竹炭陶土复合材料的制备和结构性能表征

以竹炭粉、陶土为主要原料,经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得竹炭陶土复合材料(以下称竹炭陶),采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、拉曼光谱测试仪(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和比表面积测试仪等仪器,对竹炭陶的微晶构造、孔隙结构、吸附和红外辐射性能等进行表征。结果表明:竹炭微粒镶嵌在陶土基体中,保留原有以中孔为主的孔隙结构和类石墨化晶体结构,获得的竹炭陶具有较大的比表面积和中孔为主的孔隙结构,能有效地吸附甲醛、苯等有害气体。加入一定量的竹炭能提高竹炭陶的远红外发射率,其红外发射率均高于陶土和竹炭,结合红外吸收光谱谱图分析,竹炭陶具有高红外发射率的本质在于具有倍频吸收、分子基团振动、转动及晶格振动。     

炭含量对竹炭/高密度聚乙烯复合材料电磁屏蔽和力学性能的影响

为了探究竹炭含量对竹炭基复合材料性能的影响,以竹炭(BC)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,采用"熔融挤出-模压"成型工艺制备竹炭/高密度聚乙烯(BC/HDPE)复合材料,通过对不同竹炭含量的BC/HDPE复合材料进行测试,研究炭含量对复合材料力学性能、热性能、电磁屏蔽性能以及微观结构的影响.结果表明,竹炭对BC/HD...     

废弃粉状活性炭制备多孔炭陶瓷及其吸附性能研究

为了实现废弃粉状活性炭的再生与资源化利用,笔者以废弃粉状活性炭为原料,以凹凸棒土为黏结剂,通过混合捏合、挤压成型、干燥烧结制备了多孔炭陶瓷。采用氮气吸附、扫描电子显微镜、X射线衍射表征了多孔炭陶瓷的孔隙结构和形态,测试了多孔炭陶瓷对碘、亚甲基蓝、苯酚和腐殖酸的吸附能力。考察了黏结剂用量、烧结温度和时间对炭陶瓷孔隙结构、吸附性能和强度的影响,分析了多孔炭陶瓷吸附水体中腐殖酸的性能。结果表明,黏结剂用量、煅烧温度和时间均对炭陶瓷的孔隙结构、强度和吸附能力具有较为明显的影响:当黏结剂与原料炭的质量比为1∶4,烧结温度和时间分别为800℃和0.5 h时,可以制备出强度达98%、比表面积和比孔容积分别为607 m2/g和0.720 cm3/g的中孔发达的多孔炭陶瓷。该成型炭陶瓷具有发达的中孔结构,对腐殖酸的平衡吸附量可达193.3 mg/g,显著高于商用的成型活性炭。溶液的p H和吸附温度影响炭陶瓷对腐殖酸的吸附量,在溶液p H为3、吸附温度为45℃时,炭陶瓷表现出较好的腐殖酸吸附能力。     

竹炭-ZnO复合材料的制备及对苯酚的光催化降解作用

以硅酸钠为粘结剂用浸涂法制备了竹炭-ZnO复合材料,用FT-IR、电镜扫描(SEM)对其进行结构表征和形貌观察,研究了该复合材料对溶液中苯酚光催化降解去除效果.结果表明:制备竹炭-ZnO复合材料的最佳配比为m(竹炭) ∶m(ZnO)∶m(Na2 SiO3·9H2O) 为5∶2∶1;酸性条件下,竹炭-ZnO复合材料对苯酚的去除效果更好,H2 O2对苯酚溶液光催化降解有促进作用.当苯酚溶液的质量浓度为50mg/L时,复合材料最佳用量为2g/L,溶液中H2 O2最佳的添加量为1.95mmol/L,在紫外灯和太阳光下催化降解4h,苯酚去除率分别达到92.3%和76.4%.复合材料重复使用3次,对苯酚的去除率仍可以达到80%以上.     

2种广东丛生竹炭性能的研究

利用广东小叶龙竹和马来甜龙竹2种丛生竹,在砖土窑设备中炭化制取竹炭。测试分析其基本理化性能,进行甲醛、苯等有害物质吸附特性试验,并用扫描电子显微镜分析其微观结构。研究结果表明:(1)2种丛生竹炭的基本理化性能差异不明显,但小叶龙竹炭比表面积是马来巨竹炭的3倍,相差比较大。(2)2种竹炭对甲醛、氨、苯和甲苯都具有吸附功能,但吸附的回归方程不同,吸附效果小叶龙竹炭比马来巨竹炭好。(3)经电子扫描电镜观测2种竹炭的微观结构是有差异的。     

竹基超厚炭电极材料的制备及其电化学性能研究

以竹材为原料,通过直接炭化的方法保留竹材直孔结构制得超厚(2.5 mm)竹炭电极材料.在700、800和900℃炭化温度下分别制得竹炭材料Z-700、Z-800和Z-900,采用SEM、XPS、拉曼光谱等方法对竹炭材料进行表征.结果表明:竹材经过炭化处理后,仍保持原有孔道结构,其中炭化样品Z-900具有较高的BET比表...     

竹炭对甲醛的吸附性能研究

采用分光光度法测定竹炭对甲醛蒸气的吸附量,研究了吸附量与温度及时间的关系,并探讨了竹炭对甲醛的吸附和脱附机理,提出一种竹炭对甲醛吸附的测定方法.结合竹炭的SEM照片,考察了竹炭粉的粒度对甲醛吸附量的影响.结果表明:在55 ℃、3 h的吸附条件下,竹炭对甲醛蒸气的吸附量最大,达68.5 mg/g;竹炭粉的粒径对甲醛的吸附量的影响不太显著,这主要由竹炭本身的微观结构决定的;竹炭对甲醛的吸附主要是物理吸附,在脱附过程中,其甲醛余量与时间的关系符合y=109.19x-1.108 4,相关系数r=0.979 4.     

竹炭制备SiC陶瓷材料的形态特征研究

以毛竹、麻竹、绿竹和印度莉竹为原料,先经炭化处理制成竹炭,然后于1450℃高温下采用熔融Si渗透技术制得SiC陶瓷材料。借助SEM对竹炭和SiC陶瓷材料的微观构造、形貌特征进行了分析。结果表明:竹基SiC陶瓷材料继承了竹材的各向异性和微观构造特征;竹基SiC陶瓷是一种包含单质Si、C和SiC多相成分的复合材料;由4种竹材制成的SiC材料在微观构造、形貌特征上表现出一定的差异性。     

竹炭对水中余氯吸附性能的研究

通过对竹炭吸附水中余氯影响因素的考察,系统研究了竹炭对水中余氯的吸附性能。结果表明:竹炭对水中余氯有较好的去除效果,用炭化温度400℃、粒径<0.112mm的竹炭2.0g,在20℃条件下振荡吸附2h,处理浓度为25mg/L余氯水溶液350mL时,竹炭对余氯的去除率达95.50%。根据Langmuir和Freundlich吸附等温模型对试验数据进行了拟合,结果表明,当余氯浓度在10~30mg/L范围内时,竹炭对水中余氯的吸附符合Freundlich等温线方程。     

KOH微波活化法处理竹炭的研究

研究了以自制的快速裂解产物竹炭为原料,采用KOH-微波辐射活化法制备竹质活性炭.利用正交试验探讨了不同因素对竹质活性炭性质的影响.最佳工艺条件为KOH质量分数 25 %,浸渍时间 24 h,微波功率 800 W,活化时间 7 min,所制备的活性炭产品的碘吸附值为 1 239.08 mg/g,亚甲基蓝吸附值为 274.95 mg/g,比表面积为 1 394.16 m2/g,亚甲基蓝吸附值为国家一级品标准(GB/T 13803.2-1999)的2.04倍,同时测定了活化前后竹炭的红外光谱.结果表明,活化后竹炭表面结构有了较大的修饰,增加了较多的表面化学官能团,从而提高了竹炭的比表面积和吸附性能.     

生物改性竹炭对污水净化效果的研究

对不同最终炭化温度(300~700℃)的竹炭进行比表面的测定,结果表明炭化温度为700℃的竹炭具有较大的比表面积(385m²/g)。将炭化温度为700℃的竹炭进行生物改性处理,利用竹炭本身的吸附能力及微生物菌群的生物降解作用,对污水进行处理,实验结果表明:生物改性竹炭对污水中COD去除率达到94.00%,氨氮的去除率达到96.67%,色度去除率达到88.73%,浊度去除率达到92.56%。通过扫描电镜分析生物改性竹炭,观察到竹炭的表面和内部孔隙均分布着丰富的微生物菌群。可见,以竹炭作为载体,为微生物聚集、繁殖生长提供了良好的场所,在适当的温度及营养条件下,能够同时发挥竹炭的吸附作用和微生物的生物降解作用,使水质得到净化。     

竹炭对室内甲醛的吸附性能试验

对用砖土窑、机械窑不同制法生成的竹炭、不同形状的竹炭(粉末、颗粒、片状)、不同竹炭用量对甲醛的吸附性能进行比较研究.结果表明:机械炉制成的竹炭吸附性能较砖土窑的好;粉末竹炭吸附性能最好,颗粒次之,片状的最差;竹炭用量大对甲醛的吸附量也大,但并非呈线性关系,随着用量的增加其对甲醛的吸附率增加逐渐趋缓.     

Analysis and characterization of microstructures of a TiO2/bamboo charcoal composite and modified poplar veneer

A type of TiO 2 /bamboo charcoal composite made by a dip-dry method was loaded onto wood veneer with a vacuumpressure method in order to prepare modified poplar veneer.The pore structure parameters and surface morphology of the TiO 2 /bamboo charcoal composite were determined and analyzed by means of a porosimetry analyzer and SEM.The results show that the surface morphology of the composite does not change after being loaded with nano TiO 2.However,its specific surface area (359.814 m 2 ·g-1),pore volume (0.317 cm 3 ·g-1) and average pore diameter (3.526 nm) increased;particularly the cumulative volume of pores was increased by 65.83%.In addition,the distribution range of the pores was wider than that of the bamboo charcoal.Combining the SEM of unmodified and modified poplar veneer,the results of X-ray photoelectron spectroscopy revealed that actually some TiO 2 compounds,i.e.,4.08%,are imbedded in the modified poplar veneer.     

利用低温竹炭制备竹活性炭初步研究

选用低温竹炭为原料、氢氧化钾为活化剂,制备不同炭碱比和不同活化时间的竹活性炭。运用傅立叶红外光谱议(FTIR)、比表面积测定仪(BET)等仪器对竹活性炭表面官能团、比表面积和孔径结构及比电容进行了测试和分析。结果表明,炭碱比1:4、活化温度700℃、活化时间3h条件下制备的竹活性炭,比表面积为2897.7m2/g,总孔容为1.340cm3/g,平均孔径为2.59nm,亚甲基蓝吸附值为27.7ml/0.1g,碘吸附值为1920mg/g,作为超级电容器(EDLC)的电极,其比电容为114.4F/g。     

竹炭的神奇功能 人类的健康卫士

介绍了竹炭的生产工艺、性能及微观结构。竹炭的微观结构非常类似洋葱状富勒烯碳和展开的碳纳米管结构,因而具有许多木炭不具有的特殊功能。由于竹炭具有较大的比表面积,有良好的吸附性能,可用于有害气体的脱除和水体的净化。竹炭的孔隙以大孔为主(200nm),可用作纳米光催化剂或生物膜的载体,制备纳米改性光催化剂杀菌吸附用炭以及可循环使用的生物膜改性竹炭,实现了两种材料两种性能完美的结合,并可解决竹炭吸附饱和的现象。     

竹炭对水中余氯吸附性能的研究

通过对竹炭吸附水中余氯影响因素的调察,系统研究了竹炭对水中余氯的吸附性能,结果表明:竹炭对水中余氯有较好的去除效果,用炭化温度400℃、粒径小于0.112 mm的竹炭2.0 g,在20℃条件下振荡吸附2 h,处理浓度为25 mg/L余氯水溶液350 mL时,竹炭对余氯的去除率达95.50%。根据Langmuir和Freundlich吸附等温模型对实验数据进行了拟合,结果表明,当余氯浓度在10~30 mg/L范围内,竹炭对水中余氯的吸附符合Freundlich等温线方程。     

载银竹炭的制备及性能研究

采用还原载银法对改性竹炭进行载银试验，得到了不同载银量的载银竹炭。利用扫描电镜对其结构进行分析的结果表明，银主要分布在竹炭的外表面和大孔中。同时，对比了竹炭在载银前后的吸附能力，包括碘吸附值、苯酚吸附值、灭菌效果以及载银量对它们的影响，结果表明，该载银竹炭可基本保持其原有的吸附能力。而且具有一定的灭菌效果。     

高温炭化法制备竹炭的研究

采用高温炭化法制备竹炭,探讨温度、保温时间和升温速率对竹炭吸附性能的影响,并通过N2吸附等温线对其孔隙结构进行表征。结果表明:随着温度提高、保温时间延长,竹炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值呈现逐步增长的趋势;升温速率的提高,促进了炭素前驱体石墨化程度的提高,不利于竹炭孔隙结构的发达;高温炭化法可以制得微孔、中孔、大孔较发达的竹炭。在较佳的实验条件下,高温炭化法可制得亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为280 mg.g-1和947.3 mg.g-1的竹炭。     

纳米TiO_2改性竹炭和竹炭抑菌性能比较研究

用纳米TiO2分别对颗粒状及粉末状竹炭进行改性得到纳米改性竹炭,并对纳米改性竹炭(颗粒、粉末)、4种炭化温度(500℃、600℃、700℃和800℃)的竹炭及纳米TiO2共7种材料,在无光照条件下对2种霉菌(黑曲霉菌、绿色木霉菌)进行抑菌试验。结果表明:纳米TiO2改性竹炭(颗粒、粉末)抑菌效果最好,其防治效力(E)分别为90%和100%。4种炭化温度竹炭的防治效力(E)分别为25%、25%、25%和0%,纳米TiO2材料没有抑菌能力,其防治效力(E)为0%。试验表明,纳米TiO2改性竹炭比普通竹炭的抑菌效果好,是一种抑菌能力强的新型竹炭材料。