杨木活性炭的一步法制备工艺研究

以杨木锯末为生物质原料,氯化锌为活化剂,采用氯化锌与生物质直接混合的一步法工艺制备生物质基活性炭。以亚甲基蓝吸附值为指标,采用单因素实验法研究活化剂与原料质量比、活化温度、升温速率以及活化时间对活性炭吸附性能的影响。确定较优的一步法制备活性炭工艺条件为:活化剂与原料质量比2.5∶1,活化温度500℃,升温速率15℃·min-1,停留时间40 min,亚甲基蓝吸附值为212 mg·g-1。对活性炭进行红外光谱、比表面积和扫描电镜,结果表明,该条件下制得的活性炭含有羟基和羧基等利于吸附的官能团,并具有丰富的孔隙结构,BET比表面积达2 866 m2·g-1。     

互花米草厌氧发酵渣活性炭的制备 表征及吸附性能研究

利用废弃物互花米草厌氧发酵渣为原料,以H3PO4为活化剂,于N2保护下,在不同的活化温度(400～700℃)和剂料质量比(0.5～3.0)条件下制备活性炭,以低温液氮(N2/77.4K)吸附测定活性炭的比表面积、孔容及孔径分布,以FTIR、pHFZC 测定分析活性炭表面化学性质;以亚甲基蓝为特征污染物,考察所制备的活性炭成品的吸附能力.结果表明,随着剂料质量比的增大,活性炭孔径分布变宽,中孔所占比例增大;在所考察的活化温度范围内,活性炭N2吸附容量大小与BET比表面积呈现相同的趋势.活化温度为500℃、剂料质量比为2.0条件下所制备的活性炭对亚甲基蓝的吸附性能良好,最大吸附容量可达243.90 mg·g-1,符合Langmuir吸附等温模型.亚甲基蓝Langmuir最大吸附容量与活性炭BET比表面积存在一定的线性关系.该活性炭制备方法为互花米草厌氧发酵渣的综合利用找到了新的途径.     

低温预处理磷酸法制备活性炭

以磷酸浸渍杉木屑,并在低温下进行预处理,制备活性炭.探讨了预处理温度、活化温度、浸渍比、保温时间和磷酸浓度等因素对活性炭性能的影响.结果表明,低温预处理有利于磷酸在木质原料内部的渗透,促进磷酸的活化作用,提高活性炭的吸附性能;活化温度、保温时间和磷酸浓度对活性炭的吸附性能、比表面积和孔容积具有正向作用;随着浸渍比的增大,活性炭的吸附性能呈先升后降的趋势;N2吸附等温线分析表明,活化温度的升高有利于其比表面积和孔容积的提高.在较佳的实验条件下,活性炭的比表面积、总孔容积和微孔容积分别为1628.7 m2.g-1和0.894、0.699 cm3.g-1.     

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.     

板栗壳活性炭的制备方法

以板栗壳为原料,采用氯化锌活化法制备活性炭,研究了原料粒度与炭化程度的关系,根据不同温度与锌用量变化的活性炭吸附值,分析了活化务件对产品性能的影响.结果表明,板栗壳粉0.3～0mm,锌屑比2:1,250～650℃变温炭化210min,550℃活化45min获得的活性炭比表面积为980m2·g-1,亚甲基蓝吸附值14.5 mL·0.1g-1.     

超富集植物紫苏活性炭的磷酸法制备与性能表征

以磷酸为活化剂,拟制备大比表面积和中孔结构发达的紫苏基活性炭。探讨磷酸溶液浓度、浸渍比、活化温度及活化时间4个因素对紫苏活性炭碘和亚甲基蓝吸附性能的影响,利用氮气吸附脱附仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对活性炭表面物化性质进行表征。通过单因素和正交试验确定活性炭的最佳制备工艺条件:磷酸浓度60%、浸渍比200%、活化温度400℃和活化时间80 min,该条件下紫苏活性炭的碘吸附值为910 mg/g,亚甲基蓝吸附值为202. 5 mg/g,达到了净水用活性炭的国家一级品标准。最优条件下活性炭的BET(BET为Brunauer、Emmett和Teller三位科学家名字首字母组合)比表面积、总孔容积、平均孔径分别为1 101. 26 m~2/g、0. 89 cm3/g、3. 23 nm,孔隙结构发达,孔为蜂窝状结构,表面存在醇羟基、羰基、酯等含氧官能团,说明超富集植物紫苏有望成为一种新型、吸附效果良好的活性炭制备原料。     

磷酸化学一步炭活化菌糠制备高吸附性能粉末活性炭

以菌糠为原料,在机械力化学技术前处理条件下,采用磷酸化学一步炭活化法制备高吸附性能的粉末活性炭.通过单因素试验探讨了不同制备条件对活性炭得率及其吸附性能的影响,并选取浸渍比、球磨时间、活化温度和活化时间4种因素,采用L_9(3~4)正交设计试验,初步筛选较优性能的活性炭制备工艺.采用比表面及孔径分析仪、扫描电镜表征活性炭的孔结构和形貌特征.结果表明:当预处理球磨时间为30 min,浸渍比为2.0,活化温度为450℃,活化时间为60 min时,得到的活性炭的碘吸附值为962.94 mg·g~(-1),亚甲基蓝吸附值为150.0 mg·g~(-1),焦糖脱色率为144.63%,得率为36.20%.     

油茶壳活性炭的制备及其吸附性能研究

[目的]制备油茶壳活性炭,并对其吸附性能进行研究。[方法]以油茶壳为原料,通过磷酸活化法制备油茶壳活性炭,考察磷酸浓度、浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭的得率和吸附性能的影响;并对制得的活性炭结构进行表征。[结果]当磷酸浓度为70%,浸渍比为1∶3,活化温度为600℃,活化时间为90 min时,活性炭得率可达34%以上;碘吸附值、亚甲基蓝吸附值分别大于1 000、150mg/g;所得活性炭结构以微孔为主,且富含一定比例的中孔,孔径分布相对集中在1.4～5.0 nm。[结论]该研究为油茶壳的综合利用提供了新的途径。     

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.     

甘蔗渣制取活性炭的强度和稳定性研究

以甘蔗渣为原料,采用ZnCl2活化的方法制取生物活性炭.通过对比得率和碘值,优化了制取活性炭的活化剂浓度、炭化温度和炭化时间,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和比表面积测定等仪器分析试验,探讨了活性炭制取过程中对强度和吸附稳定性的主要影响因素.结果表明,制取吸附稳定性好、强度高的活性炭优化条件为:活化剂ZnCl2浓度为2.0mol·L-1,活化剂与甘蔗渣的质量比为5:1,活化时间为24 h,炭化温度为500℃,炭化时间为50 min,以N2作为保护气,流量为2.5 L·min-1.在上述条件下制得的活性炭的碘值为510 mg·g-1,得率为35.4%,比表面积为653 m2·g-1,均孔径为2.4 nm,孔体积为7.1×10-2cm3·g-1,可广泛应用于各种水处理领域.     

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。     

互花米草厌氧发酵渣活性炭处理含镉废水的研究

采用静态吸附法,进行磷酸活化法不同剂料质量比(0.5～3.0)及活化温度(400～700℃)条件下制备的互花米草厌氧发酵渣活性炭对镉的吸附性能研究,考察不同初始浓度条件下活性炭对镉的平衡吸附量,旨在以吸附法治理含镉废水,探索吸附机理、影响因素、除镉吸附剂的最佳制备条件以及活性炭物化性质对镉吸附性能的影响.结果表明,镉的吸附性能与活性炭的制备条件有关,随着活化温度的升高,镉的吸附量逐渐增大,主要是因为高温条件下活性炭表面PO43-充当活性位点,促进镉的吸附.当剂料质量比为1.0,活化温度为700℃时,制备出的活性炭对镉的吸附性能最好,其最大吸附量可达38.91 mg·g-1,远远高于商业活性炭.镉的吸附量随着溶液初始浓度的增加而增大,吸附等温线符合Langmuir方程.溶液pH和活性炭表面化学性质是决定镉吸附量大小的决定性因素,当溶液pH在2～4时,各活性炭对镉的吸附能力随pH的增加而增加.本文为含镉废水的处理提供了一种低价高效的方法.     

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。     

竹材制备醋酸乙烯载体活性炭

以竹节为原料,采用磷酸法制备醋酸乙烯载体活性炭.探讨了温度、浸渍比和硝酸改性对载体活性炭的表观密度、醋酸吸附量和醋酸锌吸附量的影响,并对其孔结构和表面化学结构进行表征.结果表明,随着温度和浸渍比的升高,载体活性炭的醋酸吸附量、比表面积、微孔容积呈先升后降的趋势,而醋酸锌吸附量则呈相反趋势;硝酸改性有助于表观密度和醋酸锌吸附量的提高;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;Boehm滴定和TG-MS分析表明,载体活性炭具有羧酸根和酚羟基表面官能团.在较优的工艺条件下制得载体活性炭的醋酸吸附量、醋酸锌吸附量、比表面积和微孔容积分别为527.5 mg·g-1,70 g.L-1,999.0 m2·g-1和0.468 cm3·g-1.     

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.     

油茶饼粕活性炭的制备及其对苯酚的吸附动力学研究

试验以油茶饼粕为材料,采用磷酸活化法制备活性炭,以苯酚的吸附量来评价其吸附性能,初步考察了活化 剂体积分数、活化温度、活化时间和碳化温度对活性炭制备的影响,通过L9(34)正交实验进一步优化油茶饼粕活 性炭磷酸活化法制备工艺;并较为深入地探讨了吸附温度和苯酚初始浓度对油茶饼粕活性炭吸附苯酚的动力学差 异,采用Langmuir吸附模型对活性炭吸附苯酚溶液的动力学进行了拟合.研究结果表明:活化剂体积分数、活化 温度、活化时间和碳化温度等4个单因素对磷酸活化法制备油茶饼粕活性碳均达到了极显著水平;因此,以油茶饼 粕为生物原料,在碳化温度300℃下,采用磷酸活化法制备活性炭的最佳工艺为:活化剂体积分数为40%,活化时 间为90min,活化温度为600℃;在活性炭对苯酚吸附过程中,随着吸附温度的升高及苯酚初始质量浓度的增加, 对苯酚的吸附速率呈下降趋势,并在100min后趋于平衡;且Langmuir吸附模型的准一级动力学速率方程能较好 地描述油茶饼粕活性炭对苯酚的吸附过程.     

无患子活性炭的制备以及对苯酚吸附的研究

[目的]研究无患子活性炭制备的最佳工艺及其对苯酚的吸附。[方法]以H3PO4为活化剂制备无患子残渣活性炭,通过正交试验对制备工艺进行优化,探讨浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭亚甲基蓝和碘吸附值的影响。利用N2吸脱附试验、SEM,对活性炭的结构与性能进行表征。选取了投炭量、苯酚溶液pH、苯酚初始浓度、吸附温度为单因素,探讨其对苯酚吸附的影响。[结果]浸渍比为1∶1、活化温度为500℃、活化时间为60 min时,制备的活性炭对亚基蓝的吸附值为82 mg/g、碘吸附值为773 mg/g、BET比表面为738m2/g、总孔容达0.669 2 cm3/g、平均孔径为3.625 7 nm。活性炭在中性条件下对苯酚吸附效果最佳;低温有利于吸附,但温度的影响不大。[结论]所制备的活性炭具有良好的苯酚吸附效果。     

农业废弃物制备颗粒活性炭的工艺优化研究

【目的】研究农业废弃物颗粒活性炭的制备工艺,得到较佳的制备工艺参数.【方法】根据颗粒活性炭的特性,采用正交试验分析了玉米秸秆、花生壳和松籽壳3种原料在不同粘结剂含量和活化时间的组合上对制得颗粒活性炭吸附性能的影响.【结果和结论】在试验设计取值范围内,原料种类对颗粒活性炭吸附性能的影响较显著,粘结剂含量和活化时间的影响次之.根据正交试验结果得出较佳的制备工艺参数,即原料种类为玉米秸秆,粘结剂含量(w)为35%,活化时间为45 min.以此工艺参数组合制备出的颗粒活性炭碘值为828.60 mg·g-1,亚甲基蓝吸附值143.22 mg·g-1,比表面积604.98 m2·g-1,研究结果对提高颗粒活性炭的经济效益和环境效益具有一定的参考意义.     

富钾商陆原位活化制备活性炭及其表征

以商陆茎为原料,利用其富钾特性的原位活化作用制备了较大比表面积的活性炭。研究了原料粒径和程序升温工艺对所制备活性炭性能的影响,利用比表面分析仪、场发射扫描电镜(FSEM)和X射线能谱仪(EDX)对所制活性炭进行了表征。结果表明,小的原料粒径和二步程序升温工艺有利于获得性能更加优异的活性炭。所制备商陆基活性炭的BET比表面积、总孔容积和微孔容积分别为748m2·g-1、0.57cm3·g-1和0.32cm3·g-1。FSEM观测结果显示商陆基活性炭孔隙较发达,且含有较多量的中、大孔。