桉树锯末制备颗粒活性炭实验研究

以桉树锯末和磷酸为原料制备了颗粒活性炭,研究浸渍比、活化温度、活化时间等对产品得率、强度和吸附性能的影响。实验得到最佳工艺条件为:磷酸与原料浸渍比为2∶1,温度300℃,预处理1 h,机械成型后,再以10℃/min升到活化温度450℃,活化1 h。此条件下,制备得到的活性炭性能指标为:强度95%,亚甲基蓝吸附值172.5 mg/g,碘吸附值790 mg/g,A法焦糖100%,得率40%左右。     

椰壳碎炭制备高强度柱状颗粒活性炭试验

以椰壳活性炭生产过程中产生的粉末碎炭为原料,羧甲基纤维素钠为黏结剂,无机助剂硅酸盐为增黏剂,按一定质量比混炼、挤条、成型,再经过热处理制得耐水高强度柱状颗粒活性炭。试验考察了助剂添加量、热处理温度、热处理时间等因素对产品炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度的影响。随着硅酸盐添加量的增加,颗粒活性炭的耐磨强度呈增大趋势;随热处理温度的升高,颗粒活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值不断增加。但另一方面,随热处理时间的延长,耐磨强度呈逐渐下降趋势。利用红外分析仪、综合热分析仪和全自动比表面积与孔隙分布分析仪对颗粒活性炭进行分析。在羧甲基纤维素钠用量2%、助剂添加量20%、热处理温度350℃、热处理时间0.5 h条件下,制备出的颗粒活性炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度分别为815.37mg/g,163.50 mg/g和99.72%,并且具有良好的耐水能力。     

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...     

三倍体毛白杨制备活性炭的研究

以三倍体毛白杨木屑为原料,经磷酸浸渍、马沸炉高温烧制后制备活性炭,并且通过模拟染料废水探讨其吸附性能.研究结果表明,活性炭适宜的制备条件为:木屑粒径40～60目,磷酸质量分数55%,固液体积比1∶2,活化温度400 ℃,活化时间4 h;该活性炭对碱性品红的最佳吸附条件为:30 ℃,pH值7,吸附时间4 h;其再生性能良好,与商品活性炭相比,具有更好的吸附性能.     

磷酸法自成型木质颗粒活性炭孔隙结构分析及其甲烷吸附性能

以杉木屑为原料,在不额外添加粘结剂的工艺下,采用磷酸活化法制备自成型颗粒活性炭,并对其活化工艺、孔隙结构和甲烷吸附性能进行了分析。结果表明:随着活化温度的升高,颗粒活性炭的吸附性能先升后降,450℃时吸附性能最佳,强度不断升高;浸渍比的增加有利于颗粒活性炭吸附性能的提高,不利于其强度的增大。氮气吸附等温线和压汞法分析表明:颗粒活性炭具有发达的微孔、中孔和大孔结构,浸渍比的增加有利于颗粒活性炭比孔容积的增加,不利于堆积密度和表观密度的增加。在活化温度450℃,压力3.4 MPa时单位质量和单位体积的颗粒活性炭的甲烷吸附值在浸渍比1.25时达到最大,分别为125.6 m L/g和115.2 L/L。     

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。     

梭梭材活性炭的制备工艺研究

研究了以梭梭材为原料,用氯化锌溶液和磷酸溶液作为活化剂来制备活性炭。探讨了活化温度、活化时间、液固比以及活化液浓度对制备梭梭材活性炭的影响以及梭梭材活性炭对碘吸附值的影响,确定了以氯化锌溶液和磷酸溶液作为活化剂生产活性炭的最佳工艺条件,对开辟梭梭材综合利用和活性炭原料来源具有重要意义。结果表明,氯化锌活化法制备活性炭,最佳工艺为液固比2.5:1,活化液浓度50%,活化温度450℃,活化时间90min,吸附值为1 068.86mg/g;磷酸法为液固比1.5:1,活化液浓度85%,活化温度500℃,活化时间120min,吸附值为885.38mg/g。     

水蒸气活化法制备松子壳活性炭的研究

以废弃的松子壳为原料,采用水蒸气活化法制备松子壳活性炭,系统研究了炭化温度、活化温度、活化时间、活化剂用量等关键工艺因素对活性炭产品性能的影响,分析其对碘吸附值和亚甲基蓝吸附性能的影响。结果显示,松子壳活性炭最佳工艺条件为:炭化温度为500℃、活化温度为860℃、活化时间为90 min、水蒸气流量为2.5 m L/min,此时松子壳活性炭得率为26.08%,碘吸附值为1 338 mg/g,亚甲基蓝吸附值为300 mg/g。松子壳活性炭孔径主要集中在3 nm左右,其平均孔径为2.396 nm,BET比表面积为105 2.68 m~2/g,总孔容积为0.630 6 cm~3/g,微孔容积为0.355 8 cm~3/g,占总孔容积的56.43%。     

KOH活化法制备棉花秸秆活性炭的研究

以棉花秸秆为原料,采用KOH活化法制备活性炭样品,探讨了炭化、活化及后处理过程中各实验条件对活性炭样品性能的影响。综合考虑活性炭样品的性能及得率,得出较优的实验条件为:炭化温度450～500℃、碱炭比值1.0、活化温度800℃、活化时间120 min;在较优条件下制得活性炭的比表面积2 312 m2/g,碘吸附值1 936 mg/g,亚甲基蓝吸附值392 mg/g;孔径分布以微孔为主;表面含有羟基(—OH)、活泼氢(—H)等基团。     

低温磷酸活化棉秆制备活性炭的研究

以棉秆为原料,活化温度在300～450 ℃之间,研究了低温磷酸活化制备活性炭的可行性,并测定了活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率等吸附性能指标;根据氮气吸附等温线分析了活性炭的孔隙结构特征;采用Boehm 滴定方法分析了活性炭的各类表面官能团.结果表明:在磷酸的低温活化过程中,活化温度的升高显著促进了活性炭的比表面积及其对亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率等的吸附能力.在 350 ℃下的低温磷酸活化棉秆能够制备出比表面积达 1 244 m2/g,表面官能团含量高达 10.4 mmol/g,亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率分别达到 190 mL/g 和 100 % 的孔隙结构发达和极性较强的活性炭.     

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。     

Preparation of Activated Carbon from Cotton Stalk Using Potassium Hydroxide as Activation Agent

以棉花秸秆为原料,采用KOH活化法制备活性炭样品,探讨了炭化、活化及后处理过程中各实验条件对活性炭样品性能的影响.综合考虑活性炭样品的性能及得率,得出较优的实验条件为:炭化温度450～500℃、碱炭比值1.0、活化温度800℃、活化时间120 min;在较优条件下制得活性碳的比表面积2 312m2/g,碘吸附值1 936 mg/g,亚甲基蓝吸附值392 mg,/g;孔径分布以微孔为主;表面含有羟基(-OH)、活泼氢(-H)等基团.     

水蒸气法制备橡胶籽壳活性炭的研究

采用橡胶籽壳炭为原料,以水蒸气为活化剂制备吸附性能优良且得率高的活性炭。通过正交试验设计,研究活化温度、活化时间及水蒸气用量对活性炭吸附性能的影响。得到最佳活化工艺条件为:橡胶籽壳炭量1.0 kg,活化温度880℃,活化时间40 m in,水蒸气用量8 kg/h。制得的优质橡胶籽壳活性炭的亚甲基蓝脱色力240 mg/g,碘值1 113 mg/g,强度94.2%,得率40.5%。     

生物质成型炭的制备及其性能研究

以生物质炭粉为原料制备成型炭燃料,考察了黏结剂种类、用量以及热处理温度对成型炭性能的影响.结果表明:羧甲基纤维素用作黏结剂制备得到的成型炭性能优于以淀粉为黏结剂制备的成型炭,并且得到最优的工艺条件为黏结剂添加量为6％,在200℃下热处理1h.测定了制备得到的成型炭的理化性能,其固定碳质量分数可达到88.95％,热值为30.6 kJ/g,强度为99.83％.     

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。     

磷酸法活化栀子壳制备活性炭及其性能分析

研究以栀子壳为原料,在炭化温度400℃、炭化时间60min的条件下,采用磷酸活化的方法制备活性炭。通过正交实验确定了活化的最佳条件为:料液比1:2.5,活化液质量分数45%,活化温度600℃,活化时间45min,碘吸附值为986mg/s,亚甲基蓝脱色力为11.9mL/0.1g,得率为41.2%。对重金属C(rⅥ)和栀子油的去除率及其吸附性能分析的结果表明,栀子壳制备的活性炭与市售活性炭的吸附性能相当,且在加入量为20mg时对C(rⅥ)的去除率高于市售活性炭。     

水蒸气活化制备竹质成型活性炭及其对二硫化碳的吸附性能

竹材是重要的林业可再生资源,以竹材代替木材制备活性炭可节省大量木材。以竹粉为原料,经磷酸活化成型后进行水蒸气二次活化,在不同工艺条件下制备了高吸附性能活性炭。通过碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、N_2吸附-脱附等温线、二硫化碳动态吸附量等对所制活性炭的性能进行表征。结果表明:在磷酸浸渍比1.2∶1、活化时间20 min、活化温度450℃,水蒸气活化温度875℃、活化时间1 h、流量3.0 m L/min条件下,制得的活性炭BET比表面积为1 264.60 m~2/g、总孔容积为1.227 cm~3/g、平均孔径为3.88 nm、碘吸附值为1 452.96 mg/g、亚甲基蓝吸附值为307.5 mg/g、强度为91.76%、得率为30.42%;在动态干燥和30%相对湿度条件下,对二硫化碳的单位质量吸附量分别为0.416和0.390 g/g。活性炭对CS2的吸附能力主要与活性炭的孔结构有关,微孔发达、平均孔径小、碘吸附值高的活性炭更有利于CS2的吸附。由于竹材表观密度相对较低,且受到竹材自身组分的限制,所制活性炭的强度低于椰壳活性炭。     

磷酸活化竹节制备醋酸乙烯载体活性炭的研究

以竹节为原料,采用磷酸法制备醋酸乙烯载体活性炭.实验结果表明,随着温度( 325～400℃)、浸渍比值(0.60～0.75)和保温时间(3～6 h)的增加,竹节活性炭的比表面积、微孔容积和醋酸吸附量呈先升后降的趋势,而醋酸锌吸附量呈相反趋势;N2吸附等温线表明,竹节活性炭具有发达的微孔和大孔结构.在较优的工艺条件下:活化温度350℃,保温时间5h和浸渍比值0.65,可制得醋酸吸附量527.5 mg/g,醋酸锌吸附量70 g/L,比表面积999.0 m2/g和微孔容积0.468 cm3/g的活性炭.     

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.     

高温重整调控木质成型活性炭性能的研究

为了研究高温重整方法对活性炭性能的影响,以商品磷酸法木质成型活性炭为原料,考察了不同升温/降温方式、重整温度和重整时间对活性炭强度、孔结构、着火点和官能团的影响。结果表明:快速升温至800℃重整活性炭30~75 min后快速降温的方式(快速升温/快速降温(FH/FC))可使活性炭强度提高5.75%~6.39%,得率保持在83.54%以上,比梯度升温/自然降温(GI/ND)更高效节能。对经800℃重整30和60 min后的活性炭的孔结构和吸附性进行研究,发现活性炭的比表面积和总孔容积分别下降约400 m2/g和0.3 m3/g,孔径分布在1.2 nm以下的微孔所占的比例增加,对亚甲基蓝的吸附性能略有下降,而对碘的吸附性能略有提高,丁烷工作容量下降15%以内。经高温重整后,活性炭的着火点显著提高,800℃重整60 min后,着火点提高100℃以上,这与高温重整后活性炭表面含氧官能团数量的减少有关。