炭陶除氟吸附材料的研制

采用竹屑、骨粉及膨润土三者混合,经炭化活化制得炭陶除氟吸附材料。研究原料配比、升温速率、活化温度和保温时间等对除氟吸附材料平衡吸附容量及除氟率的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)对炭陶样品进行表征。结果表明:随着升温速率、活化温度及保温时间的增加,炭陶除氟吸附材料的平衡吸附容量及除氟率均呈现先增加后降低的趋势;同时,炭陶除氟吸附材料在除氟过程中,既有物理吸附又有化学吸附,这种协同效应大大提高了其除氟性能。在相对较优的试验条件下,炭陶除氟吸附材料的平衡吸附容量为2.214 mg.g-1,除氟率为88.56%。     

磷酸活化法制备纤维素基颗粒活性炭

以微晶纤维素为原料,在不添加黏结剂的条件下,采用磷酸活化法制备纤维素基颗粒活性炭。分析了捏合过程和炭活化工艺对活性炭耐磨强度、吸附性能和孔隙结构的影响。研究结果表明,炭活化温度的升高及保温时间的延长有利于颗粒活性炭强度的提高;随着浸渍比值的升高,颗粒活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、比表面积、总孔容积、微孔容积和中孔容积均呈不断上升的趋势;浸渍比值较小,较细微孔结构发达,浸渍比值较大,较大微孔结构发达。在较佳的工艺条件下:捏合温度150℃,浸渍比值1.25,捏合时间55 min,炭活化温度450℃和保温时间1.0 h,制得颗粒活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、强度、比表面积、总孔容积、微孔容积、中孔容积和平均孔径分别为896.6 mg/g、131.3 mg/g、94.69%、1 377.3 m2/g、1.083 cm3/g、0.514 cm3/g、0.569 cm3/g和3.14 nm。     

二阶段炭化法制备木炭及其性能研究

以杉木屑为原料,采用二阶段炭化法制备木炭,探讨阶段炭化温度和终态温度对木炭得率、苯吸附值和孔隙结构的影响。结果表明,阶段炭化温度为324℃时,木炭的得率最高;阶段炭化温度为436℃时,木炭的苯吸附值较大、孔隙结构比较发达。终态炭化温度的升高促进了木炭苯吸附值的提高。与一阶段炭化法相比,二阶段炭化法有利于木炭得率、吸附性能、比表面积、微孔容积和中孔容积的提高。     

木陶瓷的孔隙结构研究

经40％酚醛树脂处理的中密度板样品炭化物简称木陶瓷（WCS），是一种低成本而性能优异的新型多孔炭材料，添加阻燃剂及20％酚醛树脂处理的中密度板样品炭化物简称P－木陶瓷（P－WCS），本研究采用低温氮吸附法对比木炭研究了木陶瓷的孔隙结构，结果表明，由于样品未经活化，因而吸附能力较差，且以木炭为最差，木陶瓷的微孔面积为314．16m^2/g，微孔容积为0．1262mL/g，大于P－WCS且远远大于木炭。木陶瓷的平均孔径为1．598nm，小于P－木陶瓷，远远小于木炭，说明酚醛树脂为木陶瓷引入了较多的微孔，使其吸附性能远高于传统的木炭。     

活性炭对卷烟烟气中汞和铅的吸附

为探究活性炭孔隙结构及表面化学性质对卷烟主流烟气中重金属元素汞和铅吸附作用的影响,分别以H_3PO_4及H_3PO_4复合KH_2PO_4活化法制备的两种杏壳活性炭作为卷烟滤嘴的吸附剂材料,研究了活性炭不同的孔隙结构及表面含氧官能团含量在吸附中的作用。结果表明:活性炭的孔隙结构是影响重金属元素吸附性能的重要因素之一,活性炭中孔径范围在0.852~1.096 nm的孔隙有利于卷烟主流烟气中重金属元素汞的吸附,孔径范围在1.245~1.534 nm的孔隙有利于卷烟主流烟气中重金属元素铅的吸附;比表面积与汞、铅元素的吸附无明显相关性;提高活性炭表面含氧酸性官能团含量有利于卷烟烟气中汞和铅的吸附;汞和铅在活性炭表面的吸附位一致,存在竞争吸附现象。     

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.     

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。     

活化剂用量对竹基活性炭孔结构及电化学性能的影响

以毛竹为炭前驱体,KOH作活化剂,通过调节KOH用量在相同活化条件下制备了具有不同孔隙结构的竹基活性炭材料,通过扫描电镜、BET氮气吸附、直流充放电、交流阻抗和循环伏安等结构与电化学性能分析方法,考察了碱炭比对竹基活性炭材料结构和性能的影响.研究结果表明:随着碱炭比增大,活性炭材料的比表面积与总孔容、中孔孔客、微孔孔客...     

空气-磷酸活化木炭制备酸性颗粒活性炭的研究

提出了一种新型活化方法,空气-磷酸活化法,利用此方法活化原料木炭制备了酸性颗粒活性炭。通过测定活性炭的氮气吸附等温线和二氧化碳吸附等温线,分析了活性炭的孔隙结构;采用Boehm酸碱滴定法测定了活性炭的表面官能团含量。研究结果显示:空气-磷酸活化是空气和磷酸活化两种活化机制作用的结果。空气活化以形成中孔为主,而磷酸活化则以形成微孔为主;空气-磷酸活化在活性炭中形成了具有强酸性的含磷表面官能团。而且,活性炭的孔隙结构和表面化学性质可以通过改变浸渍时磷酸浓度和活化温度进行调控。     

磷酸-复合活化剂法制竹屑活性炭的研究

以竹屑为原料,用磷酸 复合活化剂(由磷酸添加一种酸性化合物A和一种盐类化合物S)法制备活性炭。研究了磷酸 复合活化剂用量、炭活化温度、炭活化时间等对活性炭的得率、灰分和pH值的影响,确定了适宜的制备竹屑活性炭工艺条件:磷酸浓度为38°Be′/60℃、添加剂A2%、添加剂S4%(A和S以磷酸质量分数计)、炭活化温度450℃、炭活化时间3h。在此条件下所得活性炭的得率为36%、灰分含量4.8%、pH值4.6。对竹屑活性炭的吸附性能、比表面积和孔隙性质也进行了分析。结果表明:竹屑活性炭的比表面积为1500m2/g、比孔容积1.10mL/g、平均孔隙半径1.46nm、焦糖脱色率(A法)120%和亚甲基蓝吸附值225mg/g。