活化时间对杏核活性炭孔隙性能影响的研究

通过测定试样活性炭的充填密度、水容量、比表面积、孔径分布和吸附等温线，研究了活化时间不同的３种活性炭的孔隙性能得知：随着活化时间的增加，大孔、过渡孔、微孔的容积和总孔容积都增大；大孔容积在总孔容积中所占的比例逐渐增加，微孔容积所占的比例逐渐减少，过渡孔容积所占的比例增加到一定数值后又减少；微孔分布的极大值移向半径大的一侧，半径小于０．９ｎｍ的微孔量迅速减少。     

微波处理对活性炭孔隙结构的影响

在高纯氮气的保护下对活性炭在4种不同功率和作用时间下进行了微波改性处理，利用ASAP2010氮气吸附仪和X-射线分析仪测定了活性炭经微波处理后孔隙结构和基本微晶的变化，通过对比分析探讨了微波加热对活性炭孔隙结构的影响。结果表明：微波处理使活性炭比表面积变化不大，孔容稍有缩小，主要变化发生在中孔范围，孔径分布变化不大，只是向小孔方向发生稍微的移动，活性炭基本微晶增大，石墨化程度提高。     

高比表面积竹炭基活性炭的孔结构对电容性能的影响

以毛竹为炭前驱体,KOH作活化剂,制备具有高比表面积的活性炭(HSAAC)材料,考察了KOH与竹炭的质量比(碱炭比)对活性炭孔结构、吸附性能和电容性能的影响。结果表明:随着碱炭比值的增加,活性炭的比表面积、中孔容积和总孔容增大,微孔孔容先增大后减小;碘吸附值、亚甲基蓝吸附值均呈现先增大后减小的趋势,碱炭比值为4时达到最大,分别为2 168和569 mg/g。当碱炭比值为4时,可制得比表面积为2 610 m2/g、总孔容为1.24 cm3/g(其中微孔孔容0.81 cm3/g,中孔孔容0.382 cm3/g)的活性炭材料。以其为电极材料组装的电容器在30%H2SO4电解液中的比电容为206 F/g。     

竹节制备提金活性炭及其表征

以竹节为原料,采用水蒸气活化法制备提金活性炭,研究温度、保温时间、水蒸气流量等因素对活性炭性能的影响,并对其孔隙结构进行表征.结果表明:随着温度和保温时间的增大,活性炭的吸附性能总体呈上升趋势;随着水蒸气流量的增加,活性炭的吸附性能呈先升后降的趋势;N_2吸附等温线的分析表明,竹节活性炭具有发达的微孔、中孔、大孔结构.在较佳的试验条件下,活性炭的强度、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、比表面积、总孔容积和微孔容积分别为97.5%,262 mg·g~(-1),1 072.7 mg·g~(-1),1 334.2 m~2·g~(-1),0.671 mL·g~(-1)和0.574 mL·g~(-1).     

氨水改性活性炭及其性能的研究

采用氨水对活性炭进行改性,探讨氨水浓度、改性温度和处理时间对活性炭的吸附值、比表面积和表面化学结构的影响.结果表明,氨水改性对活性炭的孔结构产生破坏,不利于孔隙结构的发达,但氨水改性在活性炭表面引入了碱性基团,有利于苯酚吸附值的提高.随着氨水浓度的提高,活性炭的碘吸附值、比表面积、总孔容积和微孔容积不断下降,亚甲基蓝吸附值呈先降后升的趋势,碱性基团的含量和苯酚吸附值不断提高.     

高温重整调控木质成型活性炭性能的研究

为了研究高温重整方法对活性炭性能的影响,以商品磷酸法木质成型活性炭为原料,考察了不同升温/降温方式、重整温度和重整时间对活性炭强度、孔结构、着火点和官能团的影响。结果表明:快速升温至800℃重整活性炭30~75 min后快速降温的方式(快速升温/快速降温(FH/FC))可使活性炭强度提高5.75%~6.39%,得率保持在83.54%以上,比梯度升温/自然降温(GI/ND)更高效节能。对经800℃重整30和60 min后的活性炭的孔结构和吸附性进行研究,发现活性炭的比表面积和总孔容积分别下降约400 m2/g和0.3 m3/g,孔径分布在1.2 nm以下的微孔所占的比例增加,对亚甲基蓝的吸附性能略有下降,而对碘的吸附性能略有提高,丁烷工作容量下降15%以内。经高温重整后,活性炭的着火点显著提高,800℃重整60 min后,着火点提高100℃以上,这与高温重整后活性炭表面含氧官能团数量的减少有关。     

磷酸活化法制备纤维素基颗粒活性炭

以微晶纤维素为原料,在不添加黏结剂的条件下,采用磷酸活化法制备纤维素基颗粒活性炭。分析了捏合过程和炭活化工艺对活性炭耐磨强度、吸附性能和孔隙结构的影响。研究结果表明,炭活化温度的升高及保温时间的延长有利于颗粒活性炭强度的提高;随着浸渍比值的升高,颗粒活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、比表面积、总孔容积、微孔容积和中孔容积均呈不断上升的趋势;浸渍比值较小,较细微孔结构发达,浸渍比值较大,较大微孔结构发达。在较佳的工艺条件下:捏合温度150℃,浸渍比值1.25,捏合时间55 min,炭活化温度450℃和保温时间1.0 h,制得颗粒活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、强度、比表面积、总孔容积、微孔容积、中孔容积和平均孔径分别为896.6 mg/g、131.3 mg/g、94.69%、1 377.3 m2/g、1.083 cm3/g、0.514 cm3/g、0.569 cm3/g和3.14 nm。     

磷酸法自成型木质颗粒活性炭孔隙结构分析及其甲烷吸附性能

以杉木屑为原料,在不额外添加粘结剂的工艺下,采用磷酸活化法制备自成型颗粒活性炭,并对其活化工艺、孔隙结构和甲烷吸附性能进行了分析。结果表明:随着活化温度的升高,颗粒活性炭的吸附性能先升后降,450℃时吸附性能最佳,强度不断升高;浸渍比的增加有利于颗粒活性炭吸附性能的提高,不利于其强度的增大。氮气吸附等温线和压汞法分析表明:颗粒活性炭具有发达的微孔、中孔和大孔结构,浸渍比的增加有利于颗粒活性炭比孔容积的增加,不利于堆积密度和表观密度的增加。在活化温度450℃,压力3.4 MPa时单位质量和单位体积的颗粒活性炭的甲烷吸附值在浸渍比1.25时达到最大,分别为125.6 m L/g和115.2 L/L。     

氧化-超声波除钾对活性炭材料电化学性能的影响

以毛竹炭化料为原料,经KOH活化、盐酸溶液洗涤,制得活性炭样品AC1。采用H2O2氧化-超声波法对活性炭AC1进行深度除钾,考察了不同条件对活性炭中K+含量的影响,并通过N2吸附-脱附等温线、循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对活性炭的孔结构及电化学性能进行了表征。结果表明:在H2O2质量分数为0.6%,超声波处理温度为60℃,超声波处理时间为8 h条件下,处理后的活性炭AC2的K+仅为52 mg/kg,比表面积达3 156 m2/g,总孔容积1.625 cm3/g,中孔率79.8%,平均孔径2.208 nm。活性炭AC2用作电极材料时比电容达297 F/g,相比AC1提高28%,经3 000次循环后,电容保持率为95%,比AC1提高6个百分点,具有优异的电化学性能。     

油茶果壳基活性炭的制备及其中孔结构调控研究

研究了油茶果壳经水蒸气活化后,浸渍磷酸再活化对活性炭中孔结构调控的影响,制备出中孔丰富的活性炭。实验结果显示:820℃下制备的水蒸气法油茶果壳活性炭以微孔为主,BET比表面积1 076 m2/g,总孔容积0.81 cm3/g,微孔率63%,中孔率33%,亚甲基蓝吸附值180 mg/g,碘吸附值1 012 mg/g;水蒸气法油茶果壳活性炭经800℃下磷酸再活化后,可明显增加BET比表面积(1 608 m2/g)和总孔容积(1.17 cm3/g),尤其对中孔率(61%)的发展更有效,同时保留一定比例的微孔(37%),显示出更高的亚甲基蓝吸附值(330 mg/g)和碘吸附值(1 326 mg/g)。     

中孔高性能粒状活性炭的研制

以果核壳为原料，采用磷酸活化法制备中孔高性能粒状活性炭，制备过程为：粗粒果核壳中加入质量分数为85%的磷酸加热和定时搅拌，使其润胀膨化，直至粘滞性消失，物料呈分散状态，然后炭化，活化、水洗、烘干。用正交试验法考察了润胀膨化，炭化和活人的温度及时间对制品性能的影响，并作了不同处理原料方式的比较试验，样品性能的测试结果：四氯化碳吸附率最高约160%，A法焦糖脱色力最大约130%。强度最高约94%，总也容积最大1.7mL/g，中孔比例约占40%-50%。     

Preparation of active carbons from a commercial holm-oak charcoal: study of micro- and meso-porosity

We studied the influence of the degree of gasification and the choice of activating agent (carbon dioxide, water vapour, or both carbon dioxide and water vapour acting successively) on the activation of samples of a commercial holm-oak wood (Quercus rotundifolia) charcoal. To this end, we prepared the active carbon samples using the activating agents at 800, 850, 900, and 950°C for the time required to gasify 20, 40, or 60% of the mass of the charcoal at the moment when the set gasification temperature had been reached. The active carbons were characterised by physical gas adsorption and densimetry. Those prepared with carbon dioxide or water vapour alone had textural characteristics that were better than those of the precursor charcoal. The micropore volume was greater in the samples activated with carbon dioxide than with water vapour. The activation with both carbon dioxide and water vapour successively led to a major increase in porosity, taking into account that these samples presented a 40% burn-off percentage which endowed them with good textural characteristics. In general, as the burn-off percentage increased, so did the micropore and mesopore volumes.To sum up, holm-oak wood is a good raw material, not only to get barbecue coal, which has been used as a precursor to obtain activated coal, but it also allows the activated coal to develop its microporosity and mesoporosity in a good way, which is suitable for new applications as it is absorbent in liquid phase, gas absorbent, is a constituent part of combustible batteries, etc.The main interest of this research is the preparation of activated coal and the determination of the size pore distribution obtained, given its great influence in the quality of the activated coal obtained starting from holm-oak wood, what gives a great economic and industrial value in the Southwest of Spain for this raw material.     

高性能竹炭水蒸汽活化制备烟用竹活性炭工艺研究

采用正交试验设计,研究活化温度、活化时间和水蒸气用量对活性炭吸附性能、活化得率和固定碳含量的影响.并分析活性炭的孔结构特征,结果表明竹活性炭的低温氮气吸脱曲线属于典型的微孔结构活性炭的吸附曲线,其BET和微孔比表面积、总孔和微孔容积的数值是原料竹炭的2倍左右,但活化时间的延长对活性炭的微孔结构参数影响较小,不影响低分子有害物质的去除.得到最佳活化工艺条件为:活化时间1.5h、活化温度900℃、水蒸汽用量430～480 g·h-1.制得竹活性炭具有较高的碘、亚甲基蓝和苯酚吸附值,优异的孔结构,活化得率可达45％,强度93.76％.最佳工艺制备的竹活性炭达到烟用活性炭国家烟草行业标准,基本达到净化空气用煤质颗粒活性炭国家标准,高性能竹炭制备烟用竹活性炭是可行的.     

热解活化法制备微孔发达椰壳活性炭及其吸附性能研究

以椰壳为原料,采用热解活化法制备微孔发达活性炭。研究了活化温度、活化时间对活性炭孔结构和吸附性能的影响。实验结果表明:活化温度为900℃,活化时间为4 h,可制得比表面积为994.42 m2/g的微孔发达活性炭,其碘吸附值为1 295 mg/g,亚甲基蓝吸附值为135 mg/g。N2吸附结果表明活性炭的平均孔径在2 nm左右,总孔容积为0.503 9 cm3/g,其中微孔容积为0.430 3 cm3/g,微孔率达85.39%。对该活性炭进行CO2动态吸附实验,CO2饱和吸附容量为56.61 mg/g,在热解活化法制备椰壳过程中,随着活化温度的升高和活化时间的延长,活性炭的得率有不同程度的降低。