物理法制备炭陶复合吸附材料及其表征

以木炭和黏土为原料,采用物理法制备炭陶复合吸附材料,讨论温度和保温时间对其吸附性能的影响,采用扫描电镜(SEM)和全自动比表面积及孔径分析仪对其微观结构和孔径分布进行表征,提出原位活化的思路.结果表明:热处理过程中,木炭的收缩在木炭和陶土之间形成发达的孔隙;黏土在烧结之后并没堵塞活性炭的孔隙结构;块状炭陶的吸附性能比粉状的高;炭陶在制备过程中受原位活化作用.在较优的工艺条件下,炭陶复合吸附材料的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为127.5和543.6 mg·g-1.     

磷酸法颗粒活性炭对无水乙醇的吸附性能

采用磷酸活化法制备木质颗粒活性炭,并探讨其对无水乙醇的吸附性能。结果表明,随着捏合温度、捏合时间、浸渍比、活化温度和保温时间的增加,活性炭的乙醇吸附率呈先升后降的趋势。在较佳生产工艺:捏合温度130℃,捏合时间60min,浸渍比1.25,活化温度450℃和保温时间1.0 h下,颗粒活性炭的乙醇吸附率为63.38%。     

高比表面积竹质活性炭的制备与性能研究

以竹子为原料、磷酸为活化剂,在不同条件下制备竹基活性炭,考察浸渍比、活化温度、活化时间、升温速率等因素对竹质活性炭产品吸附性能的影响,得到亚甲基蓝吸附值最高达200 mL/g、焦糖脱色率最高达120%的高吸附性能竹质活性炭。研究结果表明最佳工艺条件为:浸渍比3∶1(g∶g),活化温度400℃,升温速率10℃/m in,活化时间40 m in。对所制得的竹质活性炭产品进行扫描电镜(SEM)分析、N2吸附分析,结果表明所制得活性炭具有较高的BET比表面积(2 103 m2/g)和发达的孔结构。     

落叶松基氮掺杂泡沫炭的制备及其CO2吸附性能研究

以落叶松木屑为原料,尿素为氮源,采用苯酚液化-物理发泡-活化工艺制备了落叶松基氮掺杂泡沫炭.通过SEM、XRD、XPS、TG和N2吸附-脱附等温线对材料的形貌、表面化学性质和孔结构进行表征,并测试了材料的CO2吸附容量和CO2/N2吸附选择性,考察了氮掺杂量及活化温度对CO2吸附性能的影响.研究结果表明:泡沫炭材料具有...     

桂花树干生物炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

通过桂花树干制备生物炭，利用硝酸和高锰酸钾对桂花树干生物炭进行修饰(活化)处理，研究了其对水溶液中染料亚甲基蓝(MB)的吸附能力。研究了温度、pH值、吸附时间和初始浓度对生物炭染料吸附性能的影响。生物炭及改性生物炭准二级动力学拟合的判决系数均为0.999。准二级动力学模型模拟的平衡吸附量更符合实际值。采用扫描电镜(SEM)和紫外分析方法(UV-vis)对生物炭吸附剂改性前后进行了测试，研究表明：改性桂花树干生物炭可以作为合成染料的高效吸附剂。     

两步炭化法制备高活性木炭

500℃下炭化杉木屑,再将此炭化料在较高温度下,进行第二步炭化,制得高活性木炭。讨论了温度、保温时间、升温速率等因素对产品吸附性能的影响。结果表明,随着温度的升高、保温时间的延长,亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、苯吸附值呈现上升趋势;随着升温速率的增大,得率、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、苯吸附值呈现下降趋势。在相对较优的实验条件下,制得了亚甲基蓝吸附值为330 mg/g,碘吸附值1 068.3 mg/g,苯吸附值105.28 %、得率为14.29 %的高活性木炭。研究认为两步炭化有利于进一步提高木炭的比表面积及吸附性能。第二步炭化时,在微量空气的作用下,对木炭产生了活化效果。研究表明,两步炭化法工艺比较简单,对设备要求不高。     

桐壳基活性炭的制备及其对有机物的吸附性能

以桐壳为原料,在通氮速率为200 mL/min、活化温度400℃、升温速率10℃/min和活化时间1 h的条件下,采用氯化锌活化法制备了桐壳基活性炭,并采用SA3100型表面积和细孔分析仪及扫描电镜等分析方法,对所制备的桐壳基活性炭的表面细孔结构进行了表征;同时,还进行了亚甲基蓝和苯酚溶液的吸附实验。结果表明,所制备的桐壳基活性炭的比表面积和细孔总体积可分别高达1 995 m2/g和1.521 mL/g,其对亚甲基蓝和苯酚吸附能力随氯化锌用量的增加而增加,其中CT3.0对苯酚吸附能力高于普通商品活性炭,可望成为一种高效的有机污染物吸附材料。     

木质素基炭材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以工业残渣玉米芯木质素(CL)为原料,利用磷酸、氢氧化钾和氯化锌分别对其活化制备木质素基炭材料PA-CL、PH-CL和ZC-CL,并将其应用于废水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附。3种活化方法对比分析表明:磷酸活化工艺简单、环保、活化温度低,对Cr(Ⅵ)的吸附效率高于氢氧化钾、氯化锌活化样品。PA-CL在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L、50℃、投加量为0.05 g时,吸附5 min,Cr(Ⅵ)去除率可达79.2%,40 min时达到96.5%,吸附效果较好。采用FT-IR、SEM等手段分析PA-CL的结构及形貌,Boehm滴定法测定炭材料表面官能团数量,结果表明:磷酸根基团被引入PA-CL样品表面,使得总酸度由原料木质素的2.54 mmol/g增大到3.20 mmol/g,有利于重金属Cr(Ⅵ)的吸附。PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附符合反应动力学准二级模型方程,平衡吸附量(q_e)为390.625 mg/g,R~2为0.991 0;吸附等温线符合Langmuir模型,不同温度下的R~2均大于0.9,说明PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附为化学吸附过程占主导的单分子层吸附。     

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。     

油樟叶渣制备活性炭工艺研究

以油樟叶渣为原料采用磷酸活化法制备活性炭,研究了浸渍比、升温速度、活化温度、活化时间等工艺条件对活性炭性质的影响。结果表明:在浸渍比为1∶3、活化温度420℃、升温速度60℃·min~(-1)、活化时间60 min条件下,制得的油樟叶渣基活性炭得率为36.5%,比表面积为1 107 m~2·g~(-1),亚甲基蓝吸附值为160 mg·g~(-1),碘吸附值935 mg·g~(-1)。     

氢氧化钠活化杉木屑制备活性炭的研究

采用杉木屑为原料,氢氧化钠为活化剂制备木质活性炭产品,探讨活化时间、活化温度、氢氧化钠浓度等工艺参数对木质活性炭的得率和吸附性能的影响.结果 表明,随活化温度、氢氧化钠浓度和活化时间的增大,木质活性炭的得率呈不断下降的趋势,木质活性炭的吸附性能呈先上升后下降的趋势.较优的工艺条件为:活化温度850℃、活化时间1.0h、...     

高温重整调控木质成型活性炭性能的研究

为了研究高温重整方法对活性炭性能的影响,以商品磷酸法木质成型活性炭为原料,考察了不同升温/降温方式、重整温度和重整时间对活性炭强度、孔结构、着火点和官能团的影响。结果表明:快速升温至800℃重整活性炭30~75 min后快速降温的方式(快速升温/快速降温(FH/FC))可使活性炭强度提高5.75%~6.39%,得率保持在83.54%以上,比梯度升温/自然降温(GI/ND)更高效节能。对经800℃重整30和60 min后的活性炭的孔结构和吸附性进行研究,发现活性炭的比表面积和总孔容积分别下降约400 m2/g和0.3 m3/g,孔径分布在1.2 nm以下的微孔所占的比例增加,对亚甲基蓝的吸附性能略有下降,而对碘的吸附性能略有提高,丁烷工作容量下降15%以内。经高温重整后,活性炭的着火点显著提高,800℃重整60 min后,着火点提高100℃以上,这与高温重整后活性炭表面含氧官能团数量的减少有关。     

竹节制备提金活性炭及其表征

以竹节为原料,采用水蒸气活化法制备提金活性炭,研究温度、保温时间、水蒸气流量等因素对活性炭性能的影响,并对其孔隙结构进行表征.结果表明:随着温度和保温时间的增大,活性炭的吸附性能总体呈上升趋势;随着水蒸气流量的增加,活性炭的吸附性能呈先升后降的趋势;N_2吸附等温线的分析表明,竹节活性炭具有发达的微孔、中孔、大孔结构.在较佳的试验条件下,活性炭的强度、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、比表面积、总孔容积和微孔容积分别为97.5%,262 mg·g~(-1),1 072.7 mg·g~(-1),1 334.2 m~2·g~(-1),0.671 mL·g~(-1)和0.574 mL·g~(-1).     

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。     

高温炭化法制备竹炭的研究

采用高温炭化法制备竹炭,探讨温度、保温时间和升温速率对竹炭吸附性能的影响,并通过N2吸附等温线对其孔隙结构进行表征。结果表明:随着温度提高、保温时间延长,竹炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值呈现逐步增长的趋势;升温速率的提高,促进了炭素前驱体石墨化程度的提高,不利于竹炭孔隙结构的发达;高温炭化法可以制得微孔、中孔、大孔较发达的竹炭。在较佳的实验条件下,高温炭化法可制得亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为280 mg.g-1和947.3 mg.g-1的竹炭。     

木屑炭流态化活化工艺研究

以木屑炭为原料,水蒸气为活化剂,采用流态化工艺制备活性炭,研究了活化温度、载气流量、水蒸气流量、进料速度等因素对活性炭性能的影响。通过正交试验,确定了最佳工艺条件为活化温度870℃、载气流量250 m3/h、水蒸气流量150 m3/h、进料速度54 kg/h。在最佳工艺条件下,产品碘吸附值为1 162 mg/g,得率为31.62%。方差分析表明:对活性炭产率来说,只有活化温度的影响达到显著水平,其它因素的影响均不显著;对活性炭碘吸附值来说,活化温度、水蒸气流量、载气流量3因素的影响均达到显著水平。     

磷酸法制备活性炭工艺研究

以杉木屑为原料,采用磷酸浸渍在高温下对其进行活化,制备活性炭。探讨温度、保温时间、磷酸浓度对活性炭性能的影响。结果表明,随着温度和保温时间的增加,活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和苯吸附值总体呈上升的趋势。随着磷酸浓度的增加,活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值呈先降后升的趋势。在较优的实验工艺下,活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和吸苯率分别为330.0 mg·g-1、1 015.7 mg·g-1和59.2%。     

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。     

甘蔗渣热解气化特性的研究

在实验条件下,考察反应温度、升温速率、物料颗粒大小等因素对蔗渣在水蒸气中的热解气化特性的影响。实验结果表明,热解终温越高,物料粒径越小,越有利于产生高质量的热解气。在先到达热解终温,再通入水蒸气的操作条件下,升温速率的改变对气化效果的影响并不突出,而热解终温是热解气化过程主要的决定因素。实验在最佳条件,温度采用粉末物料在1 000℃进行热解可以得到高热值合成气10 M J/Nm3,和较高的产气率1.7 m3/kg。     

KOH活化木材苯酚液化物炭纤维的制备与孔结构分析

为了考察碱／炭比、炭化温度以及活化温度对活性炭纤维孔结构的影响,以木粉为原料经液化、纺丝、固化、炭化及KOH活化工艺过程制备了木材苯酚液化物活性炭纤维;采用正交实验方法优化了活性炭纤维制备工艺。结果表明：诸因素中的显著性依次为活化温度〉炭化温度〉碱／炭比;优化组活性炭纤维的比表面积为1546m^2／g;400℃炭化温度下制备的活性炭纤维具有较高的中孔比率。