喷雾热解制备落叶松基炭球及其电化学性能

以落叶松木粉为原料,木粉液化后与甲醛制得落叶松基树脂,并以树脂作为碳前驱体,利用超声波喷雾热解法制备落叶松基炭球(LCSs)。通过改变炭化温度和落叶松基树脂质量分数制备得到不同的LCSs样品,采用SEM、TEM、N_2吸附-脱附等温线、XRD、Raman对LCSs的表面形貌、孔结构、晶型结构和石墨化程度进行表征,并对样品的电化学性能进行测试。研究结果表明:所制备的LCSs为无定形的规则球形结构,在炭化温度900℃、落叶松基树脂质量分数1%下制备得到的样品LCSs3的比表面积高达626.6 m^2/g,总孔容达到0.345 cm^3/g;在6 mol/L KOH电解液中,电流密度为0.2 A/g时比电容为309 F/g,当电流密度增加到5 A/g时,比电容为173.7 F/g,其比电容保持率为56%,显示了优异的倍率性能。     

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。     

KOH活化制备高比表面积竹活性炭研究

研究了KOH浸渍量、活化温度、活化时间等因素对活性炭收率、微孔结构和吸附性能的影响，结果表明：当碱，竹比为0．7，炭化温度为500℃，炭化时间为1h，活化温度为800℃，活化时间为20min时，所制得的活性炭的微孔比表面积达2492m^2／g、碘吸附值2382mg／g、亚甲基蓝吸附值558mg／g。     

以浸提兴安落叶松锯末为原料制备高比表面积活性炭

以超声波浸提法提取阿拉伯半乳聚糖后的兴安落叶松锯末为原料,KOH为活化剂,惰性气氛条件下程序升温活化,研制高比表面积活性炭.系统分析了碱料比、活化温度、活化时间、活化剂加入方式与种类、预炭化对活性炭比表面积、碘吸附值和得率的影响.以低温液氮吸附分析了活性炭的比表面积,通过苯酚的等温吸附测试了活性炭的吸附性能.结果表明浸提锯末为制造高比表面积活性炭的适宜原料,在最佳条件500℃预炭化1 h,750℃活化1 h,固体KOH为活化剂,碱料比41(质量比)时制得的活性炭比表面积为2 659.4 m2/g,对苯酚的吸附容量为570 mg/g.     

以浸提兴安落叶松锯末为原料制备高比表面积活性炭

以超声波浸提法提取阿拉伯半乳聚糖后的兴安落叶松锯末为原料，KOH为活化剂。惰性气氛条件下程序升温活化，研制高比表面积活性炭。系统分析了碱料比、活化温度、活化时间、活化剂加入方式与种类、预炭化对活性炭比表面积、碘吸附值和得率的影响。以低温液氮吸附分析了活性炭的比表面积，通过苯酚的等温吸附测试了活性炭的吸附性能。结果表明：浸提锯末为制造高比表面积活性炭的适宜原料，在最佳条件：500℃预炭化1h，750℃活化1h，固体KOH为活化剂。碱料比4：1（质量比）时制得的活性炭比表面积为2659．4m^2／g，对苯酚的吸附容量为570mg／g。     

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。     

二阶段炭化法制备木炭及其性能研究

以杉木屑为原料,采用二阶段炭化法制备木炭,探讨阶段炭化温度和终态温度对木炭得率、苯吸附值和孔隙结构的影响。结果表明,阶段炭化温度为324℃时,木炭的得率最高;阶段炭化温度为436℃时,木炭的苯吸附值较大、孔隙结构比较发达。终态炭化温度的升高促进了木炭苯吸附值的提高。与一阶段炭化法相比,二阶段炭化法有利于木炭得率、吸附性能、比表面积、微孔容积和中孔容积的提高。     

油茶果壳活性炭的制备及其吸附性能

以废弃的油茶果壳为原料,通过炭化及Na OH活化等工艺可以制备出具有高比表面积和优异吸附性能的油茶果壳活性炭。然而较高的炭化温度不仅造成能源的浪费,而且可能导致油茶果壳活性炭结构及吸附性能的大大减弱;因此,优化油茶果壳活性炭制备工艺,对提高其吸附性能及废弃油茶果壳的增值化利用非常重要。采用单因素实验法探究了炭化温度和Na OH用量等制备条件对油茶果壳活性炭得率、结构及吸附性能的影响,结合扫描电镜(SEM)分析和X射线衍射(XRD)分析对油茶果壳活性炭的结构和微观形貌进行了评价。研究结果表明,随着炭化温度的升高,炭化物得率不断降低,活性炭吸附性能先略微升高后逐渐下降;随着Na OH用量的增加,活性炭得率不断降低,其吸附性能先上升后略有下降。在较佳的工艺条件(炭化温度290℃、碱炭质量比3∶1)下制备的油茶果壳活性炭的比表面积为2 329.1 m2/g,亚甲基蓝吸附量和脱除率分别为1 573.6 mg/g和98.3%。SEM结果表明,所制备的活性炭具有良好的多孔结构,在孔壁上广泛分布有微小的孔道; XRD结果表明,油茶果壳活性炭具有较低的石墨化程度。本研究采用较低的炭化温度和较低的Na OH用量制备出了性能优异的油茶果壳活性炭,对油茶果壳的高值化利用具有重要意义。     

竹材不同部位及炭化温度对竹炭吸附性能及远红外发射率影响的研究

对竹材炭化后不同部位炭材料进行了碘吸附性能、亚甲蓝吸附性能、比表面积、远红外发射率测定。结果表明,竹蒲炭碘吸附性能最优,竹片炭其次,竹节炭最差。炭化温度对竹炭吸附性能影响较大,炭化温度越高炭的吸附性能越好。比表面积测定结果也表明在900℃炭化条件下,竹蒲炭比表面积和孔容分别达357.674 m2·g-1和0.295 m3·g-1。亚甲蓝测定结果显示,在700℃及以下炭化条件下,竹蒲炭亚甲蓝吸附性能是最优,竹节炭亚甲蓝吸附性能是最差。而在900℃炭化条件,竹片炭亚甲蓝吸附性能是最优。在所有测试样品中700℃炭化条件下竹蒲炭亚甲蓝吸附性能是大。所有竹炭样品远红处发射率均在0.90以上。     

水热炭化微晶纤维素制备炭球-活性炭复合材料

以微晶纤维素(MC)为原料,柠檬酸为催化剂,活性炭为载体,经水热炭化法形成炭球并负载于活性炭的表面和孔内合成含氧官能团丰富的炭球-活性炭复合材料。用扫描电镜(SEM)、低温液氮吸附(N2/77K)、傅里叶红外(FT-IR)和水相三价铬吸附实验对炭球-活性炭复合材料的表面负载炭球形貌、孔隙结构、含氧官能团种类和重金属离子的吸附性能进行表征。研究表明:MC在柠檬酸的催化作用下,在水热条件下可以形成形貌良好、结构规整的炭球,炭球负载于活性炭表面和孔内部。炭化温度、炭化时间和MC质量浓度,均能影响炭球的粒径和数量。炭球-活性炭复合材料的表面富含—OH、COOH、C=O等含氧官能团;当MC质量浓度为2.0 g/L时,复合材料对Cr3+的单位质量吸附量最大为0.356 mg/g,是活性炭的5.65倍。     

薄皮核桃壳基活性炭的制备及表征

【目的】以农林废弃物薄皮核桃壳为原料,通过化学活化-高温炭化法制备多孔活性炭材料,优化制备工艺过程,表征吸附性能机理,为薄皮核桃壳的开发利用提供技术指导。【方法】以碘吸附值和亚基甲蓝吸附值为考察指标,进行活化剂的筛选,并进一步考察原料粒度、料液比、活化时间、炭化温度和炭化时间对制备出的活性炭的吸附性能的影响。采用N2吸附-脱附等温线、元素分析仪和FTIR测定了活性炭的孔隙结构、主要元素组成和表面官能团,扫描电镜分析形貌结构,XRD和TG分析活性炭的结晶度和热稳定性。【结果】选用磷酸为最佳活化剂,薄皮核桃壳活性炭的最佳制备工艺条件为:核桃壳粉100目、料液比1:4、活化时间120 min、炭化温度500℃、炭化时间60 min,此工艺条件下制备出的活性炭的碘吸附值为657.42±3.16 mg/g、亚甲基蓝吸附值为248.55±1.94 mg/g。制备出的活性炭的表面积为449.80 m2/g,具有丰富的孔隙结构,孔容积为1.11 m2/g,平均孔径为7.87 nm。碳元素含量为65.56%,结晶度不高,为无定型结构,活性炭在400℃左右发生热降解,主要含有羧基、酚基、醇羟基等活性官能团。【结论】采用磷酸活化法制备出的薄皮核桃壳活性炭的孔隙结构发达,具有良好的吸附性能,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均高于国家标准,具有将废弃物资源循环利用的价值和前景。     

KOH活化木材苯酚液化物炭纤维的制备与孔结构分析

为了考察碱／炭比、炭化温度以及活化温度对活性炭纤维孔结构的影响,以木粉为原料经液化、纺丝、固化、炭化及KOH活化工艺过程制备了木材苯酚液化物活性炭纤维;采用正交实验方法优化了活性炭纤维制备工艺。结果表明：诸因素中的显著性依次为活化温度〉炭化温度〉碱／炭比;优化组活性炭纤维的比表面积为1546m^2／g;400℃炭化温度下制备的活性炭纤维具有较高的中孔比率。     

CMC粘接法制备柱状成型活性炭

以羧甲基纤维素钠(CMC)为粘接剂制备了柱状成型活性炭,研究了炭化温度、CMC添加量对产物吸附性能、孔结构及强度的影响。结果表明,随着炭化温度的升高,柱状成型活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值均呈现下降趋势;随着CMC添加量的增加,柱状成型活性炭的比表面积、总孔容、微孔容、平均孔径及亚甲基蓝吸附值、碘吸附值及对甲苯的吸附能力均逐渐降低,其强度逐渐增大。CMC粘接法制备柱状成型活性炭的最佳工艺为炭化温度200℃,CMC添加量10%,产物比表面积可达844.9 m2/g,亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为189.2及968.2 mg/g,强度可达99.83%,甲苯的吸附率达65.5%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

高强度酚醛树脂泡沫炭的制备研究

以自制甲阶酚醛树脂为原料,通过发泡法制备泡沫炭,考察了发泡和炭化条件对泡沫炭的微观结构、物相组成、机械强度的影响。结果表明:酚醛树脂泡沫在200~650℃之间应采用较慢的升温速率(1℃/min)进行炭化;由XRD分析发现,900℃炭化温度下所得泡沫炭主要以无定形炭形式存在,同时还存在NaCl晶体;SEM分析可知,表面活性剂吐温-80用量主要影响泡沫炭中泡孔的分布均匀性,发泡剂正己烷用量对泡沫炭的泡孔数量及孔径影响较大,而固化剂盐酸用量则对泡孔的孔径影响较大。泡沫炭制备的较佳工艺为:固化剂用量、表面活性剂和发泡剂用量分别为甲阶树脂质量的3%、6%和6%,此条件下所得泡沫炭的泡孔孔径为50~150μm,孔泡结构规整、孔壁较薄,其表观密度为0.276 g/cm~3,比表面积为137.9 m~2/g,抗压强度为11.1 MPa。     

己唑醇/介孔SiO_2缓释纳米球的制备及其性能

基于St?ber方法,制备出介孔SiO_2纳米球(MSNs)和树枝状介孔SiO_2纳米球(dMSNs),并以己唑醇(He)为模型农药,通过物理吸附方法分别制备了己唑醇/介孔SiO_2复合纳米球(He/MSNs)和己唑醇/树枝状介孔SiO_2复合纳米球(He/dMSNs)。采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对制备的介孔纳米球形貌和结构进行表征;利用Brunauer-Emmett-Teller (BET)气体吸附法对介孔二氧化硅纳米球和树枝状介孔二氧化硅纳米球的孔结构进行表征;通过热重分析(TG)、模拟释放实验和抑菌实验对制备的载药复合纳米球载药量、释药性能及药效进行研究。结果表明,MSNs和d MSNs的平均粒径分别为(210±10)和(235±10) nm,比表面积分别为1 092.867和1 289.110 m^2/g,孔容分别为0.690和0.814 cm^3/g,孔径分别为32.144和32.673?。He/MSNs和He/d MSNs载药率分别达到42%和84%,且缓释作用明显。He/MSNs和He/dMSNs(0.1 mg/m L)对可可毛色二孢菌均表现出良好的抑菌性能。