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咖啡渣和去油咖啡渣热解特性的试验研究
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作者 田红 徐美越 +2 位作者 杨扬 成珊 周通 《长沙理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期16-23,共8页
【目的】研究咖啡渣(spent coffee grounds,SCG)和去油咖啡渣(defatted coffee grounds,DCG)的热解特性并计算其热解动力学参数,分析两者在不同温度下热解三相产物的变化规律,实现废弃咖啡渣的二次利用。【方法】采用管式炉、热重(therm... 【目的】研究咖啡渣(spent coffee grounds,SCG)和去油咖啡渣(defatted coffee grounds,DCG)的热解特性并计算其热解动力学参数,分析两者在不同温度下热解三相产物的变化规律,实现废弃咖啡渣的二次利用。【方法】采用管式炉、热重(thermogravimetry,TG)试验和热裂解-气相色谱-质谱联用仪(pyrolysis-gas chromatography mass spectrometer,Py-GC-MS)开展了热解产物分布和热解特性的研究,采用Flynn-WallOzawa(FWO)法计算了热解动力学参数。【结果】热重分析结果表明,SCG和DCG热解可分为4个阶段,主要热解温度范围为200~400℃,并且在300℃左右时失重率最大,升温速率可促进热解反应的进行。动力学计算结果表明,当转化率由0.1提高至0.7时,SCG和DCG的活化能均随之不断升高,转化率由0.7提高至0.9时,两者活化能均随之有所下降;SCG和DCG的平均活化能分别为293.58和307.86 kJ/mol。Py-GC-MS分析表明,SCG主要热解产物包括芳香族、酚类、醛类等化合物,DCG主要热解产物包括醛类、酚类、杂环类、酯类等化合物,在热解阶段,随着热解温度的升高,芳香族、酚类、杂环类化合物相对含量减少,醛类化合物相对含量先增加后减少。管式炉热解试验结果表明,SCG的热解产物中生物油产率较高,DCG的热解产物中焦炭产率较高。【结论】SCG和DCG在合适的温度下进行热解,有利于酚类、芳香族化合物等重要工业原料的回收,实现其高值化利用。 展开更多
关键词 咖啡渣 热解特性 热解产物 热重分析 Py-GC-MS 热解动力学
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Adsorption of Phosphate and Nitrate Using Modified Spent Coffee Ground and Its Application as an Alternative Nutrient Source for Plant Growth
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作者 Aisyah Humayro Hiroyuki Harada Kanako Naito 《Journal of Agricultural Chemistry and Environment》 2021年第1期80-90,共11页
Phosphate (PO<sub>4</sub><sup style="margin-left:-9px;">3-</sup><span style="font-family:Verdana;">) and Nitrate (NO<sub>3</sub><sup style="margin-... Phosphate (PO<sub>4</sub><sup style="margin-left:-9px;">3-</sup><span style="font-family:Verdana;">) and Nitrate (NO<sub>3</sub><sup style="margin-left:-9px;">-</sup></span><span style="font-family:Verdana;">) are two main nutrients that cause wa</span><span style="font-family:Verdana;">ter eutrophication. In the other hand, the presence of PO<sub>4</sub><sup style="margin-left:-9px;">3-</sup></span><span style="font-family:Verdana;"> </span><span style="font-family:Verdana;">and NO<sub>3</sub><sup style="margin-left:-9px;">-</sup></span><span style="font-family:Verdana;"> is </span><span style="font-family:Verdana;">needed for plant growth. The aims of this study </span><span style="font-family:Verdana;">are </span><span style="font-family:Verdana;">to recycl</span><span style="font-family:Verdana;">e</span><span style="font-family:Verdana;"> Spent Coffee Ground (SCG) modified with calcium hydroxide for adsorption PO<sub>4</sub><sup style="margin-left:-9px;">3-</sup></span><span style="font-family:Verdana;"> </span><span style="font-family:Verdana;">and NO<sub>3</sub><sup style="margin-left:-9px;">-</sup></span><span style="font-family:Verdana;">. The optimum adsorption capacity for PO<sub>4</sub><sup style="margin-left:-9px;">3-</sup></span><span style="font-family:Verdana;"> </span><span style="font-family:Verdana;">and NO<sub>3</sub><sup style="margin-left:-9px;">-</sup></span><span style="font-family:Verdana;"> is 36.74 mg/L and 20.21 mg/L, respectively. The Freundlich isotherm model was suitable for PO<sub>4</sub><sup style="margin-left:-9px;">3-</sup></span><span style="font-family:Verdana;"> </span><span style="font-family:Verdana;">and NO<sub>3</sub><sup style="margin-left:-9px;">-</sup></span><span style="font-family:Verdana;"> adsorption. The kinetic model for adsorption was linear using Pseudo-second order. The application of modified SCG after enrich</span><span style="font-family:Verdana;">ment with PO<sub>4</sub><sup style="margin-left:-9px;">3-</sup></span><span style="font-family:Verdana; 展开更多
关键词 spent coffee ground ADSORPTION Calsium Hydroxide Phosphate and Nitrate Plant Growth
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可见光促进咖啡渣去除重金属离子Cr(Ⅵ)的行为及机理
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作者 胡月 陈玉婷 +3 位作者 宋俊志 卢文贯 李锐 王小兵 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期53-58,共6页
本文考察了在可见光条件下利用咖啡渣去除水体中重金属离子Cr(Ⅵ)的行为及机理。实验结果表明咖啡渣在可见光照射下能够去除水体中98%的Cr(Ⅵ),其去除Cr(Ⅵ)的表观拟合速率常数(0.0193 min)是避光条件下的8倍。XRD和FT-IR等表征结果表... 本文考察了在可见光条件下利用咖啡渣去除水体中重金属离子Cr(Ⅵ)的行为及机理。实验结果表明咖啡渣在可见光照射下能够去除水体中98%的Cr(Ⅵ),其去除Cr(Ⅵ)的表观拟合速率常数(0.0193 min)是避光条件下的8倍。XRD和FT-IR等表征结果表明咖啡渣由大量的木质素及一定量的酚羟基,氨基和羧酸基等官能团物质构成。紫外-可见漫反射光谱和光电流试验证明咖啡渣具有可见光响应能力,在可见光的激发下,咖啡渣固体内部的电子-空穴对快速分离,光电子由价带跃迁到导带,具有还原性的光生电子直接被预吸附在咖啡渣表面的Cr(Ⅵ)离子捕获,从而实现Cr(Ⅵ)的快速还原去除。此外,咖啡渣具有稳定的光响应能力和循环去除Cr(Ⅵ)的能力,以及治理含Cr(Ⅵ)工业废水的潜力。该研究揭示了可见光促进咖啡渣高效去除Cr(Ⅵ)的机制,同时为实现咖啡渣的资源化利用提供了一种可行的思路。 展开更多
关键词 咖啡渣 Cr(Ⅵ)去除 光还原
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改性咖啡渣生物炭提升污泥脱水性能的研究 被引量:3
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作者 郭毅斌 张硕 +6 位作者 杨玉堂 田东 李汉奇 张熠维 郝宗娣 饶品华 张文启 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2346-2352,共7页
生物炭来源广泛,具有多孔结构和高热值等特征,能够提升污泥脱水性能,同时有利于污泥后续干化和资源化利用。研究了咖啡渣生物炭投加量对污泥脱水性能的影响,确定了生物炭的最佳投加量为40%DS(污泥干重),此时脱水泥饼含水率为90.95%。为... 生物炭来源广泛,具有多孔结构和高热值等特征,能够提升污泥脱水性能,同时有利于污泥后续干化和资源化利用。研究了咖啡渣生物炭投加量对污泥脱水性能的影响,确定了生物炭的最佳投加量为40%DS(污泥干重),此时脱水泥饼含水率为90.95%。为进一步提升生物炭调理污泥的脱水性能,利用3种药剂(FeCl_(3)、CaCl_(2)和AlCl_(3))对生物炭进行改性。结果表明,经3 mol/L的FeCl_(3)和CaCl_(2)溶液,以及1 mol/L AlCl_(3)溶液改性的生物炭分别使污泥SRF下降了45.93%,50.58%和41.57%。胞外聚合物(EPS)成分分析表明,经改性生物炭调理后,与脱水性能密切相关的蛋白质含量明显降低。并且,调理污泥脱水泥饼在恒温热干燥过程的前3 min失水率均超过25%,干燥性能较原污泥有明显提升。此外,改性生物炭降低了污泥滤液的浊度、TSS以及VSS/TSS,有利于降低污泥滤液处理的难度。因此,改性生物炭在提升污泥脱水性能方面具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 污泥 脱水性能 改性咖啡渣生物炭 EPS 滤液水质
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Studies on Composting Spent Coffee Grounds by <i>Aspergillus sp</i>and <i>Aspergillus sp</i>in Aerobic Static Batch Temperature Control 被引量:1
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作者 Asmak Afriliana Endar Hidayat +2 位作者 Yoshiharu Mitoma Taizo Masuda Hiroyuki Harada 《Journal of Agricultural Chemistry and Environment》 2021年第1期91-112,共22页
Spent Coffee Ground (SCG) is characterized by high organic content, in the form of insoluble polysaccharides bound and phenol compounds. Phenol compounds are toxic to nature and <span style="font-family:Verdan... Spent Coffee Ground (SCG) is characterized by high organic content, in the form of insoluble polysaccharides bound and phenol compounds. Phenol compounds are toxic to nature and <span style="font-family:Verdana;">are</span><span style="font-family:Verdana;"> a cause of environmental pollution. Composting method of this study is aerobic static batch composting with temperature control with adding activators of some fungi such as </span><i><span style="font-family:Verdana;">Aspergillus sp</span></i><span style="font-family:Verdana;">, and </span><i><span style="font-family:Verdana;">Penicillium sp. </span></i><span style="font-family:Verdana;">The purpose of the research is to fill the research gap from previous studies of spent coffee grounds compost, which requires a long time in composting, so that if it is used directly on the soil and plants, the positive effect also requires a long time. The result of composting for 28 days with this method is that mature compost has black crumb and normal pH, with characteristics of C/N ratio below 10: C1 (7.06), C2 (6.99). This value is far from the control with a C/N ratio of 8.33. Decompose rate of macromolecule are above 40% for lignin and 70% for cellulose. Implementation of compost in radish plants, resulting Germination Index above 80% which indicates that the compost is ripe: control (92.39%), C1 (183.88%), C2 (191.86%). The results of the analysis with FTIR also showed that the compost was mature and stable, and rich in minerals. So, it can be concluded </span><span style="font-family:Verdana;">that</span><span style="font-family:Verdana;"> this composting method can speed up composting time and optimize the results of compost produced.</span> 展开更多
关键词 spent coffee ground (SCG) Aspergillus sp Aspergillus sp Aerobic Static Batch Temperature Control
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