杉木树皮基活性炭的制备、表征及其电化学性能研究

以林业废弃物杉木树皮作原料,通过低温炭化和KOH高温活化两步法制备了具有高表面积和孔隙率的杉木树皮基活性炭并应用于超级电容器电极材料。以碱炭比和活化温度为试验因素,以电流密度0.5 A/g下的质量比电容为响应值,进行中心复合设计(CCD)和响应面分析。研究结果表明：杉木树皮基活性炭的比表面积最高可达1 522 m²/g,最大孔容可达0.84 cm³/g,此时平均孔径为1.12 nm,且同时存在大量的中孔和微孔。碱炭比和活化温度的交互作用对比电容的影响显著,响应面法优化得到杉木树皮基活性炭最佳制备工艺为：碱炭比值为3,活化温度605℃,此条件下炭材料的比电容为185.7 F/g。对优化条件下制备的活性炭进行电化学性能测试发现：在0.5 A/g条件下的最大比电容为188 F/g,且具有良好的倍率性能(85.1%)。     

油茶果壳活性炭的制备及其吸附性能

以废弃的油茶果壳为原料,通过炭化及Na OH活化等工艺可以制备出具有高比表面积和优异吸附性能的油茶果壳活性炭。然而较高的炭化温度不仅造成能源的浪费,而且可能导致油茶果壳活性炭结构及吸附性能的大大减弱;因此,优化油茶果壳活性炭制备工艺,对提高其吸附性能及废弃油茶果壳的增值化利用非常重要。采用单因素实验法探究了炭化温度和Na OH用量等制备条件对油茶果壳活性炭得率、结构及吸附性能的影响,结合扫描电镜(SEM)分析和X射线衍射(XRD)分析对油茶果壳活性炭的结构和微观形貌进行了评价。研究结果表明,随着炭化温度的升高,炭化物得率不断降低,活性炭吸附性能先略微升高后逐渐下降;随着Na OH用量的增加,活性炭得率不断降低,其吸附性能先上升后略有下降。在较佳的工艺条件(炭化温度290℃、碱炭质量比3∶1)下制备的油茶果壳活性炭的比表面积为2 329.1 m2/g,亚甲基蓝吸附量和脱除率分别为1 573.6 mg/g和98.3%。SEM结果表明,所制备的活性炭具有良好的多孔结构,在孔壁上广泛分布有微小的孔道; XRD结果表明,油茶果壳活性炭具有较低的石墨化程度。本研究采用较低的炭化温度和较低的Na OH用量制备出了性能优异的油茶果壳活性炭,对油茶果壳的高值化利用具有重要意义。     

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。     

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。     

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.     

山核桃壳制吸附汽油蒸气的载体活性炭试验

以山核桃壳为原料，采用磷酸活化法活化，经过浸渍、膨胀塑化、炭化、活化、漂洗和烘干等工序制得汽油蒸气吸附载体活性炭。采用正交试验方法，研究了磷酸浓度、炭化温度、活化温度和活化时间对活性炭吸附性能的影响。结果表明，较优的制炭工艺条件为：磷酸浓度85％，膨胀塑化130℃，炭化温度250℃，活化温度480℃，活化时间120 min。在较优工艺条件下制得活性炭试样，它的丁烷工作容量为13.55 g/100 mL，25℃时汽油蒸气吸附量为605 mg/ g，BET 比表面积为2215.37 m2/ g，孔容积为1.4247 cm3/ g。     

樟子松气化联产炭制备活性炭的试验

樟子松在采伐、造材和加工过程中产生大量废弃木片、枝丫条等林业三剩物,而生物质多联产气化反应系统可将废弃物气化,产生可燃气、提取液和生物质炭3类产品。为了增加生物质的利用效率,提高生物质气化多联产系统的经济效益,笔者以Na OH为活化剂,研究以废弃樟子松木片气化炭为原料的活性炭的制备工艺,分析碱炭比、活化时间及活化温度对活性炭的比表面积、孔径分布、碘值以及得率的影响。研究结果表明较佳的工艺条件为碱炭比2.5、活化时间1.5 h、活化温度800℃,该条件下的活性炭得率为45.6%,比表面积1 702.217 0 m2/g,碘吸附值1 800 mg/g,微孔百分比79.85%,过渡孔百分比19.47%,平均孔径2.18 nm。     

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。     

KOH活化木质碳纤维的孔隙结构及其成孔机理

由于化石资源价格昂贵且面临着日益枯竭的危机,以木材等生物质资源代替化石资源生产活性炭纤维已势在必行。KOH活化制备的木质活性炭纤维孔隙结构较为单一,极大地限制了其应用领域,为了更好地对其孔隙进行调控,需对木质活性炭纤维的孔隙结构生成及其演变有一个全面的认知。笔者总结了原料以及KOH为活化剂处理木质活性炭纤维的工艺因子,如炭化温度、碱碳比、浸渍时间、活化时间对孔结构的生成、扩展的影响,并重点归纳了KOH活化木质活性炭纤维孔隙结构的生成及演变机制。在此基础上,凝炼出KOH活化木质活性炭纤维研究领域存在的诸如木质原料主化学成分是如何参与活性炭纤维孔隙构造,以及在KOH活化处理过程中孔隙结构的中间反应,即活化反应过程或生成路径的科学问题,同时指出了今后该领域应重点研究的几个方向。     

KOH活化制备高比表面积竹活性炭研究

研究了KOH浸渍量、活化温度、活化时间等因素对活性炭收率、微孔结构和吸附性能的影响，结果表明：当碱，竹比为0．7，炭化温度为500℃，炭化时间为1h，活化温度为800℃，活化时间为20min时，所制得的活性炭的微孔比表面积达2492m^2／g、碘吸附值2382mg／g、亚甲基蓝吸附值558mg／g。     

利用低温竹炭制备竹活性炭初步研究

选用低温竹炭为原料、氢氧化钾为活化剂,制备不同炭碱比和不同活化时间的竹活性炭。运用傅立叶红外光谱议(FTIR)、比表面积测定仪(BET)等仪器对竹活性炭表面官能团、比表面积和孔径结构及比电容进行了测试和分析。结果表明,炭碱比1:4、活化温度700℃、活化时间3h条件下制备的竹活性炭,比表面积为2897.7m2/g,总孔容为1.340cm3/g,平均孔径为2.59nm,亚甲基蓝吸附值为27.7ml/0.1g,碘吸附值为1920mg/g,作为超级电容器(EDLC)的电极,其比电容为114.4F/g。     

石墨烯改性椰壳活性炭复合材料的制备及其电化学性能研究

以椰壳为原料,水蒸气活化法制备了椰壳活性炭(AC),并以乙醇和水作为溶剂,采用水热法将AC与石墨烯(GR)按质量比90∶0、90∶5、90∶54、90∶90和54∶90复合,将制得的复合材料(GAC1~GAC5)作为电极应用于超级电容器。通过氮气吸脱附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)方法表征了活性炭的孔结构和表面形貌;采用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)方法分析比较不同复合比例下超级电容器电极材料的性能。实验结果表明:在炭化温度800℃,活化温度900℃及活化时间1.5 h的条件下制备的椰壳活性炭比表面积为2482 m^2/g,其孔径主要分布在2~4 nm,孔容可达1.33 cm^3/g,在6 mol/L KOH电解液中比电容为85 F/g,石墨烯改性的复合材料GAC-5作为电极材料具有优异的电化学性能,在电流密度1 A/g时比电容可达186 F/g。     

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。     

四川省纳溪区孝顺竹林生态系统碳储量及其空间分配格局

利用标准样方法研究了孝顺竹林生态系统碳含量、碳储量及其空其间分配格局。结果表明:孝顺竹林乔木层各器官碳含量介于0.4893 g.g-1~0.5222 g.g-1之间,从高到低排序依次为竹秆(0.5222 g.g-1)竹根(0.5177 g.g-1)竹蔸(0.5041 g.g-1)竹叶(0.4967 g.g-1)竹枝(0.4893 g.g-1);土壤层碳含量随深度增加而降低,0~20 cm为0.0104 g.g-1,20 cm~40 cm为0.0046 g.g-1;生态系统各组分碳含量表现为乔木层(0.5148 g.g-1)枯落物层(0.4837 g.g-1)土壤层(0.0076 g.g-1);孝顺竹林生态系统碳储量为44.8599 t.hm-2,空间分布序列为土壤层(41.2518 t.hm-2)乔木层(3.5965 t.hm-2)枯落物层(0.0116 t.hm-2),分别占91.95%,8.02%和0.03%。     

桉叶抗氧化物的提取与抗氧化性质研究

以广林9号桉叶粉为材料,通过单因素和正交实验,确定最佳提取条件为50％乙醇、料液比1：20、50℃提取1h;抗氧化稳定性研究表明：光照、空气和温度对提取物抗氧化活性均有较大的影响,而pH值对其影响较小;对酚类物质的含量进行测定,表明提取物中酚类物质的含量与抗氧化效果成正相关;以有机溶剂对上述提取物进行萃取,抗氧化效果为正丁醇萃取物〉乙酸乙酯萃取物〉水萃取物〉石油醚萃取物;然后比较了不同浓度乙醇作为洗脱剂对正丁醇萃取物分离的影响,以50％和70％乙醇洗脱成分活性最强。     

碱性溶液提取荞麦水溶性多糖的研究

研究用碱溶液（0．3mol／LNaOH）提取养麦水溶性多糖,分别用料液比（1：30,1：40,1：50）和提取时间（1h,2h,3h）,提取温度（70℃,80℃,90℃）3因素3水平正交法提取多糖,并研究了这3个因素对多糖得率的影响,方差分析表明温度对多糖提取影响较显著（P〈0．1）,料液比和时间影响不显著。在本实验条件下,荞麦多糖的得率迭25．16％。同时用Sevag方法除蛋白,石油醚回流脱脂,淀粉酶,纤维素酶除去淀粉和纤维素,双氧水脱去色素对多糖进行了纯化。     

栗树苗期干物质累积与氮、磷、钾吸收特性

该文对栗树苗期干物质累积以及氮、磷、钾吸收特性进行研究,结果表明:随着苗龄增加,栗树苗干物质累积总量明显增加;栗树苗期对N、P、K的吸收量为N>K>P,对N的吸收量明显高于对K、P的吸收量;对N、P、K的吸收比例为N∶P2O5∶K2O=5∶1∶1。     

广东省不同林分土壤A层有机碳密度估算及其影响因素分析

采用重铬酸钾容量法测定广东省桉树林、马尾松林、杉木林、阔叶混交林、针阔混交林5种主要林分下的土壤A层有机碳密度。结果表明：5种林分土壤A层有机碳密度在2．38—122．85t／hm2,有机碳密度排列为阔叶混交林〉针阔混交林〉桉树林〉杉木林〉马尾松林;并对土壤A层有机碳密度的主要影响因素进行分析,为评价不同林分类型的碳汇功能提供参考。     

固化过程中木质碳纤维原丝微细结构的生成演化

将杉木木粉经苯酚液化、熔融纺丝后,在甲醛、盐酸和蒸馏水组成的固化液中固化,得到木质碳纤维原丝。讨论了木质碳纤维原丝在固化过程中的表面形貌、官能团变化、微晶结构和热稳定性。得到的结论如下：①固化过程中,原丝表面保持平滑,未发生明显变化,固化升温时间达到4h后固化比较完全,原丝内部结构致密。②固化条件为3h＋2h时,苯环上的H原子开始被取代,原丝进入固化交联初阶段。升温时间达到4h后生成的亚甲基键和苯环上的羟基发生脱水缩合反应,生成C—O—C和少量C—C=O结构,交联反应加强。③不同固化阶段原丝的片层间距（d002）均稳定在0．448～0．479范围内,同时,沿c轴上的堆积高度（Lc）在1h＋2h时最小,2h＋2h时最大,2h后略微下降,随着固化时间增加,维持在0．805—0．833范围内。④固化初期原丝的热稳定性较差,在900℃失重率达99．3％;升温时间从2h到5h时,失重率从63．9％逐渐降到52．8％,原丝稳定性提高。⑤原丝中微孔的比例随固化时间的增加呈增大趋势,固化过程中有部分非微孔的孔隙向微孔转化。     

纳米TiO2与活性炭纤维复合降解空气中甲醛

通过Sol—Gel法和超临界干燥手段制备具有网络结构和纳米级粒径的TiO2气凝胶,并使之与活性炭纤维（ACF）复合,经过450℃高温煅烧,即可获得具有较高光催化活性和强吸附性的TiO2／ACF复合材料,用以降解目标污染物甲醛。以钛酸丁酯（Ti（OC4H9）4为原料,乙醇、乙酸和乙酰丙酮为水解催化剂制备醇凝胶,溶胶反应液的配比为Ti（OR）4：EtOH：H20：AcOR：ACACH：20：40：5：0．2：2（体积比,mL）。经超临界流体干燥后,在扫描电镜（SEM）下观察,TiO2在ACF的每根纤维上负载均匀,其粒径大小均匀,尺寸均在40—50nm范围内,具有网络结构,空隙率大。在紫外光的作用下,可在25min内使游离甲醛从6．58mg／m^3降至0．99mg／m^3;甲醛的降解效果依次为：TiO2／ACF1〉TiO2／ACF0〉ACF。