磷酸活化棉秆制备活性炭的研究

[目的]磷酸活化棉秆制备活性炭.[方法]以棉秆为原料,磷酸为活化剂,采用一步法制备活性炭,考察了浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭吸附性能和活化得率的影响.[结果]棉秆制备活性炭的最佳工艺条件：浸渍比为1.5,活化温度450℃,活化时间60 min.此时,活性炭的碘吸附值为1 376 mg/g,亚甲基蓝吸附值为163.5 mg/g,活化得率为35.67％.制得的活性炭比表面积为1 462 m2/g,总孔体积为1.178 cm3/g,中孔体积为0.792 cm3/g,平均孔径为4.4nm,最可几孔径为3.9nm.[结论]该研究对于扩大制备活性炭的原料,带动产棉区的农业经济发展具有重要的意义.     

NaOH预处理制备介孔木糖渣活性炭及其性能

目的与普通活性炭比较,介孔活性炭具有疏水性好、孔体积大、导电性能好等优势,然而传统制备方法繁杂,原料成本较高。因此,探究新型介孔活性炭制备工艺尤为重要。方法以木糖渣为原料,采用NaOH预处理、低温硫酸辅助炭化与磷酸活化相结合的方法制备了高介孔率活性炭。通过单因素实验,分析NaOH预处理时间、浸渍比以及活化温度对活性炭的亚甲基蓝(MB)吸附性能的影响。结果研究表明:NaOH预处理脱除木质素促使原料形成孔隙通道,同时使木糖渣纤维发生润胀,有利于活化剂与原料接触,从而获得高介孔率、高比表面积活性炭。当NaOH预处理时间为4h,磷酸与原料浸渍比4:1,活化温度500℃,活化时间为1h所制备的活性炭具有较高的MB吸附值436mg/g。扫描电镜分析结果表明:样品表面含有丰富的大孔及中孔结构,整体活化充分均匀。氮气物理吸附-脱附分析结果表明:活性炭具有发达的孔隙结构,其比表面积和总孔体积分别高达2038m2/g和2.13cm3/g,其中介孔孔容1.56cm3/g,介孔率达到73.2%,平均孔径为4.18nm。结论采用适当的NaOH预处理有利于制备孔隙结构优越的活性炭,在重金属离子吸附、有机大分子废水处理以及电子元器件等领域有广泛的应用前景。本研究将为高比表面积介孔活性炭的制备奠定理论基础,并为工业木糖渣的高值化利用提供了一条新途径。      

龙眼核活性炭制备工艺及其吸附性能研究

以龙眼(Dimocarpus longan Lour.)核为原料制备活性炭,通过正交试验优化制备工艺。结果表明,氢氧化钾为最适活性剂,龙眼核活性炭的最佳工艺条件为活化时间40 min、活化温度500℃、碳化温度400℃和碱碳比2∶1(质量比),在此工艺条件下制备的龙眼核活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为942.36 mg/g和12.83 m L/0.1 g,采用扫描电镜对产品的表面形态进行分析,发现其具有丰富的不规则孔隙结构。     

无患子活性炭的制备以及对苯酚吸附的研究

[目的]研究无患子活性炭制备的最佳工艺及其对苯酚的吸附。[方法]以H3PO4为活化剂制备无患子残渣活性炭,通过正交试验对制备工艺进行优化,探讨浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭亚甲基蓝和碘吸附值的影响。利用N2吸脱附试验、SEM,对活性炭的结构与性能进行表征。选取了投炭量、苯酚溶液pH、苯酚初始浓度、吸附温度为单因素,探讨其对苯酚吸附的影响。[结果]浸渍比为1∶1、活化温度为500℃、活化时间为60 min时,制备的活性炭对亚基蓝的吸附值为82 mg/g、碘吸附值为773 mg/g、BET比表面为738m2/g、总孔容达0.669 2 cm3/g、平均孔径为3.625 7 nm。活性炭在中性条件下对苯酚吸附效果最佳;低温有利于吸附,但温度的影响不大。[结论]所制备的活性炭具有良好的苯酚吸附效果。     

椰壳热解活化制备活性炭及其机理研究

利用热解活化法制备高吸附性能的椰壳活性炭并对其热解活化机理进行研究。结果表明,在热解活化温度为900℃,保温5 h,升温速率为10℃/min时,可以制备比表面积为1 047.65 m~2/g的椰壳活性炭,其中总孔容为0.51 cm~3/g,微孔孔容为0.44 cm~3/g。该活性炭的碘吸附值为1 302 mg/g,亚甲基蓝吸附值为195 mg/g。结果表明:在不添加任何活化气体或化学试剂的情况下,热解活化制备高吸附性能椰壳活性炭的机理可能是由于热解活化过程中,热解释放气体,造成一部分孔隙;高温下未炭化物芳构化形成石墨微晶,键断裂时释放部分气体;这些气体作为活化剂对椰壳原料进行了自活化,生成一定孔隙;在密闭的情况下,热解产生气体,使得反应器内产生微压力,对孔隙的形成有一定作用。     

活性炭的微波制备技术研究

以花生壳和竹子为原料,氯化锌为活化剂,微波辐射制备活性炭,通过单因素试验确定最佳制备条件,并在最优条件下对活性炭分别进行碘吸附、亚甲基蓝吸附、电镜分析和比表面等分析检测。结果表明,竹子活性炭的吸附性能优于花生壳活性炭,其吸附碘值为984.9 mg/g,亚甲基蓝吸附值为150 mg/g,比表面积1 047.0 m2/g,孔体积0.208 cm3/g,孔径2.78 nm。     

氢氧化钾活化法制备杨木刨花板活性炭的研究

为探索废弃刨花板的再利用方式,以杨木刨花板为原料,采用氢氧化钾活化法制备活性炭。以活化温度、活 化时间、浸渍比和施胶量为参数研究活化工艺对所得活性炭吸附性能和活化得率的影响,并对试验范围内较优试 验条件下制备的活性炭的微观结构和表面吸附性能进行元素分析、扫描电镜分析和N2 吸附测试。结果表明:浸渍 比是氢氧化钾活化法制备木质活性炭最重要的影响因素;在活化温度1 000 益、活化时间40 min、浸渍比1颐3、施胶 量6%的条件下,活性炭样品的BET 比表面积为2 459.708 m2 / g、碘吸附值为2.047 g/ g、活化得率为58.30%。      

微波辐照核桃壳磷酸法制备活性炭的研究

以核桃壳为原料,采用微波辐照磷酸法制备活性炭.探讨了磷酸浓度、微波功率、辐照时间及对产品活性炭的亚甲基蓝脱色力、碘吸附值及得率的影响.确定了微波辐照磷酸法制备活性炭的工艺条件:微波功率460 W,活化时间10 m in,磷酸质量分数50%.在此条件下制得的活性炭碘吸附值为809.06 mg/g,亚甲基蓝脱色率108 mL/g,得率52.96%.活化时间是传统工艺水蒸汽活化核桃壳制活性炭的1/9,得率是传统工艺的2.6倍.     

超富集植物紫苏活性炭的磷酸法制备与性能表征

以磷酸为活化剂,拟制备大比表面积和中孔结构发达的紫苏基活性炭。探讨磷酸溶液浓度、浸渍比、活化温度及活化时间4个因素对紫苏活性炭碘和亚甲基蓝吸附性能的影响,利用氮气吸附脱附仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对活性炭表面物化性质进行表征。通过单因素和正交试验确定活性炭的最佳制备工艺条件:磷酸浓度60%、浸渍比200%、活化温度400℃和活化时间80 min,该条件下紫苏活性炭的碘吸附值为910 mg/g,亚甲基蓝吸附值为202. 5 mg/g,达到了净水用活性炭的国家一级品标准。最优条件下活性炭的BET(BET为Brunauer、Emmett和Teller三位科学家名字首字母组合)比表面积、总孔容积、平均孔径分别为1 101. 26 m~2/g、0. 89 cm3/g、3. 23 nm,孔隙结构发达,孔为蜂窝状结构,表面存在醇羟基、羰基、酯等含氧官能团,说明超富集植物紫苏有望成为一种新型、吸附效果良好的活性炭制备原料。     

磷酸法稻壳基活性炭制备及表征

以稻壳为原料,采用磷酸活化法制备活性炭,考察了原材料与活化剂的配比、活化温度和活化时间等因素对活性炭吸附性能的影响,确立了调控活性炭性能的工艺方法和工艺条件.利用扫描电镜观察了活性炭的形貌特征,利用X射线衍射分析了稻壳活性炭中微晶的晶体结构.研究结果表明,以稻壳为原料、磷酸为活化剂在实验室的马弗炉中制备活性炭的适宜工艺条件为:活化剂/炭为3,活化温度为400℃,活化时间为2h,所制得的活性炭的碘吸附值为809 mg/g.     

农业秸秆制备活性炭及其性能研究

[目的]研究农业秸秆活性炭的最佳制备工艺及吸附性能。[方法]以秸秆为原料,在不同的操作条件下制备活性炭产品,并测定相应的活性炭产率及亚甲基蓝吸附值,分析研究了化学活化法制备秸秆活性炭工艺过程中的活化温度、活化时间、固液比、炭化时间等因素对活性炭的产率、亚甲基蓝吸附值的影响。[结果]用化学法制备秸秆活性炭的较佳工艺参数:以KOH/ZnCl2为活化剂,ZnCl2浓度为5 mol/L,KOH浓度为5 mol/L,KOH∶ZnCl2为1∶1,活化时间为1 h,固液比为1 g/4 ml,活化温度为20℃,热解温度为550℃,90℃为洗涤最佳温度。脱色率和亚基蓝吸附值均随活性炭投加时间的延长而增加。[结论]秸秆活性炭制备工艺经济、可行,具有广阔的应用前景。     

温度与微生物制剂对小麦秸秆腐解及土壤碳氮的影响

【目的】探讨不同温度和添加微生物制剂条件下,小麦秸秆腐解对土壤中不同形态碳、氮含量的影响,为评价秸秆还田措施补充土壤养分、改善土壤肥力的贡献提供理论依据。【方法】采用室内模拟恒温培养方法,于15和20 ℃条件下,在装有127.5 g风干土样的培养盆中,分别添加不同量秸秆（0.961,0 g/盆）和微生物制剂（2.88,0.961,0 mg/盆）,后培养75 d,测定秸秆腐解期间CO₂释放量及腐解后土壤中不同形态碳、氮的含量。【结果】温度对秸秆腐解和养分释放影响较大,而微生物制剂未表现出作用效果。经75 d腐解培养后,添加秸秆与对照相比,15 ℃下秸秆CO₂-C的净累积释放量较20 ℃下低37.1%,而土壤有机碳和微生物量碳净增量分别增加了260%和949%;同时,15 ℃下土壤全氮和铵态氮含量分别较20 ℃下降低了100%和18.4%,微生物量氮提高了262%。【结论】较低的温度有利于秸秆对土壤有机碳和微生物量碳、氮的截留和保蓄,而较高的温度会加速秸秆有机碳向无机碳转化,同时微生物制剂在本研究的水热条件下未能发挥作用。     

β-葡聚糖酶水解小麦秸秆制备纤维寡糖的条件优化

【目的】探索商品化β-葡聚糖酶水解小麦秸秆制备纤维寡糖的最佳条件,为纤维寡糖的工业化生产提供科学依据。【方法】采用浓硫酸和浓盐酸混酸降解微晶纤维素制备纤维寡糖混合物,通过分离纯化得到聚合度为2—5的纤维寡糖单一组分。用所得纤维二糖作为标准品测定小麦秸秆酶解产物中的纤维二糖,并以纤维二糖含量和小麦秸秆转化率为衡量指标,研究酶解反应温度、pH、反应酶底比E/S、反应底物浓度、反应时间对寡糖生成的影响。【结果】采用活性炭柱层析法得到了高纯度的聚合度2-5的纤维寡糖单一组分;当酶解反应温度为50℃、pH为5.5、E/S为0.4、底物浓度为2%、时间10 h时酶解效果最好,小麦秸秆总转化率达到55.57%,纤维二糖得率为148.15 mg•g-1秸秆。【结论】活性炭柱层析可以很好地分离纤维寡糖,得到了聚合度为2—5的纤维寡糖单一组分;酶解小麦秸秆总转化率及纤维二糖得率均提高。     

氯化锌法制备木质素活性炭的研究

[目的]优化氯化锌制备高性能活性炭的操作参数。[方法]以从棉浆黑液中提取的酸析木质素为原料,采用氯化锌活化法制备木质素活性炭,并以得率和碘吸附值为考察指标,选择氯化锌浓度等4个因素进行正交试验,确定最佳工艺条件。[结果]4因素对氯化锌制备活性炭的影响依次为:陈放温度>陈放时间>浸渍比>氯化锌浓度;最佳工艺条件为:陈放时间12 h、陈放温度120℃、浸渍比1∶3、氯化锌溶液浓度40%、活化温度600℃、活化时间70 min、升温速率10℃/min;制备的活性炭得率为46.39%、碘吸附值839.68 mg/g、亚甲基蓝吸附值5.5 ml/0.1g、A法焦糖脱色率120%、水分4.81%、灰分5.29%。[结论]用氯化锌活化法制备棉浆木质素活性炭方法简单,节约资源,减少环境污染,具有广泛的应用前景。     

麦秸和奶牛场废弃物联合堆肥试验

设置小麦秸秆和奶牛场废弃物联合堆肥试验,以评估其消纳养殖废水与制作商品有机肥的可行性。试验用麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥,以小麦秸秆并用尿素调节碳氮比为35∶1的处理为对照。结果表明,各处理堆体温度50℃以上持续时间分别为30 d、17 d、41 d、12 d和24 d,均已符合堆肥卫生标准要求的高温天数;堆肥过程中麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥及对照的有机碳含量分别下降了14.00%、5.50%、15.80%、4.45%和10.70%;堆肥过程各处理氮、磷、钾含量逐渐增加。堆肥结束时,各处理有机质含量介于590.28 g/kg与701.86 g/kg之间;氮磷钾总养分含量介于46.54 g/kg与89.45 g/kg之间,其中麦秸与牛粪混合堆肥处理总养分含量最高(89.45 g/kg),麦秸与沼渣混合堆肥处理次之(69.61 g/kg)。秸秆与牛粪或沼渣混合堆肥时高温时间较长,且堆肥产物养分含量高;用麦秸和养殖废水(沼液或牛粪水)混合堆肥,每处理1.0 t麦秸可消纳废水1.8 t,有利于奶牛场节本增效。     

稻草秸秆基活性炭对苯酚和亚甲基蓝的吸附性能研究

[目的]研究稻草秸秆基活性炭对苯酚和亚甲基蓝的吸附性能。[方法]选用（NH4）2HPO4为活化剂,利用农业废弃物——稻草秸秆为原料,通过化学活化法制得3种稻草秸秆基活性炭RN-1、RN-2和RN-3。通过N2吸附-脱附等温曲线和Boehm滴定法对其表面的物理和化学性质进行表征。[结果]结果表明,预氧化处理不仅会改变活性炭表面含氧基团的含量,也对其比表面积有影响。将活性炭应用于水中的亚甲基蓝和苯酚吸附,活性炭吸附苯酚和亚甲基蓝符合拟二级动力学方程。RN-3（187.7 mg/g）具有最大的苯酚吸附量,对亚甲基蓝的最大吸附量RN-3（166.35 mg/g）和RN-1（161.00 mg/g）相近。说明活性炭对亚甲基蓝的吸附受比表面积和含氧基团的共同影响,含氧基团量的升高不利于其对亚甲基蓝的吸附。[结论]该研究为稻草秸秆的合理利用提供科学依据,以达到以废制废的目的。