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一种分级多孔炭材料的制备方法
简介:本发明公开了一种分级多孔炭材料的制备方法,属于炭材料制备技术领域。该方法是以廉价的煤沥青为碳源,采用纳米三氧化二铁为模板,氢氧化钾为活化剂,三者研磨后的混合物转移至刚玉坩埚中,于气氛炉内进行加热以制备电化学电容器用分级多孔炭材料,所得分级多孔炭材料比表面积介于1157~1330m2/g之间,总孔容介于0.69~1.35cm3/g之间,平均孔径介于2.39~4.05nm之间,非微孔孔容占总孔容的比例介于37.7%~65.9%之间,多孔炭产率介于32.6%~52.2%之间。采用本发明方法制得的分级多孔炭作为电化学电容器电极材料,具有很好的稳定性和优异的综合性能。
安徽工业大学 2021-04-13
活性炭载氧化铁催化剂
该催化剂属专利技术,适用于在20~25℃条件下处理含酚废水和焦化废水。 含酚废水是一种对人类危害十分严重而又普遍存在的工业废水,酚类化合物,可使蛋白质凝固,对人类、水产生物及农作物都有极大危害。钢铁工业、煤气化工业中的炼焦工艺是以煤为原料,在隔绝空气条件下将煤加热到960~1000℃,得到焦碳和一些化工产品,同时,在生产过程中产生大量难以生物降解的芳香族有机化合物、杂环及多环化合物,且酚含量较高,处理比较困难,这些污染物如果未经处理或处理不当随废水排放,将对水体产生严重污染。寻找高效、经济、环境友好的处理方法一直是含酚废水处理领域的研究热点。 含酚废水处理目前常用的方法有:生化法、Feton试剂氧化法、催化湿式氧化法等。华中科技大学环境科学与工程学院提到(华中科技大学学报22(2005,4)79~81)生化法对焦化废水进行处理,处理后水的酚、氰含量基本达标,但生化处理后的废水色度仍然很高,含有大量难降解有机物,其COD不能达到国家排放标准,在不改变主体生化法工艺的情况下,还需要对生化系统的外排水进行深度处理。Fenton试剂是Fe2+和H2O2的组合(Chem. Soc.65(1894)899~9lo),在酸性(2.5~4.0)条件下Fe2+能有效地催化H2O2产生OH—,OH— 具有极强的氧化能力,它可将有机污染物在短时间内氧化降解。由于Fe2+是溶解在溶液中的,Fe2+难与反应介质分离回收,易流失和引起二次污染。催化湿式氧化法是八十年代国际上发展起来的一种处理高浓度难生物降解有机废水的处理技术(U S 4699720,1987)。它是在反应釜中,在催化剂作用下,于高温高压条件下用氧气或空气直接将污水中的有机物氧化成CO2、H2O等无害物,以达到净化的目的。至今有多种过渡金属氧化物被认为对湿式氧化有催化活性,大连化学物理研究所的杜鸿章、房廉清等人在(水处理技术23(1997,2)83-87)提到的贵金属系列催化剂的活性高、寿命长,是催化湿式氧化法较有效的催化剂,但由于该方法所用的催化剂价格昂贵,污水处理所用的设备成本高,使其应用受到极大限制。 技术内容: 主要解决的技术问题是:提出一种价格低廉,可回收的,在20~25℃条件下处理含酚污水简便易行的催化剂。 活性炭载氧化铁催化剂,其组分和含量为: 氧化铁重量百分比含量为1.0~10.0%,活性炭重量百分比含量为90.0~99.0%。 活性炭载氧化铁催化剂处理含酚废水的方法: 取含酚废水或焦化废水100mL放入250mL锥型瓶中,加入制备好的氧化铁重量百分比含量为1.0%的活性炭载氧化铁催化剂1.5g,调节溶液pH=5.0,于20-25℃搅拌20~30min,过滤,滤液即为处理过的含酚废水。用氧化铁重量百分比含量为2.0%或5.0%的活性炭载氧化铁催化剂处理含酚废水,具有与氧化铁重量百分比含量为1.0%的活性炭载氧化铁催化剂同样的效果。 与现有技术相比所具有的优点: 活性炭载氧化铁催化剂制备方法简便易行,价格低廉,可回收,在20~25℃条件下处理含酚污水简便易行。活性炭载氧化铁催化剂的制备是以三氯化铁(FeCl3)和活性炭为原料,将铁氧化物载到活性炭上,催化剂制备方法简便、价格低廉、稳定性好、易于回收、催化活性高。用该催化剂处理含酚废水,可在pH=5.0的弱酸性条件下,在20~25℃的室温条件下直接进行,不需要加热,大大地节约了能源,活性炭载氧化铁催化剂可直接处理污水,不需要加H2O2或通O2,易于操作,反应条件温和,处理成本低廉,COD能达到国家排放标准(<150mg/L),COD去除率高,可达到94%以上。
北京交通大学 2021-04-13
酸催化生产生物质炭技术简介
人类在发展过程中目前面临能源危机和环境污染双重压力。在能源消费方面,目前世界能源消耗91%的是一次性矿物燃料能源,但矿物燃料是有限的,不可能成为人类的永久性能源。因此寻找可替代化石能源的新能源是人类可持续发展的必由之路。 据估计,全世界每年由光合作用而固定的碳达2×1011 吨,含能量达3×1018 千焦,可开发的能源约相当于全世界每年耗能量的10 倍;生成的可利用干生物质约为1700 亿吨,而目前将其作为能源来利用的仅为13 亿吨,约占其总产量的0.76%,生物质资源开发利用潜力巨大。据测算,我国拥有的生物质能资源为50 亿吨左右,是我国目前总能耗的4 倍左右[5]。生物质资源虽然丰富,但由于保存和转化的技术落后导致生物质资源浪费严重,如秸秆等农业废弃物在田间焚烧,林业产品加工产生的木屑、锯末等被直接丢弃,食品加工的壳、皮等被当作垃圾填埋,这不仅污染了环境,还造成了生物质资源的巨大浪费 利用生物质制备炭材料,在能源领域利用可以直接作为燃料使用,可以避免生物质原料本身能量密度低、体积庞大难于运输等弊端,同时相对于燃煤可以减少硫排放,从而减少对环境的污染,但目前制造成本高,只有在特定的场合才使用,目前生物质炭在能源方面主要作为高端的燃料电池正极材料。另一方面生物质炭本身的多孔性致使它具有巨大的比表面积、发达的孔隙结构以及较好的化学稳定性和机械强度,在环保领域对重金属良好的吸附性能,因此对重金属废水处理及土壤恢复与改良具有巨大的应用潜力[8-14]。 由于传统工艺制造活性炭成本高,因此限制了其应用范围。如何最大限度降低制造成本是科研工作必须努力的方向。 生物质炭的制备方法主要分为:热分解法,微波炭化法,水热炭化法。热分解炭化法是目前制备生物质炭的主要方法,热分解制备生物质炭是在隔绝空气条件下生物质的高温裂解成炭,一般需要炭化与活化两个过程且二者可分步或同步进行。首先炭化过程是在300 –1000 0C下使生物质中分子链中C-O、C-C键断裂成炭,随着温度的升高, 生物质炭的产量降低, 含碳量逐渐增加。活化的目的是利用气体或化学物质改变炭化料的内部结构, 扩大孔体积, 增加活性炭的吸附性能。物理活化采用如水蒸气、空气、CO2进行活化;化学活化则采用化学物质如NaOH,ZnCl2,KOH, K2CO3等在600~11000C下活化,得到活性生物质炭产品。热分解法的缺点在于反应时间长,反应耗能大,传热效率低和反应原料加热不均匀等。微波炭化法则是通过被加热体内部偶极分子的高频往复运动,使分子间相互碰撞产生大量摩擦热量,继而使物料内外部同时快速均匀升温从而达到裂解及炭化的目的。微波加热具有操作简单、升温速率快、反应效率高、可选择性均匀加热等优点。生物质通过微波炭化处理其活性炭得率较高(一般达到40%左右)且表面积大。但微波炭化的不足在于物料的反应温度不能精确控制,过量的微波辐射将对人体健康有损害且工业化放大过程比较困难。水热炭化法是在一定温度(一般200 ℃)和压强(下将水热反应釜内的生物质( 碳水化合物、有机分子和废弃生物质等) 、催化剂和水进行加热,实现对生物质炭化的过程。水热炭化一般制得的生物质表面积小一般500m2/g以下,同时反应时间长,因此生产成本较高。 总之制备生物质炭材料具有丰富的原料来源,同时在能源及环境方面具有广阔的应用前景,尤其在重金属污染治理及土壤恢复及改良前景更为广阔。但目前生物质转化为炭流程长,分解温度高,造成生产成本高而致使生物质的利用率低。如何更高效、成本更低廉实现生物质的炭转化,无论对于人类能源结构优化及环境保护均有十分重要的现实意义。 本项目提出了一种酸催化裂解炭化生物质原料的方法,采用酸催化直接将生物质分解及炭化,并在低温下(2000C左右)加速炭化及活化(6000C以下) 过程,吸收炭化及活化过程蒸发的酸及液态有机物,酸进行循环利用,实现生物质炭材料绿色制备。由此可以制备出生物质炭材料比表面在1000m2/g以上,得率达到50%以上,从而降低生物质炭的制造成本,拓宽其应用范围。二.技术路线酸催化生产技术路线见下图,生物质粉碎后,采用一定酸浸湿润,干燥后进行炭化及活化,控制在4000C下炭化完全冷却,炭化活化过程进行酸回收并返回使用,炭化完全后冷却,加粘结剂压块便得到生物质炭。  图1 酸催化制备生物质炭工艺流程三.技术开发内容及指标技术开发内容生物质原料的筛选及酸种类的筛选温度、时间工艺参数的优化;粘结剂的选择与添加工艺确定日处理1吨中试放大设备选择与设计;技术指标生物质炭得率大于50%;生物质炭的碳含量高于80%;生物质炭燃烧后的灰分小于5%;生物质炭材料比表面在1000m2/g以上。四.经济效益初步分析生物质炭售价按3000元/吨计算,原材料及处理成本约1500元/吨;按年生产1万吨计算,年效益为=(3000-1500)x10000=1500万元。 本项目作为生物质炭新工艺相对于传统工艺,大幅度提高了生物质炭的转化效率及降低了生产成本,因此经济效益非常显著,如果作为活性炭使用效益更加显著。同时具有很好的推广前景。
清华大学 2021-04-13
卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置
本发明公开了一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置。包括进料破袋区、锤式破碎区、重物质分离区和生物质分离区;进料破袋区的出料口与锤式破碎区的进料口连通,内筒筛的内仓为锤式破碎区,外筒筛与内筒筛之间的仓体为重物质分离区,锤式破碎区与重物质分离区为同轴圆环式布置,筛筒内部为生物质分离区,锤式破碎区与生物质分离区为同轴布置,锤式破碎区、重物质分离区和生物质分离区均安装在壳体内,塑料出料口布置在外部壳体并位于生物质分离区的外侧。本发明不仅延长装置的使用寿命,提高生物质纯化效率和生物质生物可降解率,得到的生物质可直接用于厌氧发酵;同时还实现塑料、金属等高纯度可回收资源的收集。整体结构紧凑,功能区划分明。
浙江大学 2021-04-11
厌氧同时脱氮除硫新工艺
研究方向:水资源与水污染控制工程与技术、研究方向包括高浓度有 机废水和难降解有机物废水、含高氮高硫废水的厌氧和/或好氧生物 处理、膜生物反应器、水中营养物氮、磷等的处理、微污染水源的生 态修复及微污染水源的饮用水处理。 项目简介: 很多高浓度有机废水(如糖蜜酒精废水、味精废水、抗生素废水、 磺胺制药废水等)同时含有高浓度硫酸盐和高浓度还原性氮(有机氮 和/或氨氮),使得厌氧生物处理复杂化:①硫酸盐还原菌与产甲烷菌 竞争基质(乙酸、H2等),②硫酸盐还原作用的产物硫化氢浓度很高 时,会引起产甲烷菌活性的降低,③有机氮氨化后产生大量氨氮,抑 制厌氧细菌活性,并给后续处理工艺带来脱氮要求。厌氧同时脱氮除 硫新工艺的提出目的就是在厌氧处理同时含高硫酸盐和高还原性氮 有机废水(简称高氮高硫废水)时创造适当条件,在厌氧处理阶段, 把有机氮和氨氮转化为氮气,把硫酸盐转化为单质硫,同时降解部分有机物。这种新工艺能够消除硫化氢对厌氧工艺的影响,同时免除后 续工艺脱氮的负担,从而为高氮高硫废水的处理开辟高效低耗的新途 径。 利用厌氧氨氧化菌与硫酸盐还原菌之间的耦合作用处理高氮高 硫废水。 
南开大学 2021-04-13
一种用于花生荚果清选除杂装置
本实用新型公开了一种用于花生荚果清选除杂装置,涉及花生除杂技术领域,包括机架,还包括:筛分腔体,通过振动组件设置于所述机架上;进料口,固定设置于所述筛分腔体的顶端,用于投放花生荚果;网筛,倾斜设置于所述筛分腔体的底端;第一出料斗,设置于所述筛分腔体上且位于所述网筛的高端;第二出料斗,设置于所述筛分腔体上且位于所述网筛的低端;以及吸力组件,设置于所述机架上,所述吸力组件通过软体与所述筛分腔体连接,用于将所述筛分腔体内的空气吸出。本实用新型的有益效果是,解决了花生荚果除杂效果差、损失率高的突出问题,提高了风机对于茎、叶、塑料薄膜等杂质的实际分离效果,结构简单,高质高效。
青岛农业大学 2021-04-13
一种可控升降的除烟艾灸盒
【发 明 人】沈翠翠;姜劲峰;云曙先 【技术领域】 本实用新型属于医疗保健器具技术领域,具体是涉及一种可控升降的除烟艾灸盒及其使用方法。 【摘要】 本实用新型公开了一种可控升降的除烟艾灸盒,方便使用者独自灸疗。其主要技术方案包括:盒底、盒体、微型步进电机、单片机控制中心、无线收发模块、电源、齿轮、齿条、滑轨滑块、艾条夹、HEPA层、活性炭层、遥控器等组成。本实用新型的特点是:1.能够用遥控器对单片机控制中心进行调控,通过微型步进电机的旋转实现艾条夹的上下运动,同时此运动可精确到1mm,这样可达到间接调控艾灸温度的作用,更方便使用者独自艾灸诸如背部的穴位;2. HEPA层及活性炭层双层除烟装置可以最大限度地清除艾烟,减少室内烟雾及气味的逸散,同时这两种除烟材料均可拆洗循环使用;3.通过对定时器的设置,可合理调节艾灸时间;4.艾灸时保证垂直艾灸,与手持艾条悬灸效果基本相同;5.结构简便轻巧。
南京中医药大学 2021-04-13
一种强化除硝除汞反应装置
本实用新型提供一种强化除硝除汞反应装置,其特征在于,包括:顺次串联连接的入口烟道(1)、SCO 反应器(2)、喷氨装置(3)和 SCR 反应器(4),所述 SCO 反应器(2)内部设有 SCO 催化剂,所述 SCR 反应 器(4)内部设有 SCR 催化剂;Hg 氧化反应器(5),
武汉大学 2021-04-14
低碳生活污水高效脱氮除磷技术
该技术 COD 消耗量节省 40%以上,有效解决了现阶段污水脱氮除磷中碳源不足的问题,可提高脱氮除磷效果,除磷效率接近 100%。该项技术,还可灵活应用到现有的污水处理工艺中,如连续流的 A2/O、或续批式 SBR 工艺等。该技术除了有效提高碳源利用率外,还可降低氧气消耗量 30%,减少污泥产量 50%。此工艺的最大特点是,利用反硝化聚磷菌生物学特性达到“一碳两用”的目的, 有效提高脱氮除磷效率。
扬州大学 2021-04-14
吸附、离子交换联用除蜂胶中的铅
研究背景 :蜂胶是一种具有芳香气味的胶状固体物,它具有显著而独 特的生物学活性,广泛应用于医药、食品、化工等领域。对人类许多疾病 有较好的预防和辅助治疗作用。由于蜂胶中含有较高的铅含量,长期服用 未除铅蜂胶势必造成慢性铅中毒,因此蜂胶生产加工中除铅是个关键点。 技术原理 :本项目是将麦饭石、佛石、离子交换树脂等预处理后分别 装入离子交换柱中,形成串联连接,把经食用酒精浸提后的蜂胶用硅藻土 等加速沉降、离心过滤后成为蜂
南昌大学 2021-04-14
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