As和有效态Pb具有修复效果。施用生物质炭450 d后不同处理竹笋Pb平均含量大小排序为CK>生物质炭6000 kg·hm^-2>生物质炭3000 kg·hm^-2>施用生物质炭12000 kg·hm^-2,竹笋Pb含量(干基)平均值分别为1.09、0.83、0.62和0.53 mg·kg^-1。表明生物质炭有助于减少毛竹笋对土壤重金属的富集作用，降低竹笋重金属超标风险。     

KOH微波活化法处理竹炭的研究

研究了以自制的快速裂解产物竹炭为原料,采用KOH-微波辐射活化法制备竹质活性炭.利用正交试验探讨了不同因素对竹质活性炭性质的影响.最佳工艺条件为KOH质量分数 25 %,浸渍时间 24 h,微波功率 800 W,活化时间 7 min,所制备的活性炭产品的碘吸附值为 1 239.08 mg/g,亚甲基蓝吸附值为 274.95 mg/g,比表面积为 1 394.16 m2/g,亚甲基蓝吸附值为国家一级品标准(GB/T 13803.2-1999)的2.04倍,同时测定了活化前后竹炭的红外光谱.结果表明,活化后竹炭表面结构有了较大的修饰,增加了较多的表面化学官能团,从而提高了竹炭的比表面积和吸附性能.     

生物基炭材料在印染废水深度处理中的应用研究进展

首先总结了生物基炭材料的吸附机理，并根据作用机理去延伸分析生物基炭原料的选取，以及生物基炭的制备和表面改性方法。综合讨论了炭材料孔道结构、表面官能团等内在因素，以及初始浓度、吸附剂用量、吸附时间、溶液pH值、温度等外在因素对吸附性能的影响，此外，对吸附热力学、吸附等温线和吸附动力学等吸附特性展开分析。最后，总结了生物基炭材料实际应用存在的问题以及未来多样化发展方向，以期对生物基炭材料在印染废水高效处理中的应用提供参考和借鉴。     

城市园林废弃物生物质炭性质及其应用潜力

【目的】以城市园林废弃物树皮、树枝、树叶和残草为研究对象,采用生物质热解炭化工艺制备生物质炭,分析评价生物质炭的理化性质及用于改善土壤和环境的潜力,为园林废弃物炭化处理及其产物的循环利用提供依据。【方法】运用C、H、O等元素分析和物理分析,Pb、Cd、Cu、Zn等重金属元素含量分析,表面形貌分析及可溶性组分气质联用(GC/MS)分析等方法,表征生物质炭的有机物质组成、颗粒吸附特性、活性有机质丰度以及环境风险物质的存在等。【结果】4种园林废弃物生物质炭的有机碳含量介于46.8%～76.1%之间,树枝类高于草本类20%以上,且热值高达30 MJ·kg~(-1);残草和树叶生物质炭N、P、K等养分含量高于树皮和树枝,且孔隙度和比表面积较高; 4种园林废弃物生物质炭水溶性有机碳含量介于2.86～31.20 g·kg~(-1)之间,检测出177种化合物,主要是有机酸,其次是醇类和糖类等。园林废弃物生物质炭的重金属元素含量尽管满足直接农用,但均符合非农地土壤限值。【结论】城市园林废弃物生物质炭有机质丰富,物理结构良好,活性有机组分和养分含量高,环境风险极低,资源化利用潜力突出。木本类生物质炭可用作燃料炭或土壤覆盖吸水材料,树叶和残草生物质炭宜作为土壤改良剂和营养基质利用,且因丰富的可溶性有机-无机养分,有望进一步开发用作园林绿化植物叶面调理剂。     

微波磷酸法中密度纤维板厂废料制备活性炭

以中密度纤维板(MDF)厂废料为原料,采用微波辐射磷酸法制备活性炭。探讨了在微波功率900W条件下磷料比、水料比、辐照时间对产品活性炭各项主要指标的影响。得到了试验条件下微波辐射磷酸法制备活性炭的最佳工艺: 磷料比3．5:1,水料比1:1,辐照时间9min。用此工艺制备活性炭产品的得率39．44％,碘吸附值949．08mg／g,亚甲基蓝脱色力10．76mL／0．1g,苯酚吸附值350．25mg／g。本工艺方法为中密度纤维板厂废料的综合利用找到了新的途径。     

活性炭对甲醛吸附的研究

通过活性炭生产工艺对甲醛吸附的影响实验、活性炭吸附甲醛对比实验及活性炭在室内净化空气应用试验可以看出,研制出的新品种活性炭对甲醛吸附是竹活性炭的4倍、椰壳活性炭的1.5倍,动态吸附甲醛率为90.6%,用于室内净化甲醛达到国家室内空气质量标准(≤0.10 g/m3)。活性炭对甲醛的静态吸附和动态吸附试验表明,在用活性炭净化室内空气时,让室内空气流动,对去除甲醛是有利的。     

生物炭及炭基肥对土壤理化性质的影响

基于探明生物炭及炭基肥对土壤理化性质的影响,采用田间小区进行了试验,设6个处理,3次重复,小区面积27m2,长7.5m ,宽3.6m ,行距0.6m ,小区之间间隔50～60cm ,采用随机区组排列.结果表明 :①增加土壤孔隙度 ,使土壤贮热增多 ,从而增加土壤表层温度 ,进而提高种子的出苗率 ;②改善土壤pH值 ,提高酸性土壤的pH值;③增加土壤养分 ,显著提高土壤有机质含量.     

竹质活性炭制备的研究进展

分析了1989年以来,国内竹质活性炭制备研究概况,综述了KOH活化法、H3PO4活化法、ZnC l2活化法和水蒸汽活化法制备竹质活性炭的工艺和机理研究进展,通过比较,认为环保型水蒸汽法是常规竹质活性炭制备的发展方向;并提出今后的研究可在三个方面加强:一是全面、系统地研究各因素及因素间的交互作用以深化制备工艺的研究;二是引入新技术以拓展制备技术的研究,三是以应用需要推动制备技术的研究。     

不同部位竹材制备竹活性炭及其对苯酚的吸附性能

利用不同部位的竹材如竹蔸、竹节和竹枝制备竹炭,以KOH为活化剂,在活化温度为700℃和不同质量浓度的KOH溶液下进行活化制备竹活性炭,测定吸附性能最好的竹活性炭在不同吸附时间和溶液质量浓度下对苯酚的吸附情况,并进行结构表征.结果表明:KOH溶液质量浓度为16.0 g·L-1时,制备的竹活性炭对苯酚的吸附效果最好,而竹蔸、竹节和竹枝活性炭中又以竹蔸活性炭吸附性能最好;吸附时间在40min时,竹蔸活性炭对苯酚的吸附趋于平衡,在30℃时竹蔸活性炭苯酚吸附量达到83.4 mg·g-1时趋向饱和.竹枝炭、竹节炭与竹篼炭的孔隙度分别为0.656,0.698和0.740,竹枝活性炭、竹节活性炭与竹篼活性炭的孔隙度分别为0.688,0.748和0.790.竹篼炭和竹篼活性炭比表面积分别为110.4和475.7m2·g-1,孔容分别为0.09和0.26mL·g-1,平均孔径分别为3.16和2.19nm.     

微波辐照橡胶籽壳氯化锌法制备活性炭的研究

本文以橡胶籽为原料,采用微波辐照氯化锌法制备活性炭。研究了浸渍时间、氯化锌浓度、微波功率和辐照时间等因素对活性炭吸附性能和得率的影响。确定了用橡胶籽制备活性炭的最佳工艺条件:浸渍时间24 h,氯化锌浓度50%,微波功率280 W,辐照时间7 min。在此工艺条件下制备的活性炭其碘吸附值为829.46 mg.g-1,亚甲基蓝吸附值为126.5 ml.g-1,得率可达23.8%。此工艺所需活化时间为传统方法的1/30。     

棉秆制活性炭的研究

研究了利用农林废弃物棉秆为原料,采用氯化锌活化法制取活性炭的工艺.以及制备过程中各种因素对活性炭吸附性能的影响,得出了适宜的工艺条件.研究结果表明,利用棉秆可制得较高质量的活性炭,所得活性炭性能指标优于林业部颁一级品标准.对Cr6 的吸附容量测定表明所制备的棉秆活性炭对重金属离子有较好的吸附性能.     

活性炭对苯及甲苯蒸汽吸附能力相关性的研究

以4种性质不同的粉状活性炭为对象,研究了它们对苯及甲苯蒸汽吸附能力。得知：活性炭对苯及甲苯蒸汽的吸附能力具有较好的相关性,可以用甲苯代替苯作吸附质来评价活性炭对有机溶剂蒸汽的吸附能力,并发现两者的相关性程度与活性炭的平均孔隙半径大小有密切关系。     

两种木材中综纤维素的快速分离

采用微波辅助的方法实现木材综纤维素的快速分离的实验结果表明，微波辅助法在阔叶材水曲柳和针叶材落叶松心材的木素脱除方面表现出快速、高效，且对于水曲柳的效果好于落叶松。通过对所制得木材综纤维素中木素含量的测定、α-纤维素含量的测定、傅立叶红外光谱(FTIR)分析以及X-射线衍射的分析，初步证明了微波作用与传统方法分离得到的木材综纤维素差别不大，前者结晶度略高。     

氯化锌法低温活化制备桑枝活性炭的研究

世界活性炭需求量的增加,使原料变得紧张。开发和节约资源,是解决原料紧张的重要措施。用桑枝为原料,ZnCl2为活化剂,在充氮条件下,采用低温450℃活化,使活性炭得率为50％（原料以含水率20％桑木屑计）,同目前用的高温活化比较,生产1t活性炭就节约1t桑木屑。且制备出的药用活性炭亚甲基兰脱色高达285mg·g^-1,糖用活性炭A法焦糖脱色100％。