表面掺氮活性炭的制备及其甲醛吸附性能研究

以苯胺(An)为氮源,在活性炭表面原位聚合、炭化制备掺氮活性炭,考察了苯胺添加量对活性炭的孔隙结构变化、表面含氮基团及甲醛平衡吸附量的影响。结果表明,活性炭与苯胺质量比10∶2条件下制备的掺氮活性炭(AC2),其氮元素质量分数2.05%,总孔容和中孔容有所下降,而微孔率略有增加,这一变化有利于气相分子吸附。AC2的甲醛平衡吸附量379 mg/g,是市售气体净化用活性炭、竹炭的3~6倍,平衡吸附时间为6 h。通过活性炭表面掺氮,增大孔隙周围电子云密度,增强对甲醛中羰基碳正离子的吸引力。由此提供了一条由商品活性炭改性制备甲醛去除用活性炭的有效途径。     

硝酸改性活性炭对甲醛吸附性能影响的研究

指出了甲醛是室内挥发性有机污染物之一,目前对甲醛的吸收去除有多种方法,但在研究硝酸改性活性炭吸附甲醛方面还不多。主要研究了硝酸改性活性炭对甲醛吸附性能的影响,同时考虑硝酸浓度、浸渍比、浸泡时间和浸泡温度等因素,采用正交实验进行了分析。结果表明:硝酸氧化制备活性炭对其吸附效果影响最大的因素是氧化温度和浸渍比,其次是氧化时间和硝酸浓度。     

活性炭对甲醛吸附的研究

通过活性炭生产工艺对甲醛吸附的影响实验、活性炭吸附甲醛对比实验及活性炭在室内净化空气应用试验可以看出,研制出的新品种活性炭对甲醛吸附是竹活性炭的4倍、椰壳活性炭的1.5倍,动态吸附甲醛率为90.6%,用于室内净化甲醛达到国家室内空气质量标准(≤0.10 g/m3)。活性炭对甲醛的静态吸附和动态吸附试验表明,在用活性炭净化室内空气时,让室内空气流动,对去除甲醛是有利的。     

甲醛吸附用载铜活性炭孔结构和表面化学性质研究

采用CuC l2溶液对椰壳活性炭进行改性,制备高容量甲醛吸附活性炭。以扫描电镜(SEM)观测改性前后活性炭的表面形貌;用低温液氮吸附(N2/77K)来表征铜盐浓度的改变对活性炭孔隙结构的影响;用X射线光电子能谱(XPS)分析活性炭表面元素组成及存在形式;用X射线衍射(XRD)研究载铜活性炭的晶形结构;以常温动态吸附评价活性炭对甲醛的吸附性能。研究结果表明:改性活性炭中铜以Cu、CuC l及CuC l23种形式存在,改性活性炭微孔数量减少,介孔比例提高;同时,随铜盐浓度增加,活性炭的比表面积和孔容减少,平均孔径变大;改性后活性炭表面含氧官能团数量增加。当CuC l2浓度为0.5 mol/L时,制备的改性活性炭对甲醛的吸附容量(4.28 mg/g)是原料活性炭(1.38 mg/g)的3.1倍,甲醛在改性活性炭上的吸附行为符合Freundlich吸附模型。     

改性活性炭对氨气吸附性能研究

对活性炭进行改性,增加其表面酸性基团含量,提高活性炭对氨(NH3)的吸附量,以强化活性炭-NH3工质对的吸附制冷过程。筛选了活性炭改性试剂,考察改性工艺条件对表面基团含量的影响;用红外光谱和扫描电镜对改性前后活性炭进行表征;测定活性炭对NH3吸附量。结果表明:HNO3改性可显著增加活性炭表面酸性基团含量;HNO3改性活性炭较为适宜条件为:HNO3浓度4 mol/L,温度20℃,时间12 h;改性后活性炭表面酸性基团含量提高3.5倍,碘值降低9.2%,对NH3吸附量提高了36.98%。     

碱/尿素溶解体系制备氮掺杂活性炭及其电化学性能研究

以杉木屑为原料,三聚氰胺固体废弃物(OAT)为氮源,基于碱/尿素体系溶解纤维素,通过一步热解制备氮掺杂活性炭,并考察活化温度和OAT加入量对活性炭的吸附性能和电化学性能的影响。通过X射线光电子能谱(XPS)和比表面积分析仪分析材料的表面结构和孔结构;采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)和交流阻抗(EIS)等测试手段表征其电化学性能。研究结果表明:随着OAT质量分数的增加,活性炭样品得率和吸附性能先增加后减小;OAT的添加有利于提高氮掺杂活性炭的得率、氮含量、吸附性能和电化学性能;炭材料的比表面积及其孔隙结构促进活性炭样品电化学性能的提升。当活化温度900℃,OAT质量分数为15%下,制备的氮掺杂活性炭的得率为34.2%,碘吸附值为1 116 mg/g,亚甲基蓝吸附值为165 mg/g,比表面积为1 324 m²/g,含氮量3.5%。在6 mol/L KOH电解液中,当电流密度1 A/g时,比电容可达193 F/g。     

硫酸改性对活性炭吸附性能的影响

采用硫酸对活性炭进行改性,探讨硫酸浓度、改性温度对改性活性炭吸附性能的影响。结果表明,随着温度的升高,改性活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值呈现先升后降的趋势,而苯吸附值和苯酚吸附值总体呈不断下降趋势;随着硫酸浓度的升高,改性活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和苯吸附值呈不断下降的趋势,而苯酚吸附值呈先降后升的趋势。与未改性的活性炭相比,改性活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值均有所降低,苯酚吸附值有所升高,而苯吸附值在一定范围内有所升高。     

硝酸改性对活性炭吸附性能的影响

采用硝酸对活性炭进行改性,探讨硝酸浓度、改性温度和时间对活性炭吸附性能的影响。结果表明,硝酸改性过程中活性炭的孔隙结构被破坏的同时也不断生成新的孔隙,随着温度的升高和处理时间的延长,改性活性炭的吸附性能总体呈先升后降的趋势。在本实验条件下硝酸改性活性炭的较佳工艺为:温度20℃,硝酸质量分数20%,处理时间16 h;制得的改性活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值和吸苯率分别为165 mg.g-1、762 mg.g-1、187.2 mg.g-1和42.6%。     

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。     

改性玉米芯活性炭对镉的吸附性能研究

利用农业固体废物玉米芯作原料制备了活性炭,通过吸附热力学和吸附动力学过程,探讨了改性玉米芯活性炭对Cd²⁺模拟废水的吸附性能研究,以及考察了溶液pH值、活性炭投加量和温度对活性炭吸附Cd²⁺的影响。研究结果表明:磷酸改性600℃下裂解的活性炭吸附能力最好;改性玉米芯活性炭对Cd²⁺的吸附等温线更符合Freundlich模型;改性玉米芯活性炭对Cd²⁺的吸附动力学过程用准二级动力学模型能更好地拟合;经过单因素影响试验的研究表明,溶液初始pH值为6、活性炭投加量为0.01g、吸附温度为40℃时,活性炭的吸附效果最好。     

人造板甲醛吸附材料吸附性能测试方法的研究

为了评价甲醛吸附材料的吸附性能,笔者选取中密度纤维板作为甲醛释放源,固定板材数量3块,通过配置暴露面积使24h测试液中的甲醛质量在(2.0±0.3)mg范围内,测试96h内7种甲醛吸附材料的初始吸附率与单位吸附量,结果表明初始吸附率与单位吸附量均呈正态分布,可以显著区分吸附材料的吸附性能。笔者以人造板作为甲醛释放源,更符合吸附材料实际使用条件,为评价其吸附性能提供一种新的测试方法。     

桐壳基活性炭的制备及其对有机物的吸附性能

以桐壳为原料,在通氮速率为200 mL/min、活化温度400℃、升温速率10℃/min和活化时间1 h的条件下,采用氯化锌活化法制备了桐壳基活性炭,并采用SA3100型表面积和细孔分析仪及扫描电镜等分析方法,对所制备的桐壳基活性炭的表面细孔结构进行了表征;同时,还进行了亚甲基蓝和苯酚溶液的吸附实验。结果表明,所制备的桐壳基活性炭的比表面积和细孔总体积可分别高达1 995 m2/g和1.521 mL/g,其对亚甲基蓝和苯酚吸附能力随氯化锌用量的增加而增加,其中CT3.0对苯酚吸附能力高于普通商品活性炭,可望成为一种高效的有机污染物吸附材料。     

载铜活性炭的制备及其气相苯吸附性能的研究

在椰壳活性炭表面浸渍CuCl₂,经二次炭化、活化工艺制得改性活性炭,当CuCl₂质量分数为0.3%、 0.4%、 0.5%和0.7%时,制得的改性活性炭分别标记为AC₃、AC₄、AC₅和AC₇。通过扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对改性活性炭进行表征,在常温动态吸附装置中考察改性活性炭对气相苯的吸附-脱附性能。研究结果表明：改性后活性炭表面酸性含氧官能团减少,且铜在活性炭表面及孔隙内部主要以CuO和Cu₂O形式存在,随着浸渍CuCl₂质量分数的增加活性炭比表面积降低、孔容积减小,但微孔比表面积和比例提高,其中AC₅的微孔比表面积为733.20 m²/g,微孔比例达到72.99%。改性活性炭AC₅对气相苯吸附性能最佳,对5 mg/L苯的平衡吸附量为356.40 mg/g,平衡吸...     

硝酸改性沙柳纤维状活性炭的制备及其吸附性能研究

研究了硝酸改性沙柳纤维状活性炭对油的吸附能力。通过单因素试验探讨了浸渍浓度、浸渍比、浸渍时间三个因素对其吸油能力的影响,并使用SEM和BET表征了改性前后沙柳纤维状活性炭的形貌及孔结构变化,确定了优化改性工艺。结果表明:当硝酸溶液的浓度为70%,浸渍比为1∶30,浸渍时间为36 h时,所制备沙柳纤维状活性炭的性能最好,其吸附量达到7.88 g/g,是未改性沙柳纤维状活性炭吸油量的1.38倍。     

氮掺杂木质素基活性炭的制备、表征及其吸附性能研究

以碱木质素(AL)作为原料,KOH为活化剂,壳聚糖(CS)为氮源制备氮掺杂木质素基活性炭(N-LAC),采用SEM、XPS和N₂吸附-脱附等温线等方法对活性炭的结构进行表征,并考察了N-LAC对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能。研究结果表明：N-LAC主要由微孔构成,掺氮增大了木质素基活性炭(LAC)的表面孔隙,在制备条件为KOH与AL质量比2∶1、CS添加量(以碱木质素质量计)30%、活化温度800℃、活化时间2 h时,N-LAC的比表面积为1 457.79 m²/g,总孔容为0.789 cm³/g,微孔孔容为0.612 cm³/g,平均孔径为2.165 nm。N-LAC中氮元素主要以吡咯型氮(N-5)和吡啶型氮(N-6)形式存在,氮的掺杂会降低活性炭的石墨化程度。N-LAC吸附MO和MB的吸附动力学结果表明：N-LAC吸附MO符合粒内扩散模型,以表面吸附为主;N-LAC吸附MB符合准二级动力学模型。     

竹叶剩余物活性炭制备及其对刚果红的吸附性能

随着经济的发展,资源紧缺和环境污染问题引起越来越多人的关注.为了缓解木材资源供求紧张的局面,采用毛竹竹叶剩余物制备竹叶基活性炭,应用于染料污染的水环境治理.以经乙醇提取后的毛竹竹叶剩余物为原料、磷酸为活化剂,通过不同炭化温度(500,600和700℃)制备竹叶基活性炭.通过竹叶基活性炭吸附刚果红的试验,考察其在不同吸附...     

不同物理吸附材料/竹质废料复合刨花板对甲醛气体的吸附性能及其吸声性能研究

以竹质废料加工的竹刨花和不同物理吸附材料制备了竹刨花基复合板材,研究了其对甲醛气体的吸附特性、吸声性能及物理力学性能。研究结果表明:竹刨花复合板材对气体甲醛有较好的吸附效果。竹刨花与活性炭复合而成的板材具有良好的吸声性能。同时,吸附材料与竹刨花复合后对板材的物理力学性能无不利影响,且还能改善板材的物理力学性能。因此,该研究为室内环境净化提供了一种新材料,而竹刨花来源于竹材废弃物,将其有效利用可缓解对木材的需求压力。     

-活性炭复合材料吸附及光催化净化甲醛的研究

超临界乙醇条件下制备的TiO2- 活性炭(Sc-TiO2-AC)复合材料,表征了所制备样品的结构,且对样品的吸附及光催化净化甲醛的性能进行了分析.实验表明,在超临界乙醇条件下可快速有效地制备出具很好的光催化与吸附协同效应的Sc-TiO2-AC复合材料.而且协同效应优于活性炭与Sc-TiO2样品的简单混合样品.研究表明产生这一协同效应时,光催化甲醛降解速率加快,同时光催化作用促使被活性炭吸附的污染物向TiO2表面迁移,使活性炭的吸附能力得以恢复,实现原位再生.实验表明,在300 ℃制备的Sc-TiO2-AC复合材料的甲醛去除率最高.300、350和400 ℃时的甲醛去除率在实验进行240 min后分别达到100 %、96 % 和93 %.     

二醛基纤维素的制备及其对尿素的吸附性能

以微晶纤维素为原料,高碘酸钠作为氧化剂,制备二醛基纤维素(DAC),考察各影响因素对二醛基纤维素制备的影响,采用FTIR、元素分析、XRD以及化学官能团测定等手段对二醛基纤维素的结构进行表征;探讨二醛基纤维素的醛基含量与尿素吸附容量之间的关系,并研究二醛基纤维素对尿素的吸附平衡和吸附动力学。结果表明:高碘酸钠与微晶纤维素的质量比为2.4∶1、反应温度为35℃、反应时间为3.5 h、反应介质的pH为2时,制得二醛基纤维素的醛基含量最大为97.74%。二醛基纤维素对尿素的吸附容量随醛基含量的增加先增大后减小,最大吸附容量为59.23 mg.g-1,是包醛氧淀粉尿素吸附容量的10倍(6 mg.g-1),是包醛酶淀粉吸附容量的4倍(15 mg.g-1),吸附平衡时间为4 h。吸附等温线符合Freundich方程。