改性竹炭对甲醛的吸附性能研究

采用高锰酸钾与硫酸锰联合对竹炭进行改性,并将改性前后的竹炭对甲醛的吸附性能进行探讨。分析了甲醛溶液的初始浓度、改性前后竹炭的用量、温度、时间等条件对吸附的影响;通过扫描电镜、比表面积和红外光谱表征了竹炭改性前后的表面构型、比表面积与官能团变化。研究结果表明,甲醛溶液浓度42 mg/m L,改性竹炭用量17 mg/m L、温度313 K,吸附时间5 h的条件下,甲醛的吸附效果最好,达到了50.25 mg/g;扫描电镜、比表面积和红外光谱等手段的分析表明,竹炭经改性后微孔结构增多、比表面积增大、表面含氧官能团增多,改性竹炭比未改性竹炭具有更为良好的吸附性能。     

氨水改性活性炭及其性能的研究

采用氨水对活性炭进行改性,探讨氨水浓度、改性温度和处理时间对活性炭的吸附值、比表面积和表面化学结构的影响.结果表明,氨水改性对活性炭的孔结构产生破坏,不利于孔隙结构的发达,但氨水改性在活性炭表面引入了碱性基团,有利于苯酚吸附值的提高.随着氨水浓度的提高,活性炭的碘吸附值、比表面积、总孔容积和微孔容积不断下降,亚甲基蓝吸附值呈先降后升的趋势,碱性基团的含量和苯酚吸附值不断提高.     

竹炭的表面改性、基团表征与吸附性能

通过硝酸+微波加热和氨水吸附的方法对普通竹炭进行表面改性处理,运用红外图谱和元素分析对改性前后的竹炭进行表征.结果表明:含氧基团和含氮基团的含量明显增加.吸附试验结果表明:改性后竹炭对金属离子的吸附性能明显提高,其中,汞(Ⅱ)的吸附量提高25％以上,钯(Ⅱ)的吸附量提高32％以上,且吸附过程从以物理吸附为主转化为以化学吸附为主.     

微波加热对活性炭表面基团及吸附性能的影响

通过在不同微波功率和作用时间条件下对不同粒径活性炭进行改性，研究了改性前后活性炭的表面基团和元素组成的变化，以及对吸附性能的影响。结果表明：经过微波改性后的活性炭的碘值增加幅度为0.68%-15.92%，微波功率是影响活性炭吸附性能的主要改性因素。活性炭经微波热处理后，酸性基团发生分解，碱性特征增强，表面含氧量减少，是吸附性能改善的主要原因。     

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.     

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...     

吸附性能的研究

对糠醛渣制得的活性炭,采用S2Cl2回流负载,再微波焙烧的方法进行改性,采用Boe-hm滴定法和FT-IR分析了活性炭改性前后表面官能团的变化情况;对比了活性炭改性前后孔径分布情况;并探讨了改性活性炭对水体中的Hg2+吸附性能。Boehm滴定分析表明活性炭改性后的总酸度、羧基、内酯基皆有增加;FT-IR谱图上700～500 cm-1范围内出现了新的吸收峰说明了改性活性炭表面增加了C—S、S—S键,孔径分布分析表明改性后活性炭微孔更加发达。在Hg2+初始质量浓度1～6 mg/L、温度25℃、pH值6.0～7.0、吸附时间180 min的条件下,经S2Cl2改性后活性炭用量为2.5 g/L时,对水体中Hg2+去除率达93%以上。     

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。     

微氧下低浓度磷化氢在浸渍活性炭上的吸附及表征

要利用富含高浓度CO的工业尾气(如黄磷尾气)生产甲酸、乙酸以及甲醇等高附加值产品,净化处理成为制约其应用的瓶颈问题.采用浸渍法改性活性炭吸附净化低浓度PH3,研究了HCl、KNO3和己二醇改性活性炭吸附净化磷化氢(PH3)的性能,研究表明:质量分数7%的HCl是最佳浸渍液,70℃和氧体积分数0.8%是改性活性炭的最佳反应条件.改性后的活性炭用氮气吸附的方法测定其孔结构特征.结果表明,改性使吸附剂总孔容的减少主要发生在2nm以下的微孔直径范围内,特别是在0.3～1.5nm的微孔范围内,孔容积减小明显,经改性后,微孔容的减少占总孔容减少的87%,吸附后,微孔容减少29%,表面积减少28%.HCl改性可以显著增加活性炭对PH3的吸附能力.分析表明,存在于微孔中的HCl起了催化作用,使PH3迅速氧化成磷的氧化物(P2O3或P2O5),而磷的氧化物能较强地吸附在活性炭0.3～1.5nm的微孔中.     

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%。     

微波等离子体处理西南桤木表面的ESR和XPS分析

采用电子顺磁共振波谱 (ESR)和X射线光电子能谱 (XPS)技术 ,分析了微波等离子体处理前后西南桤木木材表面的性质。ESR图谱分析表明 :经过微波等离子体处理后 ,木材表面可迅速有效地产生大量的自由基 ;XPS图谱分析表明 :微波等离子体处理使木材表面O C原子比增加 ,C1 含量降低 ,而C2 、C3含量增加 ,并有C4 的出现。这些结果表明经微波等离子体处理后木材表面产生了大量的含氧官能团或过氧化物     

Adsorption Behavior of Hg2+ in Aqueous Solution Using Modified Activated Carbon from Furfural Residue

对糠醛渣制得的活性炭,采用S2Cl2回流负载,再微波焙烧的方法进行改性,采用Boehm滴定法和FT-IR分析了活性炭改性前后表面官能团的变化情况;对比了活性炭改性前后孔径分布情况;并探讨了改性活性炭对水体中的Hg2+吸附性能.Boehm滴定分析表明活性炭改性后的总酸度、羧基、内酯基皆有增加;FT-IR谱图上700～500 cm-1范围内出现了新的吸收峰说明了改性活性炭表面增加了C—S、S—S键,孔径分布分析表明改性后活性炭微孔更加发达.在Hg2+初始质量浓度1～6 mg/L、温度25℃、pH值6.0～7.0、吸附时间180 min的条件下,经S2Cl2改性后活性炭用量为2.5 g/L时,对水体中Hg2+去除率达93％以上.     

等离子体改性聚丙烯饰面膜的拉曼光谱和XPS分析

采用介质阻挡低温等离子体对木制品聚丙烯(PP)饰面膜表面进行不同放电功率和处理速度的改性处理后,分别对其表面进行X射线光电子能谱(XPS)和激光共聚焦显微拉曼(Raman)光谱分析,研究等离子改性对PP饰面膜的化学成分和元素组成的影响。结果表明:由拉曼光谱可知,未处理的PP饰面膜表面含有大量的C原子和H原子间摇摆振动引起的振动峰、C原子间伸缩振动和C与H原子间弯曲振动引起的振动峰;经等离子体改性处理后,PP饰面膜表面在原有振动峰基础上,同时生成了具有较强拉曼活性的C—C和C—H的弯曲和振动峰等; XPS分析可得,等离子体改性处理前后,PP饰面膜表面主要表现为元素含量和量比的变化,等离子体改性后,C元素含量降低,O元素含量明显增加,O/C量比增大,且C1含量降低,C2含量明显增加。结合拉曼光谱和XPS对PP饰面膜表面进行定性和定量分析,可准确得到等离子体改性对提高PP饰面膜表面含氧官能团数量及表面活性改善的作用和影响。本研究可为等离子体改性处理对提高PP饰面膜表面附着力的理论研究和实践应用提供技术支持。     

活化时间对杏核活性炭孔隙性能影响的研究

通过测定试样活性炭的充填密度、水容量、比表面积、孔径分布和吸附等温线，研究了活化时间不同的３种活性炭的孔隙性能得知：随着活化时间的增加，大孔、过渡孔、微孔的容积和总孔容积都增大；大孔容积在总孔容积中所占的比例逐渐增加，微孔容积所占的比例逐渐减少，过渡孔容积所占的比例增加到一定数值后又减少；微孔分布的极大值移向半径大的一侧，半径小于０．９ｎｍ的微孔量迅速减少。     

生物改性竹炭对污水净化效果的研究

对不同最终炭化温度(300~700℃)的竹炭进行比表面的测定,结果表明炭化温度为700℃的竹炭具有较大的比表面积(385m²/g)。将炭化温度为700℃的竹炭进行生物改性处理,利用竹炭本身的吸附能力及微生物菌群的生物降解作用,对污水进行处理,实验结果表明:生物改性竹炭对污水中COD去除率达到94.00%,氨氮的去除率达到96.67%,色度去除率达到88.73%,浊度去除率达到92.56%。通过扫描电镜分析生物改性竹炭,观察到竹炭的表面和内部孔隙均分布着丰富的微生物菌群。可见,以竹炭作为载体,为微生物聚集、繁殖生长提供了良好的场所,在适当的温度及营养条件下,能够同时发挥竹炭的吸附作用和微生物的生物降解作用,使水质得到净化。     

竹炭比表面积影响因素的分析

选用不同种类、年龄的竹材制备竹炭,考察了炭化温度和炭化时间,以及竹材种类、年龄对竹炭的得率、比表面积等指标的影响。结果表明:竹炭得率受炭化温度和时间的影响显著,竹种之间略有差异,而与竹龄无紧密关系;竹炭比表面积主要受炭化温度和炭化时间的影响,在炭化温度800℃、炭化时间2~3 h下,制得竹炭的比表面积最大。     

纳米TiO_2改性竹炭吸附与降解空气中苯的研究

采用纳米TiO2对竹炭进行改性,并结合FT-IR、EPR图谱及SEM对其性能和结构进行表征,通过气相色谱法研究了改性竹炭对空气中苯的净化效果。结果表明,TiO2既负载到竹炭孔隙的边沿和表面,又没有堵塞竹炭的特殊孔隙,且改性竹炭的自旋数由8.7×1013增加到8.9×1017。结果显示,纳米改性竹炭可将空气中的苯污染物降解为无毒、无害的二氧化碳和水,且在紫外灯照射下的降解效果最好;当纳米TiO2含量为3%时,改性竹炭降解苯12h的净化率可达93.50%。     

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。     

高性能竹炭水蒸汽活化制备烟用竹活性炭工艺研究

采用正交试验设计,研究活化温度、活化时间和水蒸气用量对活性炭吸附性能、活化得率和固定碳含量的影响.并分析活性炭的孔结构特征,结果表明竹活性炭的低温氮气吸脱曲线属于典型的微孔结构活性炭的吸附曲线,其BET和微孔比表面积、总孔和微孔容积的数值是原料竹炭的2倍左右,但活化时间的延长对活性炭的微孔结构参数影响较小,不影响低分子有害物质的去除.得到最佳活化工艺条件为:活化时间1.5h、活化温度900℃、水蒸汽用量430～480 g·h-1.制得竹活性炭具有较高的碘、亚甲基蓝和苯酚吸附值,优异的孔结构,活化得率可达45％,强度93.76％.最佳工艺制备的竹活性炭达到烟用活性炭国家烟草行业标准,基本达到净化空气用煤质颗粒活性炭国家标准,高性能竹炭制备烟用竹活性炭是可行的.     

高比表面积竹炭基活性炭的孔结构对电容性能的影响

以毛竹为炭前驱体,KOH作活化剂,制备具有高比表面积的活性炭(HSAAC)材料,考察了KOH与竹炭的质量比(碱炭比)对活性炭孔结构、吸附性能和电容性能的影响。结果表明:随着碱炭比值的增加,活性炭的比表面积、中孔容积和总孔容增大,微孔孔容先增大后减小;碘吸附值、亚甲基蓝吸附值均呈现先增大后减小的趋势,碱炭比值为4时达到最大,分别为2 168和569 mg/g。当碱炭比值为4时,可制得比表面积为2 610 m2/g、总孔容为1.24 cm3/g(其中微孔孔容0.81 cm3/g,中孔孔容0.382 cm3/g)的活性炭材料。以其为电极材料组装的电容器在30%H2SO4电解液中的比电容为206 F/g。