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环境工程学报 2020年第11期14卷 2946-2958页

作者：常全超杜玉凤戴敏林帝出彭昌盛中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 肇庆学院环境与化学工程学院肇庆526061

当前生物炭的制备主要依赖以电力为热源的传统热解方式,存在能耗高、污染大等问题,在一定程度上限制了生物炭作为吸附材料在工业水处理领域中的应用。为寻求生物炭制备的新途径,以玉米秸秆、牛粪为原料,采用太阳能热解技术制备生物炭,... 详细信息

当前生物炭的制备主要依赖以电力为热源的传统热解方式,存在能耗高、污染大等问题,在一定程度上限制了生物炭作为吸附材料在工业水处理领域中的应用。为寻求生物炭制备的新途径,以玉米秸秆、牛粪为原料,采用太阳能热解技术制备生物炭,并与传统热解方式制备的生物炭进行了比较,考察了两者在理化性质和吸附性能上的差异。结果表明,经不同热解工艺所制备的相同生物炭材料的比表面积和微观形貌基本相同,理化性质相似。其中:玉米秸秆生物炭在最佳pH=6的条件下对Cu2+的吸附符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附容量约为25.87 mg·g-1;牛粪生物炭对Cu2+的吸附符合Freundlich等温吸附模型,两者均符合准二级动力学模型。综合上述结果,太阳能热解技术作为制备生物炭材料的新工艺,其制备的生物炭材料可成功应用于水中重金属离子的去除。

关键词：生物炭太阳能热解吸附重金属污染

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太阳能热解技术制备生物炭的研究进展

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现代化工 2022年第2期42卷 61-67页

作者：彭昌盛魏茜茜赵婷婷常全超杜玉凤李杰戴敏中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 肇庆学院环境与化学工程学院广东肇庆526061 水发规划设计有限公司山东济南250100

对传统生物炭生产技术及设备进行了综述,从太阳能热解技术装置设计着手,分析了太阳能聚光器类型、传热方式、热解参数、原料组成等工艺参数对生物炭制备过程的影响,并指出太阳能热解技术生产生物炭的应用前景。

关键词：生物质生物炭制备热化学转化太阳能热解

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聚光太阳能驱动低密度聚乙烯塑料光热催化热解特性研究

聚光太阳能驱动低密度聚乙烯塑料光热催化热解特性研究

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作者：罗浩华中科技大学

学位级别：硕士

塑料由于本身独特的性质而在日常社会和工业领域内替代木材和金属,成为人类生活不可或缺的材料之一。近几年,随着社会经济的发展,塑料的需求量和生产量不断攀升,由此引发了废塑料污染等一系列环境问题。传统的催化热解是目前最有前景的... 详细信息

塑料由于本身独特的性质而在日常社会和工业领域内替代木材和金属,成为人类生活不可或缺的材料之一。近几年,随着社会经济的发展,塑料的需求量和生产量不断攀升,由此引发了废塑料污染等一系列环境问题。传统的催化热解是目前最有前景的废塑料处理技术之一,但它具有高能耗的缺点。光催化具有清洁、低耗能和低成本的特点,为废塑料处理提供了一条新的途径,但却受限于其低转化效率和低反应速率。因此,本文在传统废塑料热解的基础上引入了聚光太阳能作为反应的能量来源,将热催化与光催化的耦合于同一系统中,以弥补各自的缺陷。在此基础上,本文合成了一系列光热复合催化剂从而进一步提高产物的品质以制备高价值的化学品(氢气,航空燃油和碳纳米管)。其次探究了反应温度,活性组分负载比例以及催化剂煅烧温度等制备条件对废塑料光热催化热解特性的影响,通过对比分析筛选出最优的催化剂,从而在实验室级别上实现废塑料热解多联产。Ni-Ti-Al在LDPE的热解过程中表现出优异的光热催化转化性能,促使LDPE在500°C光热条件达到了34.20 mol/kg的氢气产量和80.27%的航空燃油组分含量。其中Ni-Ti-Al所产热解油的芳香烃组分高达53.46%。与纯热解下的结果对比发现光热条件更有利于氢气和芳香烃油相产物的生成。温度升高有利于氢气和碳纳米管产率的提高,Ni Ti Al于700°C时的产率分别达到55.5 mol/kg及280 mg/g。高温下碳纳米管的形貌更加完整且细长,内径可达7.5～12.5 nm,外径也达到了15～25 nm,其石墨化程度也随温度升高而增加。另外,通过催化剂表面活性组分价态的变化探究了光电子转移效应,进一步揭示了光诱导碳纳米管顶端生长的机理。氢气产率随Ni占比的增加而上升,其中Ni Ti21为产氢的最佳比例,约达到56 mol/kg。随着Ni/Ti比值的增加,碳纳米管的产率也逐渐上升,并且在Ni Ti11时达到了168 mg/g的最高产率。相比于Ni Ti Al-650°C 62 mg/g的碳纳米管产率,Ni Ti Al-900°C的产率增加到了169 mg/g,表明高温煅烧后的Ni Ti Al催化剂更有利于碳纳米管的生成。

关键词：废塑料太阳能热解光热催化航空燃油碳纳米管

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