生物质活性炭制备的比较研究

活性炭比表面积大,炭粒间含有细小的毛细管,具有很强大吸附力,广泛应用于工农业生产、环境处理等方面。以廉价的生物废弃物为原料制备活性炭,不仅解决了生物质处置的难题,而且生物质得到了重新利用,相比于将其直接燃烧、堆肥等处理,具有更高的资源回收价值。活性炭的制备有炭化和活化2个过程,活化分物理活化和化学活化。通过不同活化方法、不同活化剂以及不同加热设备所制成的活性炭性能的比较,进而得出制备活性炭的较优条件。     

植物生物质制备活性炭研究进展

活性炭具有发达的内部孔隙结构和良好的吸附性能,在化工、制药、食品和环境保护等许多领域有广嗣的应用前景。植物生物质资源因其自身的特性是制备活性炭最有前景的原料之一。目前活性炭研究中常用的植物生物质原料分为农业残余物、木材类原料、竹类原料和木质素四大类。活性炭的制备方法分为炭化和活化两个阶段。活化方法有物理活化法、化学活化法和蒸气裂解活化法。物理和蒸气裂解活化法干净环保,但是成本高、技术不是很成熟;化学活化法技术成熟,应用最广泛,但是化学药剂的应用引起的设备腐蚀和环保问题难以克服,应用逐渐受到限制。     

NaOH预处理制备介孔木糖渣活性炭及其性能

目的与普通活性炭比较,介孔活性炭具有疏水性好、孔体积大、导电性能好等优势,然而传统制备方法繁杂,原料成本较高。因此,探究新型介孔活性炭制备工艺尤为重要。方法以木糖渣为原料,采用NaOH预处理、低温硫酸辅助炭化与磷酸活化相结合的方法制备了高介孔率活性炭。通过单因素实验,分析NaOH预处理时间、浸渍比以及活化温度对活性炭的亚甲基蓝(MB)吸附性能的影响。结果研究表明:NaOH预处理脱除木质素促使原料形成孔隙通道,同时使木糖渣纤维发生润胀,有利于活化剂与原料接触,从而获得高介孔率、高比表面积活性炭。当NaOH预处理时间为4h,磷酸与原料浸渍比4:1,活化温度500℃,活化时间为1h所制备的活性炭具有较高的MB吸附值436mg/g。扫描电镜分析结果表明:样品表面含有丰富的大孔及中孔结构,整体活化充分均匀。氮气物理吸附-脱附分析结果表明:活性炭具有发达的孔隙结构,其比表面积和总孔体积分别高达2038m2/g和2.13cm3/g,其中介孔孔容1.56cm3/g,介孔率达到73.2%,平均孔径为4.18nm。结论采用适当的NaOH预处理有利于制备孔隙结构优越的活性炭,在重金属离子吸附、有机大分子废水处理以及电子元器件等领域有广泛的应用前景。本研究将为高比表面积介孔活性炭的制备奠定理论基础,并为工业木糖渣的高值化利用提供了一条新途径。      

高介孔体积油茶壳活性炭的制备工艺研究

以生物质油茶壳为原料,氯化锌为活化剂,探讨活化温度、氯化锌与油茶壳的浸渍比、油茶壳颗粒大小对制备的活性炭的比表面积、孔体积和介孔体积的影响规律,并对活性炭的组织结构、形貌、石墨化程度及表面化学成分进行了分析。结果表明,在考察的活化温度(T=500℃~800℃)范围内,活化温度对活性炭的比表面积和孔体积具有较大的影响,对孔径影响较小;在500℃时制备的活性炭具有较高的高比表面积和孔体积,活化温度越高,活性炭的比表面积和孔体积越小;氯化锌与油茶壳浸渍比为1时,制备的活性炭为微孔体系,当浸渍比为4时,活性炭具有较高的比表面积和最大的孔体积,其比表面积和孔体积分别为1890m^2·g^-1和2.42cm^3·g^-1,介孔体积占总体积的83.06%;在考察的油茶壳颗粒尺寸范围内,油茶壳原料颗粒的粒径对活性炭的组织结构影响较小。表面形貌和化学组成分析结果表明,活性炭表面由菜花状的小颗粒堆积而成,相互贯通的蠕虫状孔结构构成其孔隙结构,其表面含有一定数量的醚基、羰基、酚羟基及羧基等含氧官能团。     

竹炭制备高比表面积活性炭及其电容性质研究

[目的]研究竹炭制备高比表面积活性炭及其电容性质。[方法]采用竹材加工剩余物制成的竹炭为原料,以氢氧化钾为活化剂制备了双电层电容器用活性炭,并通过正交试验研究了液固比、活化温度、活化时间及升温速率对产品吸附性能的影响。[结果]得到最优的活化工艺参数如下：碱炭比为4∶1,活化温度为770℃,活化时间为60 min,升温速率为10℃/min,比表面积高达2 379 m2/g,但其质量比电容不是最大。当比表面积为2 121 m2/g时,质量比电容最大（323 F/g）,但其体积比电容偏小。[结论]为研制高比电容量且具有实际应用价值的电极材料提供了依据。     

高锰酸钾活化法制备红麻秆芯活性炭及其表征

以低浸渍比的KMnO4为活化剂高效活化红麻秆芯,制备了大比表面积和微孔结构发达的活性炭.探讨了活化温度、活化剂与原料的浸渍比、活化时间对活性炭的碘和亚甲基蓝吸附性能的影响.结果表明,低成本和高性能红麻秆芯活性炭的较佳制备条件为:浸渍比2%、活化温度800℃和活化时间120 min;该条件下活性炭的BET比表面积、总孔容、平均孔径分别为985.36 m2.g-1、0.54 cm3.g-1和1.09 nm.通过氮气吸附—脱附等温线、FT-IR、FE-SEM、EDX等手段对红麻秆芯活性炭的孔结构特征、表面官能团、显微形貌和元素组成进行了表征.结果显示,KMnO4活化法有望成为一种低成本、高效和环境友好的活性炭制备方法.     

榛子壳活性炭的制备工艺优化及表征

为研究榛子壳活性炭的制备工艺和活性炭表征,以农林果壳废弃物榛子壳作为原料,采用磷酸浸渍活化法制备活性炭。在单因素试验基础上,运用响应面法对活性炭制备工艺中磷酸质量分数、活化温度、活化时间、料液比等各影响因素进行优化。结果表明:在磷酸质量分数为48.5%、活化温度为494℃、活化时间为117min、料液比为1∶2条件下,活性炭的碘吸附值为1029mg·g-1。采用扫描式电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔径分布分析仪等方法对优化条件下制备的活性炭进行表征,活性炭的比表面积可达到1364.00m2·g-1,平均孔径为3.17nm,总孔容为1.08cm3·g-1,表明榛子壳活性炭具有较好的吸附效果,可作为一种环保型低成本吸附剂。     

木质原料性质对KOH活化法制备活性炭的影响

以北方落叶松、杨木、桦木、浸提落叶松锯屑和麦秸为原料,采用KOH化学活化,在相同条件下制备高比表面积活性炭,研究原料性质对活性炭的得率、灰分质量分数、比表面积及碘值的影响.以麦秸为原料制得活性炭比表面积最高,为3 753.39 m2/g;以浸提落叶松为原料制得活性炭得率最高,为22.82%;以落叶松为原料制得活性炭灰分质量分数最高,为10.7%.结果表明:m(KOH)∶ m(原料)=4∶ 1,750 ℃活化1 h,木质素质量分数是活性炭比表面积的主要影响因素.木质素质量分数越高,所制得的活性炭比表面积越小,且碘值相应减小.对针、阔叶材来说,木质素质量分数越大,活性炭的得率越大,且原料灰分对得率的影响没有木质素大.     

氢氧化钾活化法制备杨木刨花板活性炭的研究

为探索废弃刨花板的再利用方式,以杨木刨花板为原料,采用氢氧化钾活化法制备活性炭。以活化温度、活 化时间、浸渍比和施胶量为参数研究活化工艺对所得活性炭吸附性能和活化得率的影响,并对试验范围内较优试 验条件下制备的活性炭的微观结构和表面吸附性能进行元素分析、扫描电镜分析和N2 吸附测试。结果表明:浸渍 比是氢氧化钾活化法制备木质活性炭最重要的影响因素;在活化温度1 000 益、活化时间40 min、浸渍比1颐3、施胶 量6%的条件下,活性炭样品的BET 比表面积为2 459.708 m2 / g、碘吸附值为2.047 g/ g、活化得率为58.30%。      

采用碳酸钾活化法制备油茶壳活性炭

以油茶壳为原料,采用碳酸钾活化法制备活性炭.探讨了活化温度、浸渍比和保温时间对活性炭吸附性能的影响.结果表明,随着活化温度的提高和保温时间的延长,活性炭的得率不断下降,吸附性能呈先升后降的趋势.N2吸附-脱附等温线分析结果表明,活性炭具有发达的微孔结构,活化温度升高有利于中孔结构的发达.在较佳的实验条件下,活性炭的比表面积为1033.2 m2·g-1,总孔容积、微孔容积和中孔容积分别为0.662、0.500、0.162 cm3·g-1.     

小麦秸秆基活性炭的制备及其表征

以小麦秸秆为原料采用磷酸活化法制备活性炭,考察了制备条件对活性炭性质的影响,并结合氮气吸附、TG-DDTG、SEM对其结构进行了表征。结果表明：在浸渍比为3∶1、活化温度450℃、升温速率3℃/m in的条件下活化60 m in,制得的麦秆基活性炭比表面积为1 279 m2/g,总孔容积为1.36 cm3/g,平均孔径为4.2 nm,有丰富的中孔,可用做大分子吸附材料。麦秆适合作为制备具有丰富大中孔的活性炭的原料。     

活性炭的改性技术及其应用研究进展

活性炭具有特殊的物理化学特性,常被用作吸附剂,广泛应用于工业、饮用水净化、废水处理等领域,并取得显著的成效.目前水污染物种类繁多,对水质要求高,传统的活性炭在使用方面具有一定的局限性.国内外的很多研究表明,通过对活性炭进行表面改性,可提高其对特定物质的吸附能力,活性炭的改性由此成为热点.从化学改性、物理改性、微生物改性等三大方面综述了国内外活性炭的改性技术,概括了不同改性方法的特性,并比较了不同改性技术改性前后对水中特定吸附质吸附性能的差异,为活性炭的改性研究提供参考和依据.     

木质碳纤维材料的活化与功能化

为探讨用木质生物质替代石油等化石资源，制备新型功能化活性碳纤维材料，系统归纳了木质碳纤维在以下几方面的研究现状与发展趋势:1）以木质生物质为原料，通过固化、炭化，物理、化学活化处理，制备活性木材液化物碳纤维；2）通过孔隙调整、表面改性和离子化处理，对活性木材液化物碳纤维进行功能化处理；3）活性、功能化处理对木质碳纤维的晶体结构、表面含氧基团结构、孔隙结构和表面形态结构、物理性能和吸附性能、环保和抗菌功能的影响。并在此基础上，提出了今后一段时期内木质碳纤维的活化、功能化研究存在的科学问题与思考。      

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.     

活性碳添加技术修复重金属污染土壤的研究进展

土壤的重金属污染目前已成为我国非常重要的环境问题.活性碳（Activated Carbon,AC）具有巨大的表面积（500～1 300 m2/g）,经过不同的活化工艺还可以加入一些其他基团.这使得AC对重金属有很强的吸附能力.施加AC虽然没有将污染物从土壤中清除,但将污染物转化为不能被动植物吸收也不能迁移的吸附态,大大降低了环境风险.通过实验室内AC对重金属污染物吸附实验的研究得到了很好的效果,但是目前用于野外的AC添加技术还很少.虽然在AC吸附过程中可能存在一些负面影响,但是综合考虑多种因素,仍可合理利用AC添加技术,使得在特定地点的修复最优化.