多孔氧化镁的制备及其对糖汁的吸附性能研究

采用搅拌-陈化法制备了多孔碱式MgCO_3,在500℃下灼烧3 h,得到了多孔MgO。以赤砂糖回溶糖浆为研究对象,探讨多孔MgO对赤砂糖回溶糖浆的脱色性能,并以脱色率为指标,考察了多孔MgO用量、吸附时间、吸附温度、吸附p H值对赤砂糖回溶糖浆脱色性能的影响。结果表明:在用量为0.1g、吸附时间为60min、吸附温度为60℃、p H值为8.00时,多孔MgO对糖汁的脱色率为84.7%。用多孔MgO进行静态吸附动力学和吸附等温线研究。结果表明,多孔MgO吸附动力学符合准二级反应动力学模型,相关系数R2值最高(R2=0.999),说明其能更好的模拟多孔MgO对糖汁中非糖物质的吸附行为。吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程。

碱金属熔盐修饰MgO对其储热性能的影响研究

MgO/MgCO_(3)碳酸化/再生反应作为典型的中温热化学储热技术,是实现可再生能源存储和工业余热回收利用的重要途径。碱金属熔盐修饰是提升MgO碳酸化和储热性能的重要策略。当前,尚缺碱金属熔盐修饰MgO在贴近中温储热实际应用场景下的性能评价。采用简单浸渍法制备碱金属熔盐修饰MgO多孔材料,采用N_(2)吸附-脱附、X射线衍射和扫描电镜对其微观结构特性进行表征分析。基于固定床反应器在低CO_(2)分压条件下考察了碱金属熔盐修饰MgO材料的中温储热性能,探究了熔盐类型和添加摩尔比对MgO碳酸化和储热性能的影响机制。研究发现:NaNO_(3)、LiNO_(3)和KNO_(3)熔盐修饰可有效提升MgO碳酸化和储热性能。NaNO_(3)修饰MgO材料的比表面积和孔体积较佳,且NaNO_(3)修饰有利于促进CO_(2)和MgO溶解,提供丰富的碱性O^(2-)活性位点强化化学吸附,并提供多孔结构促进CO_(2)和碳酸盐离子体相扩散,因而0.15LiNO_(3)-MgO碳酸化和储热性能相对较佳。随着NaNO_(3)熔盐摩尔比例由0.05提高至0.45,NaNO_(3)-MgO材料的碳酸化和储热性能均呈现先增加后降低的趋势。较低的NaNO_(3)摩尔比例对CO_(2)和MgO溶解与解离的促进作用受限,O^(2-)碱性活性位点密度有限,而NaNO_(3)添加比例过高易导致孔隙结构堵塞,对碳酸化和储热产生不利影响。NaNO_(3)熔盐的最佳摩尔比为0.15,其对应0.15 NaNO_(3)-MgO样品在300℃和10%CO_(2)气氛下CO_(2)吸附容量和储热密度分别高达8.21mmol CO_(2)/g和1.31MJ/kg。研究结果可为高活性MgO储热材料的定向制备及其中温烟气余热回收中的应用奠定理论基础。

大碳层间距的沥青基多级孔碳材料的制备及其在超级电容器中的应用

基于KOH活化法,以纳米级片层多孔MgO为模板剂,制备大碳层间距的沥青基超级电容器用多级孔碳材料。考察了模板剂添加量对多孔碳材料孔分布、碳层间距等理化性能及电化学性能的影响。结果表明模板剂添加量为沥青质量的25%时,多孔碳材料比表面积、孔体积分别为2634 m^(2)·g^(-1)、1.12 cm^(3)·g^(-1),碳层间距高达0.374 nm,用于超级电容器电极材料时,1和20 A·g^(-1)电流密度下的比电容分别为338和277 F·g^(-1),经过10000次循环恒电流充放电,1 A·g^(-1)下容量保持率为93.5%,展现了优异的电化学性能。