C/CO_(2)摩尔比对CO_(2)气氛流态化预热活化半焦特性的影响

我国工业领域涉及的行业多,碳减排压力大。富氧燃烧是燃烧中碳捕集的核心工艺,将流态化富氧预热活化与工业窑炉富氧燃烧过程耦合是拓宽燃料适应性、实现工业领域燃烧中碳捕集的新途径。利用小型流化床连续给料实验系统,在1050℃、CO_(2)流化速度为0.17 m/s条件下,通过调整给料速度,考察C/CO_(2)摩尔比(CC比)对半焦原料(RC)流态化预热活化的影响,分析煤气组分及低位热值,计算CO_(2)还原率,表征粗颗粒活化半焦(LC)和细颗粒活化半焦(FC)的比表面积、孔隙结构和碳架结构,并利用高温管式炉热天平实验系统评价了RC和FC在1300℃条件下的反应活性。结果表明:采用流态化预热活化技术实现了CO_(2)的资源化利用,制备出富CO煤气,CC比由1增至4时,煤气中CO+H_(2)体积分数由69.24%增至79.08%,CO体积分数最高为68.96%,CO_(2)体积分数由29.48%降至20.13%,CO_(2)还原率由50.37%提升至57.56%,煤气低位热值由8.69 MJ/m^(3)增至9.83 MJ/m^(3),是参考文献所述工程产出煤气低位热值的1.55~1.88倍,有利于窑炉系统的着火及稳定燃烧。随CC比增加,FC和LC的比表面积先增加后减小,FC和LC的最高比表面积分别为291.21 m^(2)/g和477.15 m^(2)/g,分别为半焦原料的48倍和78倍;FC和LC具有丰富的微孔结构,且石墨化程度比RC降低、活性点位增加;FC和LC的微孔面积占比表面积的54.93%~68.42%;相比较而言,LC具有更高的比表面积和增量孔容积,主要是由于LC在反应器内的停留时间较长,促进了孔隙的发展,形成了大量微孔。不同CC比条件下所得FC的反应活性指数R0.5、质量平均反应速率均高于RC,表明FC具有较高的反应活性,可预测在高温气固活化态热燃料燃烧过程中,FC将实现高效转化。提出了碳基燃料流态化富氧预热活化-高温气固活化态热燃料富氧燃烧的新思路,获得了CC比对CO_(2)气氛流态化预热活化半焦特性的影响规律,揭示了CO_(2)作为碳和氧载体的积极作用,研究结果为流态化预热活化技术在工业窑炉富氧燃烧行业的应用提供了数据支持。

准东煤半焦赤铁矿载氧体化学链燃烧及碱(土)金属迁移特性

准东煤在常规燃烧利用过程中出现严重的积灰结渣和CO_(2)排放等问题,极大地限制了其低碳清洁高效利用。采用中低温热解低阶煤生产半焦、焦油和热解气是煤炭分质分级利用的龙头技术,准东高碱煤热解半焦气化活性高,采用化学链燃烧方式有利于实现其低碳清洁高效转化。以CO_(2)为气化介质,赤铁矿石为载氧体,在固定床上开展准东煤半焦原位气化化学链燃烧特性研究,并探究了准东煤半焦中碱(土)金属(AAEMs)的迁移转化规律。研究表明,赤铁矿载氧体能够显著提高固定床反应器出口烟气中CO_(2)体积分数,然而随着载氧体与半焦质量比(mOC/mC)不断增加,CO_(2)体积分数先急剧增加而后趋于不变,最佳的mOC/mC为50:1,而700℃热解制取的准东煤半焦经酸洗脱灰处理后固定床反应器出口相应烟气中CO_(2)的选择性降低了8.95%,这表明准东煤半焦中具有催化活性的AAEMs显著影响其化学链燃烧性能。赤铁矿载氧体对准东煤半焦表面AAEMs的分布也有显著影响,与未加入时相比,Na、K元素在半焦表面呈现较为明显的团簇富集,Ca、Mg元素在空间分布上呈更为明显的依赖关系。采用原位气化化学链燃烧方式后准东煤半焦中的AAEMs向赤铁矿载氧体中发生迁移与转化,并生成霞石(NaAlSiO_(4))、钾长石(KAlSi_(3)O_(8))、钙铝黄长石(Ca_(2)Al_(2)SiO_(7))、镁橄榄石(Mg_(2)SiO_(4))等高熔点矿物质,有效抑制了准东煤半焦中AAEMs向气相的挥发。

淖毛湖煤加氢热解产物特性及半焦气化反应性

在加压固定床反应器中进行淖毛湖煤在常压和1.5 MPa氢气和氮气中的热解试验,利用多种表征方法对比研究了氢气和氮气下的热解产物产率和组成及半焦结构的变化,并利用热重分析研究热解半焦的CO_(2)气化反应性。结果表明:与常压N_(2)中热解相比,煤在加压的H_(2)中热解可有效提高热解气体中CH_(4)和C_(2)~C_(3)的产率,在800℃热解CH_(4)和C_(2)~C_(3)的体积产率分别由53.5和16.6 mL/g增至345.6和20.8 mL/g。焦油和轻质焦油产率也有效提升,在600℃下,与常压N_(2)中热解相比,1.5 MPa H_(2)中煤热解的焦油产率由19.3%升至22.8%,焦油中脂肪烃含量由35.5%降至14.8%,单环芳烃含量由8.3%增至28.9%,轻质焦油质量分数和产率分别升至95.0%和21.8%。半焦的N_(2)吸附和拉曼光谱分析结果表明,煤在加压H 2中热解得到半焦的比表面积和孔体积由常压氮气下的40 m^(2)/g和0.05 cm^(3)/g增至289 m^(2)/g和0.16 cm^(3)/g,孔结构显著发展,有利于半焦的CO_(2)气化反应进行;而半焦的石墨化程度及大芳香环比例增加,不利于半焦气化反应;但由热重分析得到的加压加氢热解半焦的CO_(2)气化反应性明显提高,表明孔结构对半焦CO_(2)气化反应性起主要作用。

O_(2)/N_(2)和O_(2)/CO_(2)气氛下煤半焦-生物质的混燃特性及影响因素

为掌握煤半焦与生物质在O_(2)/N_(2)和O_(2)/CO_(2)条件下的混燃特性及其影响因素,采用全自动物理化学吸附仪获得了煤半焦-生物质混合燃料的孔隙结构,采用热重实验分析了两种燃料的混燃特性和反应动力学,通过多元线性回归法研究了燃料比、比表面积与混燃特性参数之间的关系。结果表明,O_(2)/N_(2)气氛下,掺混生物质可改善煤半焦的着火、燃尽及综合燃烧特性;O_(2)/CO_(2)气氛下,掺混生物质能改善煤半焦的着火特性,但会延迟其燃尽。混燃的活化能在低温区和高温区有显著差异,生物质掺混比增大,两个温区的活化能都降低;两种气氛下,低温区的活化能相近,但O_(2)/CO_(2)气氛下高温区的活化能显著高于O_(2)/N_(2)气氛下的。O_(2)/N_(2)气氛下孔隙结构对燃烧特性的影响更显著,而O_(2)/CO_(2)气氛下燃料比对燃烧特性的作用更显著。

O_(2)/CO_(2)条件下半焦-生物质的混燃特性及动力学分析

半焦与生物质在O_(2)/CO_(2)条件下混燃是实现碳基燃料清洁高效利用和碳减排的重要途径,准确掌握其混燃特性及动力学特性尤为关键。通过热重分析和正交实验研究了半焦与三种生物质(稻壳、松木、核桃壳)在O_(2)/N_(2)和N_(2)/CO_(2)气氛下混燃的燃烧特性、交互作用及反应动力学。结果表明:O_(2)/N_(2)气氛下掺混生物质可改善半焦的着火和燃尽特性,O_(2)/CO_(2)气氛下掺混生物质可改善半焦的着火特性,但会延迟半焦的燃尽。半焦和生物质在主燃区存在明显的交互作用,该作用显著提高了混燃反应性和燃烧强度,降低了着火活化能。生物质掺混比增大,燃烧特性指数提高,混合燃料低温区的活化能E_(1)和高温区的活化能E_(2)均逐渐降低;掺混生物质为松木时,混燃特性最好,掺混生物质为稻壳时,混燃特性次之,掺混生物质为核桃壳时,混燃特性再次之。与O_(2)/N_(2)气氛相比,O_(2)/CO_(2)气氛下的综合燃烧特性指数降低,E_(1)和E_(2)都提高,提高O_(2)/CO_(2)气氛中的O_(2)体积分数可小幅改善燃烧特性。燃烧气氛对燃烧特性和活化能的影响最显著,生物质掺混比的影响次之,掺混生物质的种类的影响最小,但若只考虑O_(2)/CO_(2)气氛的O_(2)体积分数变化,燃烧气氛对混燃特性的影响很小。

煤基半焦对重金属土壤中铬和镉的原位钝化及作用机制分析

工业化和城市化的快速发展对土壤造成严重的重金属污染,其中由于铬、镉的毒性强,对环境的危害极大。以资源丰富的石河子煤和乌鲁木齐煤为原料经热解制得半焦,将其作为铬和镉污染土壤的钝化材料,以实现重金属污染土壤的修复和改良。利用热重分析得到两种煤样热解的特征温度;采用N_(2)等温吸附法对半焦的孔隙结构进行了表征。通过重金属浸提实验,研究了半焦钝化剂作用时间和添加量对单一污染土壤及复合污染土壤中重金属有效态含量的影响。结果表明:乌鲁木齐煤基半焦具有较适宜重金属钝化的表面特征,孔径主要集中在1.8 nm~4.0 nm,单位面积酸性官能团和碱性官能团数量较多,分别为0.0026 mmol/m^(2)和0.0164 mmol/m^(2);在其添加量为5%,粒径为300μm~500μm,与土壤作用时间为90 d的条件下,铬和镉的有效态含量分别下降了78%和21%。相比于单一污染土壤,竞争作用使得复合污染土壤中铬和镉的钝化效果略有下降。此外,土壤中添加半焦后,土壤的pH值保持在稳定的弱碱性范围内,其有机质含量和阳离子交换量均有提高,改善了土壤的理化性质,可增强土壤肥力。

CaO调质污泥热解半焦催化重整挥发分过程的热力学研究

通过热解制取富氢合成气是实现污泥高值资源化利用的重要手段,采用CaO调质的污泥热解半焦对污泥热解挥发分进行重整,可进一步提升合成气及氢气产率。本文基于吉布斯自由能最小化原理,模拟了重整过程中挥发分与污泥半焦的氧化还原行为,分别考察了温度与CaO添加量对合成气组分以及污泥热解半焦中铁、钙化合物赋存形态的影响。研究结果表明,未经调质的污泥热解半焦中存在一定的Fe-S化合物和较低价态的铁氧化物,由于Ca较强的固硫固磷作用和Ca/Fe之间的金属协同效应。加入CaO调质可以促进半焦中铁元素向高价态铁氧化物的转化,从而提升热解半焦的催化活性。调质半焦在700℃至900℃可以有效地实现挥发分的重整,使合成气中H2和CO的组分含量达到近90%,从而得到高品质的合成气。

半焦条件优化对油页岩Cd^(2+)、Pb^(2+)吸附性能的影响

为深入研究温度对半焦油页岩Cd^(2+)、Pb^(2+)吸附性能的影响,以新疆巴里坤矿区油页岩(oil shale,OS)渣为原料,在200~800℃下半焦改性,制备出4种半焦油页岩(OS-200、OS-400、OS-600、OS-800)。使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)、热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)、X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD)、比表面积分析方法BET(Brunauer-Emmett-Teller)和傅里叶变换红外光谱分析(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)等技术进行了物相表征,通过吸附试验研究了其对Cd^(2+)、Pb^(2+)的吸附性能。结果表明:通过不同温度的焦化,OS的物理性状、热重特性等均发生明显变化,在未改变其基本矿物成分的基础上改变了—OH、C O和Si—O—Si化学键的活性,增加了其比表面积。OS-600表现出更好的吸附性能,在pH=7,25℃的条件下,Langmuir方程及准二级动力学模型能够更好地拟合吸附过程。拟合结果显示OS-600理论Cd^(2+)最大吸附量为9.04 mg/g,Pb^(2+)最大吸附量为44.84 mg/g。实测OS-600对Cd^(2+)、Pb^(2+)的实测吸附量分别为6.69、35.42 mg/g,分别高出OS原样吸附量的53.44%、71.69%。OS半焦温度以400~700℃为宜,半焦时间不低于2 h,研究结果为半焦OS制备吸附材料时温度条件优化提供了理论支撑。

油页岩半焦基矿物生物炭对土壤理化性状影响研究

将油页岩半焦进行碳化后生产出的矿物生物炭与秸秆生物炭进行理化性能对比分析,并在甘肃省马军坪、张掖、白银3地的试验田进行了相关应用试验。研究结果表明,矿物生物炭比表面积较大、孔径小、具有一定疏水性,与秸秆生物炭类似,含有较高的养分,作为土壤改良剂可在一定程度上提升土壤肥力,有利于改良土壤结构、透气性、透水性及保水能力,作为农业或其他工业产品原料安全可行;在碱性土壤中施用后,会对土壤酸碱度下降有一定的促进作用;增施矿物生物炭能有效提高土壤有机质、全氮、水溶性钙含量,可为矿物生物炭在甘肃省不同属性土壤改良、农田种植中规模化应用、构建高标准高质量农田提供理论基础。

利用煤气化半焦回收赤泥构建Fe/碳基复合微波吸收材料

基于煤加氢气化半焦(简称半焦,SC)与赤泥(RM)高温固相反应一步回收赤泥制备Fe/碳基复合微波吸收材料,调节体系组成以优化吸波性能。研究发现,在Ar气氛、900℃条件下,源自SC与RM质量比为0.4∶1-0.7∶1的复合物均显示了优良的性能;且当SC与RM质量比为0.6∶1时,复合物性能最优。其最低模拟反射损耗为-48.3 dB,相应的有效吸收带宽为4.6 GHz。材料强的本征衰减能力源于石墨化碳及大量相界与缺陷引起的介电损耗;其良好的波阻抗匹配得益于体系组成调变对复合物电磁参数的有效调控。此外,Na_(2)O、Al_(2)O_(3)与SiO_(2)之间的高温固相化合一定程度上削弱了赤泥引起的强碱性。

热活化油页岩半焦对混凝土力学性能的影响研究

为研究热活化油页岩半焦对混凝土力学性能的影响,选取300、400、500和600℃高温煅烧后的油页岩半焦,以5%~25%的掺量替代水泥制备半焦混凝土,测试油页岩半焦混凝土的抗压、抗折强度;借助核磁共振技术分析半焦混凝土内部孔隙信息,剖析半焦混凝土的强度和孔隙率的关系。结果表明:随着油页岩半焦煅烧温度的升高,半焦混凝土的抗压、抗折强度先升后降,500℃时力学性能最好;随着油页岩半焦掺量的增加,半焦混凝土的抗压、抗折强度先升后降,掺量为15%时混凝土力学性能最好;半焦混凝土内部以小孔隙居多,其孔隙率随油页岩半焦掺量的增加先减后增,掺量为15%时混凝土孔隙率最小。

低阶煤热解磁化及其半焦产物中硫和重金属分布特性

用热解和磁选相结合的方法,研究了不同热解温度下甘肃褐煤和山西次烟煤热解磁化及其半焦产物中硫和重金属的分布特性。通过ICP-OES和ICP-MS分别对半焦中的硫和重金属元素含量进行分析测定,利用XRD和SEM-EDS对半焦的矿物组成和表观形貌进行了表征。结果表明,甘肃褐煤和山西次烟煤在最佳条件下的磁选脱硫率最高可以分别达到52.37%和17.54%;这与黄铁矿在热解过程中的相变行为有关。山西次烟煤半焦的磁选脱硫率低于甘肃褐煤半焦主要是由于其伴生矿物质的赋存包裹和有机质对黄铁矿在热解过程中的转化产生了影响。Ni和Cr与Fe-S矿物的亲和性较强,其随硫更多地富集到磁性半焦中;在800℃时,甘肃煤和山西煤磁性半焦中Cr含量分别比非磁性半焦中多8698.25和32327.47μg/g。低阶煤热解磁化及其半焦产物中硫和重金属的分布特性为脱除煤中硫和重金属元素提供了数据支撑和新思路。

加氢干馏半焦用于高炉喷吹的实验室研究

为拓展包钢喷吹煤用煤资源,降低高炉喷吹燃料成本,包钢开展了加氢干馏半焦用于高炉喷吹的实验室研究。研究结果表明,加氢干馏半焦是具有低水分、低挥发分、低硫分、高固定碳等特点的优质高炉喷吹燃料,但其堆密度远小于混合煤粉的堆密度,其燃烧率优于现用混合煤粉,没有爆炸性,其燃烧性能及安全性可以满足高炉喷吹的安全要求。

油页岩半焦生物炭对玉米产量及土壤理化性状的影响

油页岩半焦含有丰富的有机质和无机营养物质,是复混肥理想的添加物料。为了提升油页岩半焦生物炭在农业生产中的利用价值,以玉米为指示作物,玉米品种先玉335为指示品种,设施油页岩半焦生物炭20、40、60、80 t/hm^(2),不施肥和仅施氮、磷肥(优化施肥)6个处理,采用随机区组设计,研究了不同油页岩半焦生物炭施用量对玉米产量及土壤养分状况的影响。结果表明,施用油页岩半焦生物炭后土壤性状发生显著变化,与播前相比,土壤容重下降了2.21%~8.82%,土壤孔隙度增加了-11.05%~4.08%,毛管孔隙度增加了-6.70%~3.74%,土壤pH下降了4.73%~7.84%。土壤储水量较对照不施肥处理增加了18.85%~30.57%。与优化施肥相比,土壤全氮增加了6.25%~20.83%,土壤全磷增加了0~25.51%,土壤全钾增加了0.92%~2.63%,土壤有机质增加了24.29%~88.26%,土壤碱解氮增加了-7.40%~14.21%,土壤速效磷增加了-30.27~80.37%,土壤速效钾增加了-12.87%~115.07%。在油页岩半焦生物炭投入量为60 t/hm^(2)时,玉米产量最高,达17681.4 kg/hm^(2),较对照不施肥处理增产20.10%。综合分析,施不同用量油页岩半焦生物炭均能明显改善土壤物理化学性状,显著提升土壤肥力,促进作物生长,进而提高作物产量。

褐煤及其低温热解半焦中可溶多环芳烃特征

低温热解提质是实现褐煤清洁高效利用的重要途径之一。半焦作为提质后的固体产物在工业和民用清洁燃料方面得到广泛应用。以来自中国内蒙古(SHM)、印度尼西亚(YN)和蒙古国(WM)的3个褐煤及其550℃下热解半焦为样本,采用溶剂萃取结合GC/MS分析的方法研究其可溶多环芳烃(PAHs)含量及组成特征。结果显示,3个褐煤的PAHs总量(∑PAHs)、US EPA规定的优控16种PAHs质量分数(∑16PAHs)及对应烷基取代PAHs质量分数(∑aPAHs)分别在4 362~125 635、1 871~35 039和1 723~61 757 ng/g,揭示了不同来源褐煤的PAHs含量差异显著且aPAHs含量丰富的特征。3个褐煤对应热解半焦的∑PAHs、∑16PAHs和∑aPAHs质量分数分别在4 679~10 289、1 831~6 354和744~2 737 ng/g。不同来源褐煤产出半焦的PAHs含量变化不同,SHM半焦的PAHs含量显著低于原煤,YN半焦的PAHs含量高于原煤,WM半焦中PAHs总量与其原煤相近,但其16PAHs含量较原煤相比有所增加。半焦的∑aPAHs含量均低于对应母体∑16PAHs含量,表明存留于半焦的PAHs以热力学更稳定的母体形式为主。褐煤和半焦的PAHs组成均以2~3环为主,尤其YN半焦中萘及烷基萘含量显著高于原煤,是其PAHs总量增大的主要原因。YN褐煤热解过程中发生了煤分子内的激烈裂解反应并有大量小分子PAHs生成。不同褐煤及其半焦的可溶PAHs变化不同,不仅从分子层面反映不同煤在热解过程中的物理化学反应不同,也反映了煤大分子结构特征差异。

废轮胎热解半焦的单颗粒燃烧特性实验研究

在单颗粒燃烧系统上研究了废旧轮胎热解半焦颗粒的燃烧特性,并探究了温度与颗粒粒径对燃烧的具体影响.结果表明,半焦颗粒在850℃及以下燃烧时经历挥发分析出及着火、挥发分燃烧、焦炭着火及焦炭燃烧4个阶段,在机理上属于典型的均质着火机理;在950℃以上时,焦炭着火早于挥发分着火,其着火机理转变为联合着火.此外,温度升高会缩短半焦颗粒着火时间等特征时间,而半焦颗粒粒径的增加则会增大挥发分火焰的体积并显著延迟焦炭的着火时间.研究结果为高效清洁利用轮胎衍生燃料提供了一定的基础研究数据.

韩家湾煤及其热解半焦中多环芳烃分布特征研究

低阶煤的热解是其深加工工艺的基础,为探究其固体产物半焦中多环芳烃(PAHs)的含量水平及组成特征,以陕西榆林韩家湾次烟煤及其不同温度条件下(350℃~700℃)生成的热解半焦为样品,采用溶剂萃取结合GC/MS方法分析其中PAHs分布特征。结果显示:韩家湾原煤中16种优控母体(美国环保署规定)PAHs含量(∑16PAHs,15161 ng/g)低于对应烷基取代PAHs含量(∑aPAHs,24055 ng/g),380℃热解半焦中∑16PAHs(19003 ng/g)和∑aPAHs(45009 ng/g)均呈极大值;半焦中∑16PAHs和∑aPAHs随温度呈先增后降的变化趋势,但aPAHs含量随热解温度变化的幅度大于16PAHs含量变化的幅度,推测热解过程释放的PAHs可能以aPAHs为主;16PAHs组成上,原煤以4环母体PAHs为主,半焦中则以2~3环PAHs为主;350℃~400℃热解半焦中萘和烷基萘含量显著高于原煤中相应成分的含量,表明煤在低温热解时发生裂解反应并生成大量萘系物。

温度对半焦非催化还原CO_(2)的影响

2021年我国CO_(2)排放约120亿t,碳减排压力巨大。为实现双碳目标,将CO_(2)转化为CO等基础化工原料是减排CO_(2)、实现其资源化利用的重要途径。采用自主设计的连续给料流态化立式炉装置,以榆林半焦为原料,在CO_(2)气氛下考察了温度(900~1100℃)对半焦非催化还原CO_(2)的影响,并对底渣和飞灰(灰渣)的理化特性进行了表征。结果显示:随着温度的升高,CO_(2)还原率、CO_(2)转化率、CO体积分数、碳转化率以及煤气热值均增大,而CO_(2)体积分数大幅下降,CO_(2)被有效转化为CO,但是在温度超过1050℃后,增长趋势变缓。温度为1050℃时气体组分中CO占64%左右,CO_(2)占30%左右,CO_(2)还原率为50.37%,CO_(2)转化率为0.72 m^(3)/kg。随温度上升,榆林半焦颗粒表面由光滑致密向多孔、海绵状、粗糙过渡,底渣比表面积均超过300 m^(2)/g,比表面积变化存在先上升后下降趋势,飞灰比表面积比半焦最高提升36倍,底渣比表面积比半焦最高提升63倍,灰渣平均孔径降低超过50%。拉曼光谱分析表明,灰渣的活性点位有所增加,石墨化程度降低,由于反应环境不同,底渣的石墨化程度较高;温度上升会加剧CO_(2)与碳的反应,灰渣的活性点位容易被消耗,在1000~1050℃灰渣石墨化程度相对低,活性点位相对多。底渣和飞灰反应活性优于榆林半焦,动力学分析显示飞灰与CO_(2)的反应活化能更低,这为进一步高温转化提供了有利条件。

油页岩半焦堆放对周围环境的影响

以可能影响周围生态环境的油页岩半焦特性为研究对象,分别测试了油页岩半焦的放射性、重金属离子溶出性能及挥发份。实验结果表明,油页岩半焦放射性核素限量满足GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》国家标准。油页岩半焦在水中和盐中重金属离子均符合GB15618-1996《土壤环境质量标准》中关于重金属离子的规定。油页岩半焦堆场路面周围土壤中重金属元素含量与正常土壤无太大区别。油页岩厂周围空气中,SO_(2)、NOx、H_(2)S、NH3、非甲烷总烃等常见的空气污染物符合国家相关标准。

油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料制备及其吸附性能研究

基于油页岩半焦中富含的矿物质和有机质,以KOH为活化剂,联用机械力化学和热解炭化窑街油页岩半焦制备油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料,考察了矿物/生物炭复合材料对水溶液中Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附效果.结果表明,制得的复合材料对Pb^(2+)和Cd^(2+)具有优异的吸附性能,最大吸附量分别为177.83和67.48mg·g^(-1),分别是原油页岩半焦的6.1倍和4.3倍.吸附动力学和热力学拟合数据显示,复合材料对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附属于化学吸附主导的单层吸附,主要吸附机理涉及官能团吸附、Pb^(2+)-π和Cd^(2+)-π相互作用、静电吸附和矿物沉淀.该研究为从环境矿物材料角度探究油页岩半焦全组分综合利用提供了可行途径.