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利用傅里叶变换红外光谱分析高温改性对杨木强度等级的影响

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光谱学与光谱分析 2023年第3期43卷 848-853页

作者：岳孔陆栋宋学松南京工业大学土木工程学院江苏南京211800

为研究高温改性对低质速生木材力学性能的影响规律和作用机制,优化基于强度等级的木材改性温度,以期为高温改性木材在建筑结构中的合理应用提供依据,开展了160~210℃宽温域范围内高温改性对国产低质速生杨木抗弯强度(f_(m))、顺纹抗拉强... 详细信息

为研究高温改性对低质速生木材力学性能的影响规律和作用机制,优化基于强度等级的木材改性温度,以期为高温改性木材在建筑结构中的合理应用提供依据,开展了160~210℃宽温域范围内高温改性对国产低质速生杨木抗弯强度(f_(m))、顺纹抗拉强度(f_(t,0))、横纹弦向(f_(t,T,90))和径向抗拉强度(f_(t,R,90))、顺纹抗压强度(f_(c,0))、顺纹弦面剪切速度(f_(v,T))和径面剪切强度(f_(v,R)),以及弹性模量(E_(0))等共计560个试件的材性试验,利用傅里叶变换红外光谱分析高温改性木材的化学组分变化。结果表明,木材中半纤维素耐热性最低,最先受热降解,温度≥190℃时,热解加快。纤维素耐热性较强,高温作用下轻微热解,且主要发生在无定形区域内,导致无定形区微纤丝排列有序性增加。高温对木材f_(m),f_(t,0),f_(t,90)和f_(v)劣化作用明显,常温时木材f_(m),f_(t,0),f_(t,T,90),f_(t,R,90),f_(v,T)和f_(v,R)分别为67.0,86.2,5.8,8.9,7.7和6.7 MPa,改性温度较低时,木材化学组分轻微热解,力学性能下降相对较慢,180℃时分别降至53.5,78.9,4.0,4.8,6.0和5.4 MPa,改性温度高于190℃时木材化学组分热解加剧,导致力学性能快速降低,210℃时分别降至常温时的44.5%,56.1%,43.1%,29.2%,34.5%和26.7%。160~210℃范围内,高温改性木材的f_(c,0)和E_(0)先升高后降低,20℃时f_(c,0)和E_(0)分别为41.4和8568 MPa,160~180℃范围内随着温度的升高,纤维素结晶度提高导致力学性能增加,180℃时达到峰值,较初始值分别高30.7%和12.8%,温度继续升高时,纤维素热解程度增加,f_(c,0)和E_(0)持续降低,210℃时,分别降至45.0和8104 MPa。未处理试件由于E_(0)未达到欧洲规范BS EN 338最低强度等级D18的要求,不能用作结构用材;160~170℃温度改性试件的E_(0)较未处理试件有所提高,但仍低于规范中最低强度等级D18的要求;改性温度升至180℃时,E_(0)继续增加,杨木达到强度等级D18;190~200℃改性材的E_(0)略有降低,但仍满足规范中结构用材要求,而f_(v,R)降低幅度过大,木材强度等级不满足最低强度等级D18的使用要求。研究结果将为高温改性技术以及国产速生木材在建筑结构中的合理应用提供依据。

关键词：速生杨木化学组分高温改性力学性能强度等级傅里叶变换红外光谱

不锈钢渣高温改性-析晶调控解毒研究现状及发展趋势

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工程科学学报 2023年第4期45卷 577-589页

作者：张鑫张梅郭敏北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

截止到目前,钢铁工业普通固废(高炉铁渣)循环利用技术取得了重要进展,但仍存在固废顽疾亟需处理.不锈钢冶炼产生的含铬(Cr)渣长期以来缺乏有效的无害化处置方法,环境隐患巨大.国内外专家学者通过添加还原物质、高温调质及调节冷却方式... 详细信息

截止到目前,钢铁工业普通固废(高炉铁渣)循环利用技术取得了重要进展,但仍存在固废顽疾亟需处理.不锈钢冶炼产生的含铬(Cr)渣长期以来缺乏有效的无害化处置方法,环境隐患巨大.国内外专家学者通过添加还原物质、高温调质及调节冷却方式等以改变渣中铬元素的赋存状态,控制Cr6+的溶出,进而实现不锈钢渣的解毒.其中,高温改性-析晶调控方法可以通过调整钢渣组分和控制温度制度促进含铬尖晶石相的形成和长大,提高铬元素在尖晶石相中的富集程度,有望成为最有效且安全的无害化处理技术,在近些年得到快速发展.本文从不锈钢渣高温改性-析晶调控解毒的热力学机理和结晶动力学原理出发,针对不锈钢渣的高温调质改性、解毒方面的研究进展进行了综述.基于高温调质-选择性析晶的核心问题,重点阐述了改善解毒效果的方法和措施.另外,针对不锈钢渣高温改性-析晶调控解毒存在的问题提出了今后的发展方向.

关键词：含铬不锈钢渣高温改性含铬尖晶石相解毒铬溶出

3种典型多孔高温改性固废材料对磺胺二甲嘧啶的吸附特性

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环境科学 2020年第3期41卷 1319-1328页

作者：王静朱晓丽韩自玉胡健秦之瑞焦文涛西北大学城市与环境学院西安710127 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

以畜禽粪便、农作物秸秆和采煤废弃物这3种典型多孔固体废料为原料,用低氧控温炭化法制成牛粪炭和秸秆炭以及用煅烧后的煤矸石炭对磺胺二甲嘧啶(SMZ)进行批处理吸附实验.通过吸附动力学和等温吸附平衡研究牛粪炭、秸秆炭和煤矸石炭对SM... 详细信息

以畜禽粪便、农作物秸秆和采煤废弃物这3种典型多孔固体废料为原料,用低氧控温炭化法制成牛粪炭和秸秆炭以及用煅烧后的煤矸石炭对磺胺二甲嘧啶(SMZ)进行批处理吸附实验.通过吸附动力学和等温吸附平衡研究牛粪炭、秸秆炭和煤矸石炭对SMZ的吸附特性,并结合FE-SEM、 FT-IR、 Boehm滴定、 BET及Zeta电位滴定分析表征手段探讨了其吸附机制.结果表明, 3种炭材料对SMZ的吸附在24 h时基本达到平衡. 3种炭材料对SMZ的吸附动力学均符合准二级动力学方程,R2在0.996 8~0.999 9之间,吸附速率随着炭材料表面有效吸附位点的减少而减小.吸附过程主要由膜扩散、颗粒内扩散和平衡阶段这3个步骤组成,颗粒内扩散和膜扩散共同控制吸附速率.等温吸附数据更符合Freundlich模型,R^2在0.987 4~0.999 7之间,主要为物理吸附,是自发的放热反应. 3种炭材料的最大吸附量依次为牛粪炭(19.64 mg·g^-1)>煤矸石炭(12.06 mg·g^-1)>秸秆炭(9.16 mg·g^-1).SMZ在3种炭材料上的吸附机制主要有:分子间的氢键作用、多分子层的表面静电吸附作用和孔隙填充等.其中,静电吸附为主要吸附机制.牛粪炭吸附性能最佳可能是由于其具有较为丰富的含氧官能团、较多的负电荷和较大的比表面积和孔容.

关键词：高温改性固废吸附磺胺二甲嘧啶特性

活性炭的高温脱氧改性及其床层对全氟异丁烯的吸附动力学研究

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高等学校化学学报 2008年第5期29卷 954-958页

作者：叶平伟栾志强张敬畅张忠良李凯李岩马兰曹维良北京化工大学理学院北京100029 北京防化研究院北京100083

在N2气保护下对颗粒状活性炭进行了不同温度（400～800℃）下的高温改性，考察了不同的空气流湿度（30％～80％R．H，）下全氟异丁烯（PFIB）在活性炭床层中的吸附穿透行为．利用Wheeler方程对穿透数据进行了处理，并采用线性平衡吸附... 详细信息

在N2气保护下对颗粒状活性炭进行了不同温度（400～800℃）下的高温改性，考察了不同的空气流湿度（30％～80％R．H，）下全氟异丁烯（PFIB）在活性炭床层中的吸附穿透行为．利用Wheeler方程对穿透数据进行了处理，并采用线性平衡吸附体系的动力学模型对床层的穿透实验数据进行了关联，结果表明，基炭经高温改性后，活性炭的孔隙结构没有明显变化，表面含氧量随处理温度的提高而减少，在高湿条件下对全氟异丁烯的选择性吸附能力显著提高，活性炭床层可使PFIB的防护时间延长，各种实验条件下的理论穿透曲线与实验值数据吻合，可以利用线性平衡吸附体系的动力学模型来预示PFIB在活性炭层中的穿透行为，进行防毒面具的滤毒罐参数的选取和设计。

关键词：活性炭全氟异丁烯高温改性吸附穿透曲线

椰壳类活性炭高温改性及吸附铝电解质熔盐中K^+的性能

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东北大学学报（自然科学版） 2016年第12期37卷 1740-1743,1749页

作者：侯剑峰王兆文李拓夫石忠宁东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

利用SEM,ASAP2000M和FTIR对高温改性前后的椰壳活性炭的表面性能进行检测分析,并通过吸附铝电解质熔盐中K^+的实验对吸附动力学过程进行分析,研究高温改性对活性炭表面性能的影响和高温改性后活性炭吸附熔盐中K^+的性能.表面性能检测的... 详细信息

利用SEM,ASAP2000M和FTIR对高温改性前后的椰壳活性炭的表面性能进行检测分析,并通过吸附铝电解质熔盐中K^+的实验对吸附动力学过程进行分析,研究高温改性对活性炭表面性能的影响和高温改性后活性炭吸附熔盐中K^+的性能.表面性能检测的分析结果表明,活性炭经过高温改性后比表面积由918 m^2/g提升至2 544 m^2/g,表面孔径分布得到优化,并且具有去除表面杂质的作用;同时,高温改性前后活性炭的表面官能团种类没有发生明显变化,说明高温改性后的活性炭能够在铝电解质熔盐中保持稳定的结构.吸附实验数据的分析结果表明,活性炭在铝电解质熔盐中吸附K^+的过程符合准二级动力学模型;并且,经35 min后达到吸附平衡,K^+最大吸附量为20.8 mg/g.

关键词：高温改性椰壳活性炭铝电解质钾离子吸附

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高温改性凹凸棒土钝化城市污泥中重金属研究

环境科学与技术 2017年第6期40卷 93-97页

作者：殷萌刘红刘梦佳汪茜张惠灵武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 湖北省环境科学研究院湖北武汉430072

针对一些城市污泥中重金属镉、锌、砷超过污泥排放A级标准的问题,以高温改性凹凸棒土为钝化材料,考察了煅烧温度、掺杂比对凹凸棒土钝化重金属效果的影响,探讨了钝化机理。结果表明:在煅烧温度为700℃、掺杂比为15%时,凹凸棒土对污泥中... 详细信息

针对一些城市污泥中重金属镉、锌、砷超过污泥排放A级标准的问题,以高温改性凹凸棒土为钝化材料,考察了煅烧温度、掺杂比对凹凸棒土钝化重金属效果的影响,探讨了钝化机理。结果表明:在煅烧温度为700℃、掺杂比为15%时,凹凸棒土对污泥中重金属的钝化效果最佳,对镉、锌、砷的钝化率最高分别可达99.6%、92.7%和87.6%;凹凸棒土经700℃煅烧后,晶体结构发生断键,同时分解生成CaO和MgO等碱性氧化物,使污泥碱性升高,其中的镉、锌因赋存形态被改变而得到钝化。砷的钝化可能是凹凸棒土上的Al—OH键断裂后,Al与亚砷酸根形成络合物而实现的。

关键词：凹凸棒土高温改性城市污泥重金属钝化

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高温改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)的吸附研究

化工新型材料 2012年第12期40卷 76-78页

作者：郑建东常彬彬吴霖生滁州学院材料与化学工程学院滁州239000

将凹凸棒石经低温煅烧改性,得到一种改性凹凸棒石材料,以提高凹凸棒石的吸附性能,通过BET(比表面积分析)和FT-IR(红外光谱仪)等实验技术及吸附含铬离子废水来表征凹凸棒石的性能。实验结果表明高温改性可以提高凹凸棒石的比表面积及其... 详细信息

将凹凸棒石经低温煅烧改性,得到一种改性凹凸棒石材料,以提高凹凸棒石的吸附性能,通过BET(比表面积分析)和FT-IR(红外光谱仪)等实验技术及吸附含铬离子废水来表征凹凸棒石的性能。实验结果表明高温改性可以提高凹凸棒石的比表面积及其吸附性能;当改性温度为350℃时,可以获得最大的比表面积为140.7m2/g。当凹凸棒石用量为10g/L、溶液pH为2,吸附时间为1h,去除率可以达到98%。

关键词：凹凸棒石高温改性含铬Cr6+废水

高温改性及风淬处理对钢渣易磨性影响的工业性试验研究

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炼钢 2017年第6期33卷 73-77页

作者：饶磊吴六顺周云王珏董元篪邱艳生张耀辉马孟臣北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 马鞍山钢铁股份有限公司安徽马鞍山243000 安徽工业大学冶金与资源学院安徽马鞍山243002

通过工业性试验,采用向高温热态钢渣中掺入5%粉煤灰对钢渣进行改质,并采用风淬工艺处理。结果表明:与原渣相比,改性风淬钢渣中铁酸钙相、硅酸二钙和镁蔷薇辉石的含量升高,金属Fe、RO和自由CaO量降低。研磨试验结果显示:在相同的研磨条件... 详细信息

通过工业性试验,采用向高温热态钢渣中掺入5%粉煤灰对钢渣进行改质,并采用风淬工艺处理。结果表明:与原渣相比,改性风淬钢渣中铁酸钙相、硅酸二钙和镁蔷薇辉石的含量升高,金属Fe、RO和自由CaO量降低。研磨试验结果显示:在相同的研磨条件下,改性风淬钢渣微粉表面积比未改性钢渣微粉高22.4%。理论分析表明:改质后并风淬处理,可有效降低难磨矿相Fe和RO的含量,提高钢渣的易磨性。该结果为钢渣微粉化处理提供理论支持和新的技术方向。

关键词：钢渣高温改性风淬工业性试验易磨性

莲蓬膳食纤维的高温改性及其理化和应用特性研究

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食品工业科技 2017年第2期38卷 141-145页

作者：孙杰韩苗苗龚超王宏勋侯温甫易阳武汉轻工大学食品科学与工程学院湖北武汉430023 湖北省生鲜食品工程技术研究中心湖北武汉430023

采用响应面法优化莲蓬不溶性膳食纤维(LIDF)的高温改性工艺,分析改性对其理化和应用特性的影响。以可溶性膳食纤维(SDF)含量为指标,优化LIDF高温改性的最佳工艺参数为:料液比1∶6.75(g/m L)、处理温度115℃、处理时间40 min,在此条件下... 详细信息

采用响应面法优化莲蓬不溶性膳食纤维(LIDF)的高温改性工艺,分析改性对其理化和应用特性的影响。以可溶性膳食纤维(SDF)含量为指标,优化LIDF高温改性的最佳工艺参数为:料液比1∶6.75(g/m L)、处理温度115℃、处理时间40 min,在此条件下改性所得产品中SDF含量达4.33%。通过理化分析和扫描电镜观察发现,改性后膳食纤维的溶胀率、持水性和胆酸钠吸附能力显著增强(p0.05)。LIDF经改性后,在挂面中添加量由3%增加至5%以及在饼干中添加量由6%增加至8%均未显著改变产品的质构特征(p>0.05)。LIDF添加能增强产品的苦味、涩味和回味-B,而改性能减弱其对产品滋味的影响。高温改性能有效改善LIDF在挂面和酥性饼干中的应用品质。

关键词：莲蓬膳食纤维高温改性挂面饼干