响应曲面法优化热解炭黑/鸡毛纤维复合改性沥青高低温性能研究

为提高热解炭黑改性沥青的低温性能,以熔融共混法工艺,制备了热解炭黑与鸡毛纤维复合改性沥青。基于响应曲面法的中心复合设计,以热解炭黑掺量、鸡毛纤维掺量、鸡毛剪切时间为自变量,对复合改性沥青进行针入度、延度、软化点实验。以针入度、延度、软化点综合最优为目标,确定了热解炭黑掺量、鸡毛纤维掺量、鸡毛剪切时间优化参数。模型优化结果显示,最佳水平组合参数为热解炭黑掺量10.6%、鸡毛纤维掺量1.8%、鸡毛剪切时间6.8min,对最佳水平组合参数复合改性沥青进行响应变量实验,验证结果在4.6%误差范围内。路用性能实验表明,与基质沥青相比,复合改性沥青混合料的动稳定度由2243次/mm增加到3120次/mm,最大弯拉应变由3089με增加到3299με,高温稳定性与低温抗裂性均得到提高。

天然石墨球-热解炭核壳结构的制备及电化学性能研究(英文)

通过化学气相沉积的方法,以乙炔为碳源,天然石墨球为原料,采用不同流化床CVD工艺和不同的反应时间,制备出具有光滑表面或颗粒状热解炭包覆层的核-壳构型改性天然石墨球。改性天然石墨球的核体是具有高度有序石墨结构的天然石墨,而壳体是无序结构的热解炭。与天然石墨球相比,具有核-壳结构的改性天然石墨球的首次库仑效率和循环性能都得到显著改善。尤其是具有颗粒状热解炭包覆层的改性石墨具有优异的循环性能,在41次循环后其放电容量仍为首次容量的84%,这一改善归因于表面沉积的颗粒状热解炭有效地降低了改性天然石墨颗粒之间的接触电阻和增加了接触面积。

硝酸镍复合木质素改性酚醛树脂的热解炭结构演变

以木质素磺酸钙为原料,部分替代苯酚,合成具有良好水溶性的木质素改性酚醛树脂(LPF),并在其合成过程中将催化剂前驱体六水硝酸镍(NNH)加入到LPF体系中制备出硝酸镍复合木质素改性酚醛树脂(NLPF),经200°C×24 h固化后,于还原气氛下经800°C×3 h、1000°C×3 h、1200°C×3 h炭化处理,制得NLPF热解炭。探讨催化剂Ni在NLPF复合体系中的分散性,采用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜分析NLPF热解炭的晶体结构及显微结构。结果表明,催化剂Ni均匀分散在NLPF复合体系中;NLPF热解过程中NNH被还原成单质Ni,其催化作用使热解炭中生成了结晶程度高的直线型碳纳米管,且呈网状相互交织,均匀的排布在热解炭气孔中;随着NNH添加量的增加,NLPF热解炭的石墨化程度提高,碳纳米管的生成量和直径增加;升高炭化温度同样可以增加碳纳米管的生成量,并使其长度增长。

磁化改性污泥基生物炭对水中磷的吸附

为提高市政污泥生物炭对水中磷的吸附,将市政污泥在700℃下制备的热解生物炭(BC700)用FeCl3溶液进行磁化改性,制备磁性生物炭(MBC700),表征改性生物炭的组成、官能团分布和表面性质,考察其对典型水中磷的吸附效果和脱附后重复利用性。结果表明,改性后铁氧化物已成功负载在生物炭的表面和孔隙中。在温度25℃、pH为6、生物炭投加量为50 mg时,对磷的吸附率达到了85.33%;改性污泥生物炭对磷的吸附与准2级动力学模型和Langmuir等温吸附模型的拟合相关度都很高,表明吸附过程是多种方式共同作用的结果。MBC700重复利用性更好。

改性热解炭吸附水体中苯胺的热力学及动力学研究

以Ca Cl2溶液浸渍及微波加热对脱硅稻壳热解炭进行改性,并将其用于对水中苯胺的吸附.结果表明:改性热解炭(MW-PC)较未改性热解炭(PC)对苯胺有更好的吸附效果;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,298 K时最大吸附量为0.623 mmol/g;苯胺吸附为自发的吸热熵增过程;苯胺的吸附动力学符合准二级模型;无水乙醇对苯胺的静态脱附再生效果较好.

镍改性酚醛树脂及其热解炭的表征

通过配位反应,将镍离子结合在酚醛树脂结构中,得到镍改性酚醛树脂,实现了催化剂前驱体在树脂中的均匀分散。通过红外光谱仪和紫外分光光度计初步确定了镍离子在树脂中的配位结构。采用激光拉曼光谱仪对高温热解炭晶体结构进行表征。结果表明,镍改性酚醛树脂热解炭中有石墨烯生成,炭的结晶度提高。通过场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜对热解炭的形貌和微观结构进行了表征,进一步表明镍改性酚醛树脂热解炭中有石墨烯生成且为少数层石墨烯。

热解碳沉积温度对增强石墨力学性能的影响

采用化学气相沉积增密技术制备热解碳增强普通石墨材料。研究沉积温度对增强石墨力学性能的影响,并探讨热解碳增强普通石墨材料的沉积机理。结果表明:随沉积温度升高,增强石墨的抗弯强度提高,在1 600℃沉积时达到最大值39.33 MPa,比石墨基体提高21.7%。其主要原因是随沉积温度升高,热解沉积由CVI过程变为CVD过程。当温度低于1 600℃时,化学气相渗透过程占主导;温度高于1 600℃后热解碳极易沉积在基体表面,形成热解碳膜,化学气相沉积过程占主导。在1 600℃温度下,其抗弯强度随沉积时间的变化不大,这证明高温下(1 600℃)化学气相沉积主要发生在石墨块体表面。

废轮胎热解技术及炭黑产物的品质提升与应用研究进展

针对近年废轮胎热解技术研究进展进行总结,主要讨论了废轮胎的低温真空热解、共热解、催化热解等热解技术,阐述了热解设备、温度、压力、催化剂等因素对热解炭黑的影响及特点,对比了热解炭黑不同改性提质方法的特点,对热解炭黑资源化应用现状等进行讨论阐述。

干投法废轮胎热解炭黑改性沥青表面层首件工程工艺试验研究

为做好干投法生产废轮胎热解炭黑改性沥青AC-13表面层首件工程,参考废轮胎热解炭黑改性沥青混合料试件工艺参数,确定了5种AC-13混合料拌和楼试拌生产工艺参数方案。以生产的混合料制备马歇尔试件的体积参数为优化目标,确定了拌和楼工艺参数,混合料的运输、摊铺、压实及成型参照热拌改性沥青混合料工艺实施,铺筑了国内第一条废轮胎热解炭黑改性沥青路面首件工程(试验路)。经试验检测首件工程质量是合格的。试验结果表明:干投法废轮胎热解炭黑沥青混合料生产方案为先将矿料和水泥同时加入,投放完毕后再同时加入热解炭黑和沥青,拌和时间为50 s;现场施工运输、摊铺、压实成型工艺参照改性沥青混合料路面实施是可行的。成功铺筑首件工程对干投法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料的推广应用具有一定的指导价值。

干法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料室内制备工艺参数及其路用性能检测评价

为探讨干法制备废轮胎热解炭黑改性沥青混合料的工艺参数,以《沥青混合料改性添加剂第7部分:废旧轮胎热解炭黑》(JT/T 860.7-2017)推荐的湿法制备的废轮胎热解炭黑改性沥青混合料体积参数空隙率为优化目标,设定热解炭黑掺量、干拌时间、湿拌时间、矿料加热温度、混合料拌和温度和沥青加热温度等6个因素,各因素设定3个水平,进行了L_(27)(3^(6))正交试验,得出干法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料最佳制备工艺参数。按照最佳工艺参数制备废轮胎热解炭黑改性沥青混合料,并对混合料进行了路用性能试验。研究结果表明:干法热解炭黑改性沥青混合料室内拌和的最佳参数为热解炭黑掺量10%、干拌时间15 s、湿拌时间90 s、沥青加热温度155℃、矿料加热温度190℃、混合料拌和温度170℃。干法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料的动稳定度值比70号A级沥青混合料提高了83%;其他路用性能指标均满足规范技术要求。研究干法制备工艺参数对废轮胎热解炭黑改性沥青混合料应用提供了一种新工艺。