淮北煤系高岭土的改性与应用研究

主要研究了淮北煤系高岭土的各种改性方法(煅烧改性、偶联剂与表面活性剂的选择与配伍),系统分析了提高其与有机物相界面结合力的各种方法。通过X射线衍射测试分析,探讨了改性机理;通过对淮北煤系高岭土填充高分子材料的物理机械性能的测试,验证了高岭土经表面改性后,能显著提高有机与无机材料的表面结合力,大大增强高分子材料的补强性能。

淮北矿区煤矸石与洗中煤混合燃烧特性分析

为了充分利用淮北矿区煤矸石和洗中煤资源,采用热重分析实验研究了煤矸石与洗中煤在不同配比下的混合燃烧特性,计算燃烧特性指数。结果发现混合煤样中随着洗中煤含量的增加,煤样的着火温度均有所下降,着火指数、燃尽指数和综合燃烧特性指数均有所提高。利用Coats—Redfern积分法对燃烧过程进行动力学分析,得到了燃烧反应的活化能和频率因子等参数。结果表明混合比对反应活化能有很大影响,燃烧反应级数为1.5级时可信度最高。

安徽枞阳泥炭硝化和羟甲基化改性分析

根据安徽枞阳泥炭硝化的丙酮萃取率,使用单因素试验确定了硝酸氧化泥炭的最佳工艺条件。通过对原泥炭、硝化泥炭及丙酮可溶酸的红外光谱分析,确定了原泥炭与硝化泥炭及丙酮可溶酸的结构区别,证实了硝化泥炭及丙酮可溶酸具有与苯酚相同的活性基团,从理论上分析了泥炭硝酸氧解反应是一复杂的链式反应,经硝酸氧解生成的再生腐植酸中含有2个以上活性基团,可以作为合成高分子的单体。通过正交试验,确定了泥炭硝基腐植酸羟甲基化改性的各因素对体系中羟甲基含量的影响,试验表明催化剂的用量对羟甲基含量的影响最大,其次是反应温度和反应时间,进而确定了制备高羟甲基含量泥炭硝基腐植酸的最优方案。初步证实高羟甲基含量泥炭硝基腐植酸可代替部分苯酚制备甲阶酚醛树脂。

煤系蒙脱土的改性及其结构表征

安徽宣城煤系蒙脱土经提纯、钠化剂改性后,利用烷基季铵盐的离子交换性对其进行有机再改性,通过XRD、TEM等手段,对照分析改性前后煤系蒙脱土的离子交换量、晶层变化及其吸附性、膨胀性的变化规律,并对其结构进行了表征。

晋城高强防水型煤的气化试验

介绍了晋城无烟粉煤,加入适量的有机-无机复合型黏结剂,制成高强防水型煤,经工业性试烧,气化性能良好,符合煤气炉使用要求。

Fe_2O_3和K_2CO_3对高灰分煤催化燃烧影响及机理分析

为提高淮北矿区高灰分煤的燃烧效率,采用热重分析实验对比分析了Fe_2O_3和K2CO3对煤粉着火与燃尽温度、燃烧特性指数、放热面积的影响。结果发现Fe_2O_3和K2CO3可分别将煤粉的着火温度由480.3℃降低470.4℃和397.3℃,燃尽温度由628.4℃降到609.7℃和547.7℃,燃烧特性指数提高,放热量增大。利用SEM、XRD和FTIR测试技术对煤粉燃烧残余物的微观结构、物相组成及官能团变化进行研究,分析燃煤催化剂在燃烧反应中的作用机理;通过BET方程计算燃烧煤焦的比表面积,分析其孔隙结构的变化。结果表明Fe_2O_3和K2CO3的主要作用机理是促进燃烧反应过程中挥发分的析出,增强煤粉的吸附性能,加快燃烧反应过程中固定碳的燃烧。

红外光谱与热重分析法研究腐植酸改性脲醛树脂

将腐植酸(HA)进行羟甲基化改性,然后按照m(HA羟甲基化溶液)∶m[脲醛树脂(UF)]=1∶4比例将两者混合均匀,制得腐植酸-脲醛树脂(HUF)。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)及差示扫描量热(DSC)法等对UF和HUF的结构、热稳定性及玻璃化转变温度(Tg)等进行表征。结果表明:HUF与UF的FT-IR曲线基本相同,前者的FT-IR特征峰均有不同程度增强,热失重峰向高温区移动,说明HUF既保留了UF的原有结构,又具有较强的耐热性;当w(改性HA)=5%～30%时,HUF胶粘剂的胶接强度相对较大;与未改性UF相比,HUF价格更低(节约350元/t)、更环保(甲醛释放量达到GB 18 580-2001标准中E1级指标要求),故HUF具有较强的市场竞争力和良好的应用前景。

构建符合社会需求的应用化学专业课程体系

为了适应社会经济发展要求,积极培养创新人才,结合安徽建筑工业学院应用化学专业特色方向,适时调整理论教学与实践教学课程,构建立体化的专业教学体系,初步形成一套较为合理和可操作的培养模式。

钢铁镀锌层纳米陶瓷转化膜的制备及性能

为了更深入地探讨钢铁镀锌层纳米陶瓷转化膜形成工艺以及对耐蚀性的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察镀锌层的表面形貌,以及对涂层性能进行测试,结果表明,在镀锌层上形成很完整的纳米陶瓷转化膜;并且在形成纳米转化膜后与涂层具有有良好的结合力与耐腐蚀性能。

Fe_2O_3和MnO_2对淮北矿区高灰分煤燃烧特性的影响

通过热重分析法研究了Fe_2O_3和MnO_2对高灰分煤燃烧性能与动力学特性的影响,结果表明Fe_2O_3和MnO_2能提高煤粉的着火和燃尽指数;利用Coats-Redfern积分法对试样燃烧过程进行动力学分析,发现Fe_2O_3和MnO_2均可降低煤粉燃烧反应的活化能;燃烧灰渣SEM图表明Fe_2O_3和MnO_2可以改变煤燃烧的反应历程,使燃烧更充分。

面14区沙四段的分质分压注水工艺改造及效果

八面河油田面14区沙四段属中低渗透层,注水水质要求高、注水压力高。而原联合站处理后的水质和供水压力都满足不了该层段的注水开发需要。为了配合地质扩大注水开发规模实施方案,实施了分质分压注水的改造工程。实施后,14区沙四段水质达标率由75%提高到83.3%,注水量增加262m3/d,油田开发效果得到改善。

酚化腐植酸改性酚醛泡沫材料的制备与性能分析

以特定工艺制备酚化改性腐植酸(PHA),选择并优化工艺参数从而制成PHA改性酚醛泡沫材料。采用傅里叶红外分析、热失重分析、氮吸附和冲击强度测试等方法对PHA改性酚醛泡沫材料结构和性能进行了分析。结果表明,当PHA含量为40%(质量分数,下同)时,PHA改性酚醛泡沫材料的冲击强度为5.7kJ/m2,压缩强度为0.33MPa,极限氧指数为47%,热导率为0.038W/(m.K),在400℃时的质量保留率为79.1%,各项性能良好,可以替代部分苯酚制备PHA改性酚醛泡沫材料。

铁酸锰/腐植酸复合材料制备及其对亚甲基蓝吸附性能

采用化学共沉淀法合成了一种腐植酸(Humic Acid,HA)包覆铁酸锰型磁性复合材料(Mn Fe2O4/HA)。采用扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术手段对其进行表征和分析表明,合成产物颗粒大小约200 nm,具有典型的尖晶石结构,腐植酸成功包覆在Mn Fe2O4颗粒表面,饱和磁化强度为34.01 A·m2/kg,在外界低磁场作用下30 s内便可从水溶液分离。Mn Fe2O4/HA对亚甲基蓝的吸附是一个准二级动力学过程,在2 h达到平衡,较好的符合Langmuir吸附模型。与Mn Fe2O4相比其对亚甲基蓝的吸附能力显著增强,室温下p H=9时最大吸附量可以达到29.94 mg/g。Mn Fe2O4/HA可以作为一种有效去除水体中亚甲基蓝污染物的吸附材料。

淮北矿区煤矸石、煤泥、中煤复配煤热解特性与动力学研究

文章通过热重分析对淮北矿区煤矸石、煤泥、中煤及其复配煤在高纯氮气条件下的热解过程进行了分析;研究不同配比对热解过程的影响,并利用Coats-Redfern积分法对热解过程进行了动力学分析。结果表明:单种煤热解过程的活化能越小,其反应活性越高;复配煤热解反应的活化能均小于单种煤活化能线性叠加的计算结果,证实其热解特性有所改善。

聚丙烯纤维及废弃陶瓷对低品级菱镁矿制氯氧镁水泥性能的影响

本文以聚丙烯纤维、普通废弃陶瓷、工业氯化镁以及含39.12%活性氧化镁的低品级轻烧氧化镁制成了一种镁水泥基建筑墙体材料。采用正交试验确定了最佳配合比,并对聚丙烯纤维、废弃陶瓷复合增强剂对镁水泥干缩性能的影响进行了探讨。研究结果表明,纤维及陶瓷对镁水泥分别起到了增韧增强及骨架作用。其制品28 d干缩率仅为0.03%。

黄腐酸键联5,10,15,20-四(2-羟基苯基)铁(Ⅲ)卟啉的合成及其性能的研究

通过甲醛缩聚将黄腐酸与5,10,15,20-四(2-羟基苯基)铁(III)卟啉键联,合成一种复合型铁卟啉催化剂。研究了其在KHSO5体系中,pH值及2,4-二氯苯酚初始浓度对复合型催化剂和铁卟啉催化剂降解2,4-二氯苯酚效果的影响。当催化剂∶KHSO5∶二氯苯酚=1∶100∶30(摩尔浓度比),温度为25℃,pH值为3,反应时间1 h,复合型催化剂对二氯苯酚的降解率可达96.4%,高于铁卟啉催化剂的62.3%。通过紫外光谱检测两种催化剂在KHSO5参与反应时的自降解情况,两者的自降解动力曲线表明,复合型催化剂的自降解时间与速率都优于铁卟啉催化剂。结果表明,键联黄腐酸可有效的抑制铁卟啉催化剂自降解,提高催化剂的催化活性及稳定性。

广6注水系统注入水防垢机理的研究与应用

广6注入水系统注入水结垢的主要原因是地层产出水中含有大量的成垢离子,加上水中含泥砂太多,在生产过程中,地层水从地层到地面温度和压力都下降,使地层水的溶解平衡被破坏,原来饱和的地层水为达到新的平衡而结晶,析出后与地层中的泥沙一起沉积在管壁上。针对这种情况,采取控制PH值、去除溶解气、进行水的软化处理等方法进行防垢,效果较好。在广6注水系统投加缓蚀阻垢剂DF-3(浓度为30mg/l),其缓蚀率为91.2%,阻垢率为97.8%。

淮北矿区电厂燃煤固硫灰渣的特性研究

文章通过电感耦合等离子体质谱仪测量了淮北矿区电厂循环流化床燃煤固硫灰渣的化学成分;运用X-射线衍射仪分析了其矿物成分;并采用扫描电镜和氮吸附实验研究了其表面形貌和微观结构。结果表明,与传统煤粉炉产生的粉煤灰相比,淮北矿区循环流化床锅炉燃煤灰渣由于添加了固硫剂,燃煤灰渣中含有更多的钙和硫,微观结构、形貌上也存在差别,因而在资源化利用时,必须加以考虑。

淮北矿区煤矸石与煤混合燃烧特性的研究

本文利用STA-409PC热重分析仪,研究了淮北矿区不同质量比的煤矸石与煤混配样品的燃烧性能与动力学特性。结果表明:随着混配样品中的煤比例的增加,其着火温度和燃尽温度都有所降低,综合燃烧特性指数都有所增大,着火和燃烧特性都得到改善。本文还利用Coats-Redfern积分法对上述样品燃烧过程进行了动力学分析,得出淮北矿区煤矸石与煤混煤的燃烧反应历程服从1.5级的化学反应,对优化超临界流化床(简称CFB)锅炉混配燃料的运行具有重要意义。

低品级菱镁矿制耐水氯氧镁胶凝材料的研制

用粉煤灰、磷酸、硫酸铝、有机硅防水剂以及活性氧化镁含量为34.91%的低品级轻烧氧化镁研制出一种耐水氯氧镁胶凝材料,并对镁质材料的强度、耐水性能进行了测试。通过分析粉晶XRD衍射图样和断面微观结构对镁质材料的耐水机理进行了研究。研究结果表明改性过的镁质材料具有优良的耐水性能,其28d软化系数从0.76提高到了1.01。该方法充分利用了低品级菱镁矿资源,为镁质胶凝材料的制备提供了新思路。