活性炭制备的研究——含碳原料与水蒸汽反应的活化动力学

本文研究了七种含碳原料在制备活性炭时碳与水蒸汽反应的活化动力学。研究结果表明:水蒸汽浓度对从松树、椰子壳、杏核、橄榄核制成的炭和烟煤在反应中有较强的影响,褐煤和无烟煤影响不大。 从活化反应研究可以认为实验范围内,就碳来说是属于零级反应。     

松根炭制维尼纶载体活性炭的研究

作为维尼纶合成中的载体活性炭，其强度和孔径分布要求十分严格，所以需要使用椰壳活性炭。本研究的目的就是制造一种活性炭来代替它。实验证明，松根炭制成的活性炭可以作为载体活性炭。其关键是粘结剂、辅助试剂和活化条件的选择。     

水热炭化微晶纤维素制备炭球-活性炭复合材料

以微晶纤维素(MC)为原料,柠檬酸为催化剂,活性炭为载体,经水热炭化法形成炭球并负载于活性炭的表面和孔内合成含氧官能团丰富的炭球-活性炭复合材料。用扫描电镜(SEM)、低温液氮吸附(N2/77K)、傅里叶红外(FT-IR)和水相三价铬吸附实验对炭球-活性炭复合材料的表面负载炭球形貌、孔隙结构、含氧官能团种类和重金属离子的吸附性能进行表征。研究表明:MC在柠檬酸的催化作用下,在水热条件下可以形成形貌良好、结构规整的炭球,炭球负载于活性炭表面和孔内部。炭化温度、炭化时间和MC质量浓度,均能影响炭球的粒径和数量。炭球-活性炭复合材料的表面富含—OH、COOH、C=O等含氧官能团;当MC质量浓度为2.0 g/L时,复合材料对Cr3+的单位质量吸附量最大为0.356 mg/g,是活性炭的5.65倍。     

机制棒自燃内热式炭化窑及其炭化工业试验

研制了一种适用于机制棒炭化的间歇式自燃型炭化窑,并进行了机制炭年生产能力400 t规模的工业性试验,生产周期为4～6天,该炭窑利用于馏过程产生的可燃性气体在窑内可控燃烧作为炭化过程本身热源,依次经历炉内熏烟、排烟初炭化和导入空气煅烧精炼三个工艺阶段,其中煅烧精炼时间对炭化得率及机制炭质量影响较大,6h的精炼时间为较佳选择,制得机制炭挥发份含量为5.32%,固定碳含量为90.35%,热值34293 kJ/kg,炭化得率35.0%,直径收缩率23%.该炭窑炭化均匀性好,生产的机制炭质量稳定.     

竹屑磷酸法制取活性炭的研究

研究了以竹屑为原料,采用磷酸为活化剂制取活性炭的方法,所得活性炭产品过渡孔发达,非常适合各类不同分子大小色素的吸附,对柠檬酸等溶液的脱色效果优异。     

棉秆制活性炭的研究

研究了利用农林废弃物棉秆为原料,采用氯化锌活化法制取活性炭的工艺.以及制备过程中各种因素对活性炭吸附性能的影响,得出了适宜的工艺条件.研究结果表明,利用棉秆可制得较高质量的活性炭,所得活性炭性能指标优于林业部颁一级品标准.对Cr6 的吸附容量测定表明所制备的棉秆活性炭对重金属离子有较好的吸附性能.     

椰壳炭制备高比表面积活性炭的研究

高比表面积活性炭是一种极具潜力的吸附材料。本研究以椰壳炭为原料,采用水蒸气和CO2共同活化来制备活性炭。研究表明,粒径为0.28~0.90 mm的椰壳炭以水蒸气和CO2活化10~17 h可以制备出比表面积超过2 700 m2/g的活性炭。活性炭对CO2和CH4有着很强的吸附能力,在25℃时最高吸附量分别达到20.4和9.6 mmol/g。采用一种基于局部密度函数理论的方法计算出活性炭的孔隙主要集中在2 nm以下,利用孔径分布结果计算出的吸附量与实验测量值吻合很好。     

木竹屑炭化制脱臭剂的试验研究

将毛竹屑、绿竹屑、马尾松屑用坩埚装盛 ,放入干馏罐中 ,用加盖或敞开方式 ,在不同温度及保温时间下进行炭化制成脱臭剂 ,成品经纳氏试剂分光光度法测定其吸氨能力 ,以便从实验结果比较得出最佳工艺条件     

核桃壳制活性炭的工艺研究

研究了以核桃壳为原料,采用氯化锌活化法制取活性炭的最佳工艺条件,并探讨了制备过程中几个主要影响因素对活性炭吸附性能的影响。     

竹节制备高比表面积活性炭的研究

以竹节为原料，采用KOH化学活化法制备高比表面积活性炭。研究了炭化温度、活化温度和KOH与生节炭的质量比对活性炭的收率和吸附性能的影响，并对所得活性炭的比表面积和微孔结构进行了初步探讨。结果表明：在炭化温度为700℃、碱/炭质量比为4、活化温度为900℃、活化时间为1h时可制表面积为2610m^2/g的高比表面积活性炭，其碘吸附值为2300mg/g、亚甲基基蓝值为570mg/g，均为普通活性炭的2-3倍。     

氧气含量对竹材炭化特性的影响

竹材炭化过程中,炭化温度和炭化时间是两个十分重要的工艺参数,同时炉内的氧气含量对竹材炭化也会产生较大影响。通过传感器实时测定并控制炉内氧分压,研究炉内氧含量对竹材炭化的影响。结果表明,随着炉内氧分压增加,得炭率下降。用电子显微镜和能谱仪分析观察竹炭的微观结构和残留物成份,揭示竹炭蜂窝状的微观结构;随着炉内氧分压增加,竹炭孔径变大,表明炭化过程中氧含量影响竹材炭化过程中细胞的收缩。     

涂裹活性炭的研制

试验研究了涂裹活性炭的制造工艺及配方。通过正交试验找出了较佳配方：乳化剂３份，稳定剂８份，粘结剂１０份，水５０份。由此配方所研制的涂裹炭，若原料岩碘值为６８０．６ｍｇ／ｇ，耐磨强度为８５．１６％，则涂裹活性炭性能为：碘值６４５．１ｍｇ／ｇ，耐磨强度为８９．９２％，炭粉减少率为９８．７％；若原料炭碘值为１０１８．２ｍｇ／ｇ，耐磨强度为８２．２１％，则涂裹活性炭性能为：碘值９６７．１ｍｇ／ｇ，耐磨强度     

反应时间对油茶壳水热炭化产物性质的影响研究

为研究反应时间（0～90 min）对油茶壳水热炭化产物特性的影响,以油茶壳为原料,利用高压反应釜,在反应温度为240℃,料液比为（1∶8）的条件下对油茶壳进行水热炭化试验。结果表明：反应30 min后,随反应时间的延长,水热炭质量产率先升高后降低,高位热值、固定碳含量增加。傅里叶红外光谱分析表明,水热炭在水热炭化过程发生脱水、脱羧反应。扫描电镜分析表明：随反应时间的延长,水热炭由表面结构轻微破坏逐渐形成孔隙结构。燃烧特性表明：水热炭着火温度随反应时间延长逐渐升高,水热炭TG曲线向高温区偏移。气相色谱-质谱分析表明：反应开始时,水热炭液相产物中的主要化合产物为糠醛,随反应时间的延长,液相产物中酚类物质含量逐渐增多。     

油茶壳制活性炭的研究

以油茶壳为原料，用物理法(水蒸汽为活化剂)制备活性炭。研究了活化温度、活化时间、水蒸汽用量等对活性炭的得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响。确定了用油茶壳制备活性炭适宜的工艺条件为：活化温度为850℃、活化时间为2．5h，水蒸汽用量为210g。在此工艺条件下所制取的油茶壳活性炭的得率为33．7％。活性炭的碘吸附值968mg／g，亚甲基蓝吸附值180mg／g，比表面积935m^2／g。     

热解活化法制备微孔发达椰壳活性炭及其吸附性能研究

以椰壳为原料,采用热解活化法制备微孔发达活性炭。研究了活化温度、活化时间对活性炭孔结构和吸附性能的影响。实验结果表明:活化温度为900℃,活化时间为4 h,可制得比表面积为994.42 m2/g的微孔发达活性炭,其碘吸附值为1 295 mg/g,亚甲基蓝吸附值为135 mg/g。N2吸附结果表明活性炭的平均孔径在2 nm左右,总孔容积为0.503 9 cm3/g,其中微孔容积为0.430 3 cm3/g,微孔率达85.39%。对该活性炭进行CO2动态吸附实验,CO2饱和吸附容量为56.61 mg/g,在热解活化法制备椰壳过程中,随着活化温度的升高和活化时间的延长,活性炭的得率有不同程度的降低。     

4种防腐处理橡胶木及其炭化材的色差与耐腐性能研究

采伐后的橡胶木需及时防腐处理以防蓝变、发霉和腐朽,但不同防腐处理对橡胶木颜色及其耐腐性能的影响机制尚不明确。以橡胶木及其炭化试材为研究对象,对比分析了浸渍水玻璃和ACQ,涂饰桐油和醇酸清漆4种处理条件对试样表面颜色及耐腐性能的影响。结果表明：相同处理条件下,炭化橡胶木相比橡胶木的明度(L^*)更低,腐朽后,4种处理橡胶木的表面L^*值增加,且红绿轴色品指数(a^*)、黄蓝轴色品指数(b^*)和色度值(C)均显著增大。其中,浸渍ACQ的橡胶木在腐朽后a^*、b^*和C值均大幅增加,呈深青褐色。涂饰桐油的炭化橡胶木总色差(ΔE)最大。相比于橡胶木,炭化橡胶木的耐腐性能更好。在这4种浸渍处理中,浸渍ACQ对橡胶木的保护效果最好,而涂饰醇酸清漆的保护作用有限。     

烟秆制活性炭的工艺研究

以烟秆为原料,经炭化后用水蒸气活化制备活性炭。系统考察了影响活性炭质量的工艺条件。实验结果表明:以烟秆为原料,水蒸气为活化剂,在较温和的条件(活化温度750~800℃,水-炭质量比1.5~2.0∶1.0)下可制取碘吸附值840~912 mg/g、BET比表面积为522~590 m2/g的活性炭;对烟秆炭化料活化有较大影响的因素是活化温度和活化剂用量,而炭化温度和升温速度对烟秆炭化料活化的影响较小,可采用流化床反应器一步法工艺制廉价粉状普通活性炭;烟秆原料中的灰分对活化反应过程有一定的催化作用。采用先水蒸气活化再用稀盐酸脱灰处理的工艺,可有效利用烟秆灰分的催化作用提高产品的吸附性能,同时使产品的灰分达到标准要求。     

第七届日本木材炭化学术会议

日本木材炭化学会是在日本京都大学生存圈研究所的倡导下于2003年成立的,旨在促进与木材、竹材等生物质材料和煤等矿物资源的热解炭化有关的学术交流。日本在炭化及其新型炭材料的研究方面处于世界领先地位。尽管木材炭化是一个传统的研究课题,但日本的东京大学和京都大学等世界著名大学都在开展木材炭化及其相关的研究与开发。     

不同炭化温度下杉木生物炭产率及特性比较

为探讨炼山后杉木各组分残余物性质特征,以杉木不同组分(枝、叶、皮、根)为试验材料,运用室内模拟方法,采用限氧升温炭化法,进行杉木各组分在不同的炭化温度下所得生物炭的特性比较研究。结果表明:随着炭化温度的升高,杉木各组分的生物炭的产率和水分逐渐降低,而灰分含量逐渐增加,其中在300~400℃温度范围内,杉木枝、根、皮、叶的生物炭的产率的降幅最大,分别达到33.22%、33.50%、32.85%、40.68%;杉木各组分生物炭的N、C含量皆随着炭化温度的升高而增加,而以杉木叶的生物炭(LC)N、Mg含量最高,最大分别达到1.71%、33.48 g·kg-1;在同一炭化温度下,杉木枝的生物炭(BC)的C含量明显高于其他组分生物炭,杉木皮的生物炭(WC)的Fe、Ca含量高于杉木其他组分生物炭。