气化渣残炭粒子电极的制备及电催化性能研究

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 52; no. 7; pp. 248 - 256
• Main Authors: 闫琪, 李健, 朱菊芬, 温家乐, 魏清渤, 陈碧, 闫龙, 昝灵兴, 尚军飞, 杨永林
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 榆林学院化学与化工学院,陕西榆林 719000%延安大学化学与化工学院,陕西延安 716000%陕西榆能精细化工材料有限公司,陕西榆林 719000 01.07.2024
• Subjects: gasification slag; residual carbon particles; 浮选残炭; 煤气化渣; 氨氮废水; 残炭粒子; 电催化; electrocatalysis; ammonia wastewater; flotation residual carbon
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.12438/cst.2024-0447

TQ536.4%X783; 煤化工产业是我国的经济支柱之一,煤气化渣和气化废水是煤气化过程中产生的废弃物,目前处理方式过于简单,对环境造成很大污染.以微乳液作为捕收剂对煤气化细渣进行浮选,采用工业分析仪、FTIR(傅里叶红外光谱仪)、BET(比表面积测试)、SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射分析)、Raman(拉曼光谱)、XPS(X射线光电子能谱)等表征手段对残炭进行了理化性质分析,采用CV(循环伏安法)、EIS(电化学交流阻抗谱)测试分析残炭电化学性质,并考察残炭作为粒子电极在三维电化学体系的电化学性能和稳定性,研究了其作为粒子电极的可行性,提出残炭粒子电极去除氨氮机理分析.结果表明:浮选残炭具有较高的比表面积,孔结构以介孔为主,此外,残炭中部分碳因石墨化而展现出一定的导电性,为其在电化学应用方面提供了基础.另外,残炭粒子电催化体系电阻较小,有利于加快电荷转移速率.在相同条件下降解氨氮废水,残炭粒子三维电催化体系比二维电催化体系氨氮去除率高 19.82%,其具有一定的催化能力.在残炭粒子电极循环试验中,残炭粒子重复使用 5次,氨氮的去除率仅下降了 5.3%,这一结果表明残炭粒子电极具有良好的稳定性.开发出一种新型的三维电催化体系中的粒子电极材料,通过系统的表征和性能评估,证明了气化渣残炭粒子电极在提高废水处理效率方面有巨大潜力.残炭粒子电极的开发为气化渣的资源化利用提供了新思路,同时也为废水降解处理技术提供了新方法.