稻草秸秆活性炭的制备及其表征

利用廉价的农业废弃物稻草秸秆,选择磷酸氢二铵为活化剂在不同的活化温度和预氧化条件下来制备活性炭.应用N2吸附-脱附等温曲线对产品表面孔结构进行表征,采用热重分析来研究稻草秸秆的活化过程.结果表明,同其他处理方法相比,先浸泡后预氧化处理并在700 ℃下活化制得的样品不但有最大的比表而积(1 078.21 m2·g-1,),其得率和碘吸附值也最大,分别为39.75%和636 mg·g-1.热重分析表明磷酸氢二铵的浸泡可以增加稻草秸秆的热稳定性.不论是否经过预氧化,制得的样品平均孔径在2～3 nm.(NH4)2HPO4的浸泡可以明显地增加样品的比表面积从而增加其吸附性能.     

稻草秸秆基活性炭对苯酚和亚甲基蓝的吸附性能研究

[目的]研究稻草秸秆基活性炭对苯酚和亚甲基蓝的吸附性能。[方法]选用（NH4）2HPO4为活化剂,利用农业废弃物——稻草秸秆为原料,通过化学活化法制得3种稻草秸秆基活性炭RN-1、RN-2和RN-3。通过N2吸附-脱附等温曲线和Boehm滴定法对其表面的物理和化学性质进行表征。[结果]结果表明,预氧化处理不仅会改变活性炭表面含氧基团的含量,也对其比表面积有影响。将活性炭应用于水中的亚甲基蓝和苯酚吸附,活性炭吸附苯酚和亚甲基蓝符合拟二级动力学方程。RN-3（187.7 mg/g）具有最大的苯酚吸附量,对亚甲基蓝的最大吸附量RN-3（166.35 mg/g）和RN-1（161.00 mg/g）相近。说明活性炭对亚甲基蓝的吸附受比表面积和含氧基团的共同影响,含氧基团量的升高不利于其对亚甲基蓝的吸附。[结论]该研究为稻草秸秆的合理利用提供科学依据,以达到以废制废的目的。     

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。     

玉米秸秆制备活性炭的吸附性能研究

[目的]研究玉米秸秆制备活性炭的吸附性能。[方法]以玉米秸秆制备的粒状活性炭为研究对象,搭建了吸附性能模拟试验装置,采用静态重量法测试制备的活性炭对甲醇的吸附能力,并研究吸附床结构、吸附床内盛装粒径不同炭粒、活性炭中添加不同量的石墨粉以及改性活性炭等对系统吸附性能的影响。[结果]床内盛装同种试样炭料在同一吸附温度下,新型吸附床A(内置膜片式刺孔吸附质管)的吸附性能明显优于未进行结构改进的吸附床B,达到相同吸附量0.22 g/g时,A床吸附提前5 min;床内盛装不同粒径与同一粒径活性炭的对比试验,在同一吸附温度下,其吸附性能明显优于盛装同一粒径的,达到同一吸附量0.22 g/g时,吸附提前16 min;床内活性炭添加适量石墨粉可增强导热、强化吸附性能,最佳添加量为活性炭总量的20%;改性活性炭试验中,相比对照组经弱酸性溶液浸泡后活性炭可增强吸附性能,达到平衡吸附量87.1%时,吸附提前了3 min。[结论]该研究可为优化吸附床的结构设计和吸附式制冷系统提供参考。     

玉米秸秆制备活性炭吸附性能的试验研究

[目的]研究玉米秸秆制备活性炭的吸附性能.[方法]以玉米秸秆制备的粒状活性炭为研究对象,搭建了吸附性能模拟试验装置,采用静态重量法测试制备活性炭对甲醇的吸附能力.[结果]床内盛装同种试样炭料在同一吸附温度下,新型吸附床A(内置膜片式刺孔吸附质管)的吸附性能明显优于未进行结构改进的吸附床B,达到相同吸附量0.22 g/g时,A床吸附提前5 min;床内盛装不同粒径与同一粒径活性炭的对比试验,在同一吸附温度下,其吸附性能明显优于盛装同一粒径的,达到同一吸附量0.22g/g时,吸附提前16 min;床内活性炭添加适量石墨粉可增强导热、强化吸附性能,最佳添加量为活性炭总量的20％;改性活性炭试验中,相比试验对照组经弱酸性溶液浸泡后活性炭可增强吸附性能,达到平衡吸附量87.1％时吸附提前了3 min.[结论]试验研究了吸附床结构、吸附床内盛装粒径不同炭粒、活性炭中添加不同量的石墨粉以及改性活性炭等对系统吸附性能的影响.     

氢氧化钠法稻壳基活性炭制备及表征

[目的]研究利用稻壳为原料来制备活性炭的新工艺,提高稻壳利用率和减少环境污染。[方法]以长沙市郊的普通稻壳为试验原料,将稻壳洗净、晒干、粉碎和炭化,冷却后研磨,将其与NaOH混合进行活化,并用扫描电镜和X射线光谱仪对其形态和晶体结构进行表征。同时对炭化温度、炭化时间、碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭的吸附性能的影响进行研究。[结果]稻壳内固定碳含量为18%,炭化温度为400℃时的碘吸附值最大,活化温度和时间分别为750℃和1h时,制得的活性炭的吸附性能最好。[结论]利用稻壳为原料,NaOH为活化剂来制备活性炭,方法简便、实用,可以被广泛推广。     

Cu2+改性秸秆活性炭的制备及其去除废水中As（Ⅲ）的研究

以向日葵秸秆为原料,先经磷酸活化法制得活性炭,然后采用浸渍法制备载铜活性炭,研究Cu2+改性活性炭(Cu-AC)对水溶液中As(Ⅲ)的吸附等温线,并分析了吸附剂的投加量、pH、As(Ⅲ)的初始浓度和温度对Cu-AC去除As(Ⅲ)的影响。结果表明,当吸附剂的投加质量浓度为4 g·L-1、pH为12.0、温度为30℃时Cu-AC对As(Ⅲ)的去除率可达99.95%。Langmuir方程能更好地描述As(Ⅲ)在Cu-AC上的等温吸附特征,静态吸附容量为64.105 mg·g-1;吸附焓变ΔH0且大于42 kJ·mol-1,说明吸附过程为吸热的化学吸附;吸附自由能ΔG0,说明吸附为自发的反应;吸附熵变ΔS0,说明As(Ⅲ)在Cu-AC和水溶液的固-液界面运动的随意性增强。     

污泥- 水稻秸秆复合活性炭的制备工艺与结构表征

以中小城镇市政污泥和水稻秸秆为原料,氯化锌为活化剂,制备得到污泥-秸秆复合活性炭。研究了不同原料质量比、活化温度、活化时间以及液固比对污泥-水稻秸秆活性炭吸附性能的影响,并通过BET、FT-IR及EDS对其进行表征。采用响应曲面法分析得到制备复合活性炭的最优工艺条件:质量比为1∶2(水稻秸秆与市政污泥),液固比为1.5(ZnCl_2∶原料),活化温度为470℃,活化时间为1 h。制备的复合活性炭碘吸附值为816 mg/g,比表面积为669.29 m~2/g,微孔比表面积为232.33 m~2/g;结构中含有烯烃、醇及酚类等官能团。研究结果表明采用污泥和水稻秸秆制备的复合活性炭性能优异,有一定的应用前景。     

小麦秸秆对尿素中养分的吸附研究

小麦秸秆浸泡于尿素溶液,通过吸附试验,利用半微量凯式定氮法,研究了小麦秸秆在不同尿素浓度下对氮素的吸附能力。结果表明:小麦秸秆对氮素具有吸附作用,理论最大吸附量为9mg/g纯氮(单位秸秆量的吸氮量),纯氮浓度为150mg/L(常规施肥水平)尿素溶液条件下,其吸附纯氮量达2.4mg/g;第1d内,小麦秸秆主要以吸水途径吸附尿素,1d后其可能以电子吸附和比表面能吸附为主;常规施肥水平下,以1hm2地秸秆还田量达4500kg计,可吸附拦截的纯氮总量约为10.8kg。这为小麦秸秆的还田利用在减少肥料流失方面的作用提供了理论依据。     

糠醛渣炭化学法制备活性炭及其灰分的去除

[目的]探索糠醛渣炭化学法制备活性炭的最佳工艺条件,同时找到有效的灰分去除方法。[方法]以糠醛渣炭为原料,采用磷酸活化的方法制备活性炭,并采用合适的方法去除活性炭的灰分。[结果]通过正交试验确定了磷酸活化的最佳条件为:浸渍比1∶4,活化液质量分数60%,活化温度500℃,活化时间60 min。用12%的氢氟酸溶液除灰分,80℃环境下搅拌12 h(在通风橱中反应),测得的灰分含量为9.53%,亚甲蓝吸附值178.3 mg/g,碘吸附值899.1 mg/g。[结论]糠醛渣炭是制备活性炭的优良原料,用其制备活性炭可解决糠醛渣炭的堆积污染问题,还可避免资源浪费。     

ZnCl2法制备的甘蔗渣活性炭对实验室有机废液的吸附特性

[目的]研究在不同条件下制得的海南甘蔗渣活性炭对有机实验室废水的处理能力。[方法]以ZnCl_2为活化剂,采用L16(43)正交试验法,研究以甘蔗渣为原材料制备活性炭的工艺,及其对实验室有机废液的吸附特性。[结果]影响活化效果的因素主次顺序为ZnCl_2溶液质量浓度、料液比、活化时间。在500℃时最佳活化的工艺条件为活化剂ZnCl_2溶液质量浓度180 g/L、料液比1.5、活化时间60 min,在该条件下制得的甘蔗渣活性炭对有机实验室废液的处理效果最好,活性炭粒径在100~120目为宜。[结论]该研究可为实验室有机废液处理提供科学依据。     

酶制剂对麦秸的特性影响

研究了不同类型酶制剂对麦秸的酸、碱性及缓冲容量、苯醇抽提物含量、表面自由基等特性的影响。用酶制剂处理的麦秸作原料压制了刨花板,测试了其主要性能。结果表明:在一定条件下,酶可以从细胞中分离出来,而不影响它的作用;经过酶制剂处理后,麦秸的pH值变化不大,但缓冲容量有所降低;经过纤维素和半纤维素的复合酶制剂处理之后,麦秸表面的自由基有了较大提高;脂肪酶制剂处理后,麦秸的苯醇抽提物含量下降,处理时间愈长,效果愈好,这也间接说明,脂肪酶处理麦秸,可以降低其表面的蜡状物;用经过酶制剂处理后的麦秸作原料,可以压制出性能较好的脲醛树脂胶合的麦秸刨花板。     

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。     

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.     

澳洲坚果壳制备活性炭的工艺研究

[目的]研究以废弃澳洲坚果壳为原料的活性炭制备。[方法]采用磷酸活化法制取活性炭,通过正交试验研究制备条件对活性炭吸附性能的影响。[结果]该方法制备活性炭的适宜条件为磷酸浓度50%,浸泡时间20 h,活化温度600℃。[结论]该活性炭制备方法为废弃物的综合利用找到了新的途径。