竹粉活性炭的制备及性能研究

以竹粉为原料,用氢氧化钾(KOH)和氢氧化钠(NaOH)混合活化剂,在不同活化剂比例、不同活化时间和活化温度条件下制备竹粉活性炭,运用比表面积测定仪(BET)、恒电流充放电法测定仪等仪器对竹粉活性炭比表面积、孔容和孔径结构及比电容进行了测试.结果表明,竹粉和混合碱的比1∶3且两者活化剂比例相等时,活化温度900℃,活化时间1 h条件下制备的竹活性炭性能最佳,其比表面积为1 003.2 m2·g-1,总孔容为0.564 cm3·g-1,平均孔径从为2.47 nm,碘吸附值为933 mg·g-1,作为超级电容器(EDLC)的电极,其比电容为101.1 F·g-1.     

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。     

磷酸-复合活化剂法制竹屑活性炭的研究

以竹屑为原料,用磷酸 复合活化剂(由磷酸添加一种酸性化合物A和一种盐类化合物S)法制备活性炭。研究了磷酸 复合活化剂用量、炭活化温度、炭活化时间等对活性炭的得率、灰分和pH值的影响,确定了适宜的制备竹屑活性炭工艺条件:磷酸浓度为38°Be′/60℃、添加剂A2%、添加剂S4%(A和S以磷酸质量分数计)、炭活化温度450℃、炭活化时间3h。在此条件下所得活性炭的得率为36%、灰分含量4.8%、pH值4.6。对竹屑活性炭的吸附性能、比表面积和孔隙性质也进行了分析。结果表明:竹屑活性炭的比表面积为1500m2/g、比孔容积1.10mL/g、平均孔隙半径1.46nm、焦糖脱色率(A法)120%和亚甲基蓝吸附值225mg/g。     

雷竹活性炭初步研究

以雷竹材为原料,氢氧化钾为活化剂制备雷竹(Phyllostachys praecox cv.prevernalis)活性炭,并用扫描电镜(SEM)、比表面积测定仪、红外吸收(IR)等测试分析仪器表征其显微结构、表面官能团、比表面积和孔结构。结果表明:炭碱比为1:4,活化温度为800℃的工艺条件下制备的雷竹活性炭比表面积为510.9 m2/g,总孔容0.238 cm3/g,平均孔径1.87 nm。     

KOH共热法和水热活化法制备多孔竹活性炭的比较

我国竹材资源丰富,以竹废料为原料,制备可用于超级电容器电极材料的竹活性炭,有助于推动竹产业发展,助力国家“双碳”目标实现。在本研究中,分别采用KOH共热和水热处理对竹粉进行活化,并对制备的竹活性炭进行电化学性能、比表面积、表面微观形貌等测试。实验结果表明,KOH共热活化法的最佳条件为炭化温度350℃,活化温度900℃,升温速率2℃/min,碱炭质量比4∶1;制备的活性炭比表面积为3 299 m²/g, 0.5 A/g电流密度下的比电容为287.8 F/g, 5 000次充放电测试后,电容保持率为95%～105%。水热活化法的最佳条件为KOH质量分数20%,反应温度150℃,反应时间12 h,制备的活性炭比表面积为192.91 m²/g, 0.5 A/g电流密度下的比电容为170.4 F/g,电容保持率为88.89%。2种方法制备的活性炭孔径结构都是以微孔为主,中孔混合分布,含有少量大孔;2种活性炭均含有双层或多层石墨烯结构,但水热活化法制备的活性炭石墨化程度更高,制备条件更温和。研究结果既可为超级电容器用活性炭的研究提供了理论思路,也有效地扩...     

竹节制备高比表面积活性炭的研究

以竹节为原料，采用KOH化学活化法制备高比表面积活性炭。研究了炭化温度、活化温度和KOH与生节炭的质量比对活性炭的收率和吸附性能的影响，并对所得活性炭的比表面积和微孔结构进行了初步探讨。结果表明：在炭化温度为700℃、碱/炭质量比为4、活化温度为900℃、活化时间为1h时可制表面积为2610m^2/g的高比表面积活性炭，其碘吸附值为2300mg/g、亚甲基基蓝值为570mg/g，均为普通活性炭的2-3倍。     

樟子松气化联产炭制备活性炭的试验

樟子松在采伐、造材和加工过程中产生大量废弃木片、枝丫条等林业三剩物,而生物质多联产气化反应系统可将废弃物气化,产生可燃气、提取液和生物质炭3类产品。为了增加生物质的利用效率,提高生物质气化多联产系统的经济效益,笔者以Na OH为活化剂,研究以废弃樟子松木片气化炭为原料的活性炭的制备工艺,分析碱炭比、活化时间及活化温度对活性炭的比表面积、孔径分布、碘值以及得率的影响。研究结果表明较佳的工艺条件为碱炭比2.5、活化时间1.5 h、活化温度800℃,该条件下的活性炭得率为45.6%,比表面积1 702.217 0 m2/g,碘吸附值1 800 mg/g,微孔百分比79.85%,过渡孔百分比19.47%,平均孔径2.18 nm。     

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。     

高比表面积竹质活性炭的制备与性能研究

以竹子为原料、磷酸为活化剂,在不同条件下制备竹基活性炭,考察浸渍比、活化温度、活化时间、升温速率等因素对竹质活性炭产品吸附性能的影响,得到亚甲基蓝吸附值最高达200 mL/g、焦糖脱色率最高达120%的高吸附性能竹质活性炭。研究结果表明最佳工艺条件为:浸渍比3∶1(g∶g),活化温度400℃,升温速率10℃/m in,活化时间40 m in。对所制得的竹质活性炭产品进行扫描电镜(SEM)分析、N2吸附分析,结果表明所制得活性炭具有较高的BET比表面积(2 103 m2/g)和发达的孔结构。     

不同部位竹材制备竹活性炭及其对苯酚的吸附性能

利用不同部位的竹材如竹蔸、竹节和竹枝制备竹炭,以KOH为活化剂,在活化温度为700℃和不同质量浓度的KOH溶液下进行活化制备竹活性炭,测定吸附性能最好的竹活性炭在不同吸附时间和溶液质量浓度下对苯酚的吸附情况,并进行结构表征.结果表明:KOH溶液质量浓度为16.0 g·L-1时,制备的竹活性炭对苯酚的吸附效果最好,而竹蔸、竹节和竹枝活性炭中又以竹蔸活性炭吸附性能最好;吸附时间在40min时,竹蔸活性炭对苯酚的吸附趋于平衡,在30℃时竹蔸活性炭苯酚吸附量达到83.4 mg·g-1时趋向饱和.竹枝炭、竹节炭与竹篼炭的孔隙度分别为0.656,0.698和0.740,竹枝活性炭、竹节活性炭与竹篼活性炭的孔隙度分别为0.688,0.748和0.790.竹篼炭和竹篼活性炭比表面积分别为110.4和475.7m2·g-1,孔容分别为0.09和0.26mL·g-1,平均孔径分别为3.16和2.19nm.     

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。     

竹基多孔炭用作超级电容器极板材料的研究

通过化学活化制得了活性竹炭，进而采用CVD法原位生长碳纳米管。通过测试其电容性能发现，化学活化制得的活性竹炭因其较高的比表面积而具有较高的比电容；生长碳纳米管后使比电容降低但能降低其内阻。     

热处理对竹炭远红外发射率的影响

竹炭是一种优良的可再生生物质碳材料,具有独特的孔隙结构和吸附性能,常用于制备各种功能复合材料,而竹炭因其优异的远红外反射性能被广泛应用于保暖织物和健康保健等领域。通过元素分析、FT-IR、BET和XRD等表征方法分析了热处理后竹炭的性能特征,并研究了竹炭远红外发射率的影响因素。结果表明:对竹炭进行热处理后,随着温度的上升,竹炭红外发射率呈现先维持相对稳定阶段而后上升的趋势,然后保持在较高值的现象。对竹炭进行表征后发现:当热处理温度低于600℃时,竹炭固定碳等组分相对稳定,其红外发射率保持稳定且无显著变化;在温度600~800℃时,其红外发射率与温度则呈线性正相关;当温度超过800℃时,竹炭红外发射率保持在较高值;比表面积试验表明800℃热处理时比表面积达到最大值,竹炭远红外发射率与其比表面积呈正相关,而与其平均孔径则呈负相关;XRD结果表明竹炭的结晶度会影响其远红外发射率,但关联性较弱。由此可知,竹炭热处理可以提高其远红外发射率,热处理以800℃为宜,远红外发射率性达到0.95,且竹炭远红外发射率主要受其固定碳质量分数影响,此外还受比表面积和孔径的影响。     

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.     

石墨烯改性椰壳活性炭复合材料的制备及其电化学性能研究

以椰壳为原料,水蒸气活化法制备了椰壳活性炭(AC),并以乙醇和水作为溶剂,采用水热法将AC与石墨烯(GR)按质量比90∶0、90∶5、90∶54、90∶90和54∶90复合,将制得的复合材料(GAC1~GAC5)作为电极应用于超级电容器。通过氮气吸脱附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)方法表征了活性炭的孔结构和表面形貌;采用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)方法分析比较不同复合比例下超级电容器电极材料的性能。实验结果表明:在炭化温度800℃,活化温度900℃及活化时间1.5 h的条件下制备的椰壳活性炭比表面积为2482 m^2/g,其孔径主要分布在2~4 nm,孔容可达1.33 cm^3/g,在6 mol/L KOH电解液中比电容为85 F/g,石墨烯改性的复合材料GAC-5作为电极材料具有优异的电化学性能,在电流密度1 A/g时比电容可达186 F/g。     

竹炭陶的制备及其气体吸附和调湿性能

基于开发和利用生物质竹炭材料,以竹炭粉、凹凸棒、硅藻土等为原料,制备竹炭陶瓷复合材料,从而避免传统炭吸附材料易碎和粉尘污染的缺点。首先,将原料通过陶瓷造粒工艺制备成直径为2~5 mm的小球;然后,在N 2气氛中1250℃下烧结为竹炭陶小球,并对其结构和吸附性能进行了研究。XRD测试结果表明,竹炭陶瓷复合材料在烧结前后并未改变竹炭陶晶体结构。原料的SEM测试结果表明,竹炭粉在微观结构上存在1μm左右的大孔,其中硅藻土的微观形貌为多孔圆盘状结构,圆盘的直径分布在20~50μm,孔道直径在0.1~1.2μm;竹炭陶的SEM测试结果表明,断面结构疏松多孔,经过复合和烧结后,仍然保持了原有的孔道结构,保障了竹炭陶的吸附性能。BET法测试结果表明,竹炭陶的比表面积达到118.54 m^2/g。吸附性能测试表明,竹炭陶对水分吸附率达到22.0%,对甲醛、氨气及硫化氢等有害气体的吸附率分别达到87.7%,94.6%和96.3%。实验结果表明,竹炭陶具有良好的吸湿和气体吸附性能,是一种良好的空气净化材料,在室内环境和水处理等方面具有广阔的应用前景。     

活化剂用量对竹基活性炭孔结构及电化学性能的影响

以毛竹为炭前驱体,KOH作活化剂,通过调节KOH用量在相同活化条件下制备了具有不同孔隙结构的竹基活性炭材料,通过扫描电镜、BET氮气吸附、直流充放电、交流阻抗和循环伏安等结构与电化学性能分析方法,考察了碱炭比对竹基活性炭材料结构和性能的影响.研究结果表明:随着碱炭比增大,活性炭材料的比表面积与总孔容、中孔孔客、微孔孔客...     

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。     

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。