废弃粉状活性炭制备糖液脱色用成型活性炭

为了再生废弃粉状活性炭,将废弃粉状活性炭、煤焦油和聚乙二醇混合搅拌,并经成型、炭化和活化制备成型颗粒活性炭。采用国家标准和氮气吸附法分析测试活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、焦糖脱色率、比表面积和比孔容积等,利用热重分析方法研究废弃粉状活性炭、煤焦油和聚乙二醇3种组分及其混合物的热解特征,考察聚乙二醇的用量、分子量以及活化的温度和时间对成型活性炭吸附能力与孔隙结构的影响。研究结果表明:采用粉状活性炭、煤焦油和聚乙二醇混合成型的热再生方法可以制备出糖液脱色用颗粒活性炭;聚乙二醇添加剂可以显著提高活性炭的亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率,促进中孔的形成,但聚乙二醇分子量的影响不明显;在废弃粉状活性炭与聚乙二醇4000的质量比为6∶1,粉状活性炭与煤焦油的质量比1∶1.6,活化温度和时间分别为900℃和2 h等条件下,可以制备出亚甲基蓝吸附值达205 m L/g和焦糖脱色率达到110%的糖液脱色用成型颗粒活性炭。     

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。     

木糖脱色用活性炭的成型工艺

针对木糖脱色用粉状炭环境污染严重、废炭回收困难、再生处理不易等缺点,选择合适的粉状活性炭和黏结剂,研究其成型工艺。通过试验得到木糖脱色用成型活性炭的最佳工艺条件为:m(炭粉)∶m(复合黏结剂)∶m(水)=1∶0.4∶2.5,复合黏结剂中含有A和B两组分,m(A)∶m(B)=1∶4。混合成型后在150℃下干燥,强度在87%以上;温度在80℃左右,对木糖液脱色效果最佳,脱色率为75.36%;常温酸碱浸泡几乎对试样没有破坏,用酸碱煮沸5 min,颗粒表层略微有脱落,但对整体结构没有破坏。成型后活性炭的相关性能为:碘吸附值985mg/g,亚甲基蓝吸附值225 mg/g,焦糖脱色率60%,比表面积1 438.56 m~2/g。吸附饱和后的成型活性炭经酸洗后,再生性能较好。     

竹热解气化副产物改性制备高性能成型活性炭及其表征

以竹热解气化产生的炭副产物为原料，高分子化改性焦油等为黏结剂，经液压成型、热解交联、水蒸气活化制备竹质成型活性炭，分析了不同黏结剂的成型机制，考察了黏结剂类型、改性焦油添加量、活化温度、活化时间对活性炭性能的影响，结果发现：焦油经芳香化交联改性后，相对分子质量和热稳定性提高了，对竹炭孔道的堵塞作用减轻了，炭颗粒间的黏结和热解交联作用增强了，可制备高性能的竹质成型活性炭；以40 g竹炭粉为原料，在改性焦油添加量12 g、炭化温度550℃、炭化时间90 min、水蒸气活化温度850℃、水蒸气活化时间80 min的条件下制得成型活性炭，其碘吸附值1 232 mg/g,亚甲基蓝(MB)吸附值240 mg/g,强度91%,得率48.5%,比表面积和总孔容分别为1 157 m²/g和0.478 1 cm³/g,对甲苯和四氯化碳的吸附率分别为385 mg/g和75.2%,且成型活性炭的微孔孔容与甲苯和四氯化碳吸附率呈正比关系。     

椰壳碎炭制备高强度柱状颗粒活性炭试验

以椰壳活性炭生产过程中产生的粉末碎炭为原料,羧甲基纤维素钠为黏结剂,无机助剂硅酸盐为增黏剂,按一定质量比混炼、挤条、成型,再经过热处理制得耐水高强度柱状颗粒活性炭。试验考察了助剂添加量、热处理温度、热处理时间等因素对产品炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度的影响。随着硅酸盐添加量的增加,颗粒活性炭的耐磨强度呈增大趋势;随热处理温度的升高,颗粒活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值不断增加。但另一方面,随热处理时间的延长,耐磨强度呈逐渐下降趋势。利用红外分析仪、综合热分析仪和全自动比表面积与孔隙分布分析仪对颗粒活性炭进行分析。在羧甲基纤维素钠用量2%、助剂添加量20%、热处理温度350℃、热处理时间0.5 h条件下,制备出的颗粒活性炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度分别为815.37mg/g,163.50 mg/g和99.72%,并且具有良好的耐水能力。     

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.     

磷酸法自成型木质颗粒活性炭孔隙结构分析及其甲烷吸附性能

以杉木屑为原料,在不额外添加粘结剂的工艺下,采用磷酸活化法制备自成型颗粒活性炭,并对其活化工艺、孔隙结构和甲烷吸附性能进行了分析。结果表明:随着活化温度的升高,颗粒活性炭的吸附性能先升后降,450℃时吸附性能最佳,强度不断升高;浸渍比的增加有利于颗粒活性炭吸附性能的提高,不利于其强度的增大。氮气吸附等温线和压汞法分析表明:颗粒活性炭具有发达的微孔、中孔和大孔结构,浸渍比的增加有利于颗粒活性炭比孔容积的增加,不利于堆积密度和表观密度的增加。在活化温度450℃,压力3.4 MPa时单位质量和单位体积的颗粒活性炭的甲烷吸附值在浸渍比1.25时达到最大,分别为125.6 m L/g和115.2 L/L。     

生物质成型炭的制备及其性能研究

以生物质炭粉为原料制备成型炭燃料,考察了黏结剂种类、用量以及热处理温度对成型炭性能的影响.结果表明:羧甲基纤维素用作黏结剂制备得到的成型炭性能优于以淀粉为黏结剂制备的成型炭,并且得到最优的工艺条件为黏结剂添加量为6％,在200℃下热处理1h.测定了制备得到的成型炭的理化性能,其固定碳质量分数可达到88.95％,热值为30.6 kJ/g,强度为99.83％.     

CMC粘接法制备柱状成型活性炭

以羧甲基纤维素钠(CMC)为粘接剂制备了柱状成型活性炭,研究了炭化温度、CMC添加量对产物吸附性能、孔结构及强度的影响。结果表明,随着炭化温度的升高,柱状成型活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值均呈现下降趋势;随着CMC添加量的增加,柱状成型活性炭的比表面积、总孔容、微孔容、平均孔径及亚甲基蓝吸附值、碘吸附值及对甲苯的吸附能力均逐渐降低,其强度逐渐增大。CMC粘接法制备柱状成型活性炭的最佳工艺为炭化温度200℃,CMC添加量10%,产物比表面积可达844.9 m2/g,亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为189.2及968.2 mg/g,强度可达99.83%,甲苯的吸附率达65.5%。     

工业木质素用于制造木陶瓷

以工业木质素为原料制造新型多孔炭材料木陶瓷,并对产品得率、强度及微观结构形态进行了研究。结果表明,随着酚醛树脂用量的增加,木质素陶瓷的质量得率和体积得率略有增加,抗弯强度大大提高,抗压强度也提高明显。当木质素与酚醛树脂质量比为1．33∶1时,木质素陶瓷的抗弯强度为1．88MPa,抗压强度达3．86kN/cm~2。微观结构分析表明,在木质素—酚醛树脂复合板中有团块状木质素夹杂出现,高温烧结后样品孔隙结构增多。高温烧结前后样品的比表面积分别为0．2448m~2/g和0．9742m~2/g。     

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。     

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。     

由粉状活性炭制备球形颗粒活性炭的研究

活性炭是一种重要的工业吸着剂,目前,我国活性炭分粉状和颗粒两大类型.由于粉状活性炭原料来源广、工艺简单、产量较大.但近几年来,随着现代工业的发展以及大气污染、水质污浊等方面原因,对颗粒活性炭的需要量增长.通常,颗粒炭的生产是原料粉碎、成型、炭化、活化而制得,工艺繁杂.为此,本试验就粉状活性炭与一定量的粘结剂直接制成颗粒活性炭进行了初步的研究.通过对粘结剂种类和配比的选择,制备的颗粒炭吸附性能和球磨强度等均能达到历来颗粒炭的指标要求.     

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。     

水蒸气法制备橡胶籽壳活性炭的研究

采用橡胶籽壳炭为原料,以水蒸气为活化剂制备吸附性能优良且得率高的活性炭。通过正交试验设计,研究活化温度、活化时间及水蒸气用量对活性炭吸附性能的影响。得到最佳活化工艺条件为:橡胶籽壳炭量1.0 kg,活化温度880℃,活化时间40 m in,水蒸气用量8 kg/h。制得的优质橡胶籽壳活性炭的亚甲基蓝脱色力240 mg/g,碘值1 113 mg/g,强度94.2%,得率40.5%。     

磷酸活化法活性炭性质对亚甲基蓝吸附能力的影响

在空气、氮气和水蒸气3种气氛下,以杉木为原料分别制备了4种磷酸活化法活性炭。考察了活性炭的表面官能团和孔隙结构对亚甲基蓝吸附能力的影响。根据氮气吸附等温线分析了活性炭的孔隙结构,采用Boehm酸碱滴定方法测定了活性炭的表面官能团含量,并测定了活性炭的亚甲基蓝吸附等温线。结果表明:活性炭的孔隙越发达,其亚甲基蓝吸附能力越强。提高活性炭的表面官能团含量,一方面有利于亚甲基蓝分子以更紧密的排列方式被活性炭所吸附,促进吸附;另一方面,对活性炭中吸附亚甲基蓝分子有效的孔隙可能产生屏蔽作用,不利于吸附。当活性炭的表面官能团含量提高时,对于中孔发达的活性炭,前者占优势,亚甲基蓝吸附量增加;而对于微孔活性炭,后者则占优势,亚甲基蓝吸附量减少。     

水蒸气活化制备竹质成型活性炭及其对二硫化碳的吸附性能

竹材是重要的林业可再生资源,以竹材代替木材制备活性炭可节省大量木材。以竹粉为原料,经磷酸活化成型后进行水蒸气二次活化,在不同工艺条件下制备了高吸附性能活性炭。通过碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、N_2吸附-脱附等温线、二硫化碳动态吸附量等对所制活性炭的性能进行表征。结果表明:在磷酸浸渍比1.2∶1、活化时间20 min、活化温度450℃,水蒸气活化温度875℃、活化时间1 h、流量3.0 m L/min条件下,制得的活性炭BET比表面积为1 264.60 m~2/g、总孔容积为1.227 cm~3/g、平均孔径为3.88 nm、碘吸附值为1 452.96 mg/g、亚甲基蓝吸附值为307.5 mg/g、强度为91.76%、得率为30.42%;在动态干燥和30%相对湿度条件下,对二硫化碳的单位质量吸附量分别为0.416和0.390 g/g。活性炭对CS2的吸附能力主要与活性炭的孔结构有关,微孔发达、平均孔径小、碘吸附值高的活性炭更有利于CS2的吸附。由于竹材表观密度相对较低,且受到竹材自身组分的限制,所制活性炭的强度低于椰壳活性炭。     

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).     

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.     

核桃壳脱硫活性炭成型工艺研究

研究了羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)和煤焦油等黏结剂和成型压力对新型柱状核桃壳活性炭性能的影响,对其织构性能进行了表征,并考察了脱硫性能。结果表明,以50%(以炭化料质量计,下同)的煤焦油为基本黏结剂,10%CMC-Na和8%淀粉为辅助黏结剂,在4 MPa的压力下真空挤压成型得到的新型柱状活性炭,碘吸附值达到715.6 mg/g,得率为53.5%,抗压强度可达15.1 MPa,比表面积达到564.8 m2/g,总孔容0.38 cm3/g,中孔孔容占总孔容的78.9%。新型柱状核桃壳活性炭的穿透硫容为130.8 mg/g,穿透时间可达8.5 h,具有较好的脱硫性能。