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。     

资源化利用鸭粪制备活性炭的研究

[目的]探讨鸭粪作为活性炭制备原料的资源化利用可行性.[方法]以鸭粪为原料,采用氢氧化钾为活化剂制备活性炭,以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为评价指标,研究鸭粪活性炭制备过程中固液比、活化剂浓度、活化时间、活化温度等因素对活性炭产率和吸附性能的影响.[结果]鸭粪活性炭最佳制备工艺条件：固液比为1∶2.5、KOH浓度为40％、活化时间为45 min、活化温度为800℃,其活性炭产率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为32.3％、388 mg/g和53 ml/g.在最佳制备工艺条件下添加25％的锯木屑,能明显提高活性炭的吸附性能.[结论]该研究结果为鸭粪的资源化利用提供了一种新型环保的技术.     

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。     

响应面法优化油茶籽壳基活性炭的制备工艺

[目的]探究影响油茶籽壳基活性炭制备的因素,优化其制备工艺,为提高油茶加工副产物的附加值提供参考依据.[方法]以油茶籽壳为原料、碳酸钾为活化剂,在单因素试验基础上,选择活化剂添加量(A)、炭化温度(B)和活化温度(C)为影响因素,以活性炭产率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的综合评分(Y)为响应值,采用Box-Behnken响应曲面试验法结合熵权法优化油茶籽壳基活性炭的制备工艺.[结果]建立了二次多项式回归模型方程:Y=0.660+0.064A-0.013B+0.024C+0.041AB+(3.506E-004)AC+0.053BC-0.092A2-0.013B2-0.170C2(R2=0.9602),该模型拟合程度较好.因素影响大小排序为活化剂添加量>活化温度>炭化温度,活化剂添加量对油茶籽壳基活性炭的综合评分影响极显著(P<0.01),炭化温度与活化温度的交互作用影响显著(P<0.05).油茶籽壳基活性炭最佳制备工艺条件为:活化剂添加量2.22 g、炭化温度323℃、活化温度714℃,在此条件下制备的油茶籽壳基活性炭产率为29.25%、碘吸附值为886.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值为140.90 mg/g,综合评分为0.677,相对误差为0.296%.[结论]建立的数学模型可对油茶籽壳基活性炭的制备进行分析和预测,所得工艺稳定可行,所制油茶籽壳基活性炭对亚甲基蓝吸附可达到木质净水用活性炭中的一级品要求.     

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.     

氯化锌活化芒果皮制备活性炭及其吸附性能

工业副产物芒果皮在企业生产中常作为废弃物丢弃,不仅污染环境,也浪费了资源,针对此现状,以芒果皮为原料、氯化锌为活化剂制备活性炭。试验结果表明,制备芒果皮活性炭的最佳工艺条件为:活化时间30 min、活化温度600℃、炭化温度400℃、活化剂浓度2 mol/L。在此工艺条件下,芒果皮活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值分别为1 394.17、184.52 mg/g,采用扫描电镜分析产品的表面形态,发现其具有丰富的不规则孔隙结构。试验结果为芒果皮的综合利用提供了新途径,具有一定的应用前景。     

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.     

农业废弃物棉杆活性炭的制备及其孔隙结构分析

[目的]研究棉杆活性炭制备的最佳试验条件及其孔隙结构特征。[方法]以农业废弃物棉杆为原料、ZnCl2为活化剂,马弗炉加热制备活性炭,用正交试验方法得出活性炭制备的最佳试验条件。同时,用扫描电镜对其结构进行观察。[结果]在活化剂浓度为50%、浸泡时间16 h、反应温度600℃、反应时间70 min的工艺条件下,可得产率13%、碘吸附值1 008.1 mg/g、亚甲基蓝吸附值489.6mg/g的活性炭,亚甲基蓝吸附值达到国家木质净水一级活性炭标准的3.62倍,并且棉杆活性炭具有丰富和发达的蜂窝状孔隙结构。[结论]该研究为拓宽活性炭生产的原料来源提供了一定的理论依据。     

污水处理厂污泥制备活性炭的研究

[目的]研究影响污泥活性炭性能的因素。[方法]以污水处理厂未消化脱水污泥为原料,采用氯化锌炭化活化法制备了污泥活性炭,选取氯化锌浓度、活化温度、活化时间、液固比为影响因素,以碘值和亚甲基蓝作为评价指标,通过正交实验确定了活性炭的最佳制备条件;分析了各影响因素对活性炭性能的影响程度。[结果]若以碘吸附值作为评价指标,最佳水平组合为活化剂浓度3mol／L、活化温度450℃、活化时间30min、液固比为1．5：1,污泥活性炭碘值为358．68mg／g;若以亚甲基蓝吸附值作为评价指标,最佳水平组合为活化剂浓度4mol／L、活化温度550℃、活化时间90min、液固比为1．5：1,污泥活性炭亚甲基蓝吸附值为45．9mg／g。[结论]各影响因素对活性炭性能的影响为：活化温度〉活化时间〉活化剂浓度〉液固比。通过电镜分析活性炭孔结构,污泥活性炭以过渡孔为主。     

烟草秸秆活性炭的制备及吸附性能研究

以烟草秸秆为原料,经氢氧化钠活化,制备烟草秸秆基活性炭吸附剂。结果表明,氢氧化钠活化法制备烟草秸秆活性炭的最佳工艺条件如下:炭化温度450℃、碱炭比1∶2、活化温度700℃、活化时间60 min。该工艺制备的烟草秸秆基活性炭吸附剂,其亚甲基蓝和碘吸附值分别为16.2 m L/0.1 g和1 140.13 mg/g。烟草秸秆基活性炭吸附剂对重金属镍离子(Ni~(2+))、锰离子(Mn~(2+))、铅离子(Pb~(2+))具有较好的吸附能力,其饱和吸附量分别为37.83、26.45、44.67 mg/g。利用扫描电镜对样品表面形态进行分析,发现其具有发达的孔隙结构。该试验为烟草秸秆的综合利用开辟了一条新的途径,具有一定的应用价值。