氯化锌法生产活性炭的新工艺

自本世纪初以来,活性炭生产实现工业化主要有两种方法,一是气体活化法(物理法);二是化学药品活化法(化学法)。化学法主要是以氯化锌作活化剂叫氯化锌法。氯化锌法得炭率高,可达绝干木屑重量的40%;如果按木材中的碳素含量计算,在活性炭中的碳素约占绝干木屑中的80%;它制得的产品具有独特性质,与其它炭种相比有更发达的过渡孔结构,更适合于液相的应用和脱焦     

自发泡方法制备木质素基高比表面积泡沫炭

【目的】根据木质素结构特点,探究一种木质素基泡沫炭制备方法,为木质素制备新型炭材料提供新的技术方法和产品。【方法】以酶解木质素为碳质前驱体,以氯化锌和酚醛树脂为催化剂和增强剂,在未添加发泡剂的情况下,经混合塑化、发泡、固化、炭化等工艺制备木质素基高比表面积泡沫炭;采用热重分析、扫描电子显微镜和氮气吸附等方法分析木质素发泡机理、过程以及制备的泡沫炭结构;通过测试泡沫炭的密度、机械性能、开孔率等质量指标,探讨发泡温度、氯化锌和酚醛树脂用量对泡沫炭结构的影响。【结果】热重分析结果表明,氯化锌显著催化并降低木质素热分解温度,使木质素发生热分解的温度与发生软化/塑化的温度重合,为木质素热分解产生的挥发性物质发挥发泡功能提供合适温度区域,酚醛树脂与木质素之间形成的三维网状结构赋予发泡前驱体较好的韧性和强度,为木质素自发泡提供基础。160～180℃是合适的发泡温度;氯化锌用量显著影响泡沫炭的密度和孔隙率,酚醛树脂用量主要影响泡沫炭的孔泡尺寸和开孔率。在未添加发泡剂的情况下,采用自发泡方法制备出体积密度为0.26～0.46 g·cm^-3、孔隙率为74%～85%、开孔率为82%～9...     

关于氯化锌法木质颗粒活性炭强度问题的初步探讨

本文重点讨论氯化锌法木质颗粒活性炭制备过程中加粘结剂以及氯化锌配比,加热塑化成型,炭活化工艺等对强度的影响,指出强度随加粘结剂种类和量而变化.当添加5～10%聚乙烯醇20～30%木素磺酸钙时,强度可提高5～10%;随氯化锌配比增加而降低;随成型压力增加而增高;随炭活化速度减慢而增加.同时指出强度与颗粒炭密度的相互关系,即y=69.9 27.8X,强度随密度增加而增高.对由软质材料木屑制备硬质颗粒活性炭方法进行了初步的探讨.     

松根浸提渣制造活性炭中间试验报告

松根浸提渣具有多管胞、多树脂道的结构,在小试和批量生产试验中经炭化、烟道气造孔活化得到结构特殊,吸附性能优异的活性炭:1.具有较大的比表面积(S=1369m~2/g)和微孔(=84),在液相脱色,净化中具有广泛的适应性;2.吸附法A焦糖液,达到国家一级品标准——目前国内还只能用氯化锌法生产这个指标的活性炭,但却无法解决生产过程中氯化锌所造成的污染和微量氯化锌滞留在炭中的问题;本试验证明,正确的选择原料(如松根渣)可以制造无毒、优质的糖用炭;3.产品适于做脱色炭中的高档产品—味精炭,对酞酸钠中的色素、杂质吸附能力超过味精炭的国内名牌水解木素活性炭和在国际市场上声誉很高的台湾炭业公司的A类味精炭。松根渣粒度分布适宜,适用于国内现有的连续化生产的活化炉。松根经切碎,汽油浸提事实上已起到了净化松根浸提渣活性炭原料的作用。松根浸提渣含汽油和大约4.6—5.6％的树脂,易燃易爆。敦化松根浸提厂已积压废渣五万余吨,占大半厂区,堆高超过厂房,成为威胁该厂所在地区安全的重大隐患,研究松根浸提渣的利用不仅是发展木松香的需要,同时也是该厂继续生产的重要课题。国外有松根浸提生产的国家已注意到浸提废渣的利用问题,保加利亚已有用松根浸提渣生产活性炭的企业,苏联决定1979年在浸提松香厂用松根浸提废渣生产脱色活性炭。根据国内、国际市场对高档脱色炭的需要情况和松根浸提渣的结构特点,我们对松根浸提渣制造活性炭进行了必要的试验室准备和大批量的生产试验,在检验产品性能时除在试验室与一些应用范围广泛的脱色炭进行吸附性能比较外,还进行了必要的使用鉴定。小型试验根据一般气体活化法生产活性炭的工艺路线,小试按着: 原料→炭化→活化→后处理→成品的过程进行。     

基于酶解木质素的多孔炭负极制备与储锂性能

生物质酶解木质素直接碳化后得到的硬炭通常具有低比表面积和孔隙不发达等特点,作为阳极应用于锂离子电池时容量低。为了提高储锂性能,将原料酶解木质素和活化剂氯化锌一步热处理制备多孔炭,通过调节氯化锌用量和活化温度制备出一系列具有大比表面积的多孔炭材料。利用X射线衍射、拉曼光谱、氮气吸脱附等温线及孔径分析、扫描电子显微镜等表征手段对热解碳化后最终产物多孔炭的晶相、石墨化程度、比表面积和孔径分布、形貌进行研究,同时对多孔炭材料的电化学性能进行评估。结果表明：在热解碳化温度700℃、酶解木质素与氯化锌的质量比为1∶3时,制备出的多孔炭材料电化学综合性能最优,表现出优越的倍率性能和循环稳定性。在电流密度50 mA/g时的放电比容量高达722 mAh/g,在电流密度1 000 mA/g时的放电比容量为350 mAh/g;在电流密度100 mA/g时,经过100圈循环后电极容量保持率为74.7%。这种由低成本废弃物酶解木质素制备的多孔炭材料有望大规模应用于锂离子电池上,为废弃物酶解木质素增值化利用提供一个可行的途径。     

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。     

硫酸——氯化锌法聚合松香新工艺扩大试验报告

硫酸—氯化锌法聚合松香扩大试验,投料量每次500公斤.采用98%硫酸对松香汽油溶液进行予处理,首先使松香中的长叶松酸,新枞酸异构成枞酸.再用无水氯化锌催化剂进行枞酸的聚合反应,经水洗,蒸馏所得的产品,色泽为2—3级;二聚体含量平均52.71%;软化点135℃—145℃;酸值150以上,制成改性树脂的正庚烷值12m1/25℃;热水溶物0.02%以下;醋酸铅变色试验不深于5级完全适合油墨生产的需要.本工艺酸渣约为原料重的2.6%,废水排放接近中性,环境污染小,三废处理容易解决.     

甘蔗渣制造活性炭的研究和试生产

本文研究了甘蔗渣用氯化锌法生产活性炭的可能性,探索最佳工艺条件和进行工业规模生产的可行性。实践表明,甘蔗渣是制造高脱色力糖用炭的优良原料之一,甘蔗渣用化学法生产活性炭操作工艺简单,产品质量优良,糖用炭的主要指标达到或超过林业部颁LY216-79一级品标准。     

磷酸法木质活性炭生产技术探讨

活性炭作为一种优良的吸附剂已被广泛地应用。自本世纪初用气体（物理法）和药品（化学法）两种方法工业化生产活性炭以来，在基础理论研究和应用技术方面都有很大发展。目前世界年总产量达85万年我国年产量约9万t，其中煤质活性炭、木质活性炭各占4万t，果壳炭1万t。近十年来为减少污染，传统的氯化锌法已逐步转向磷酸法生产工艺。我省活性炭生产在安徽农业大学林产工业研究所的推动下于1994年在宁国市建成兴林活性炭有限公司，在安徽省首家采用磷酸法工艺。现在全省已有20多家活性炭厂，生产能力达9000t，木质炭占50％，其中9家厂采用磷酸…     

G—A牌活性炭生产的主要控制方法

本文就影响G—A牌活性炭质量与消耗的主要因素——锌屑配比和活化温度等问题展开了论述。文中列举了不同含水率的木屑与氯化锌容液的浓度吸液比等对照关系,提出了生产G—A炭的适宜活化温度为500～600℃以及控制好这一温度对影响产品的产量、质量和消耗等的重要性。     

氯化锌法粉状活性炭新工艺试验研究

试验采用氯化锌为主活化剂，添加适量助活化剂，以提高粉状活性炭的脱色力和降低氯化锌的单耗量。试验结果表明，加入助活化剂后，活化温度可降低到４６０±２０℃，平均锌耗降至０．３ｔ氯化锌／ｔ活性炭以下，产品质量稳定，焦糖脱色力可达１００％。     

竹炭竹醋液连续化烧制技术

介绍了移动床连续干馏炭化技术的特点和原理，炉型和炉的结构，以及实际运转结果。竹炭得率约25％～28％，竹醋液得率约40％～50％，不需外加能源。     

Reactivity of wood charcoal with ozone

We investigated the resistance of wood charcoal against ozone and estimated the half-life of the charcoal in air. The weight of wood charcoal prepared by the carbonization of Fagus crenata sawdust at 400°C (C-400) was not affected with up to 8.5% ozone while the charcoal prepared at 1000°C (C-1000) burned with 4.9% ozone. Pores with a diameter of approximately 100–200nm were observed on the surface of ozone-treated C-1000 by scanning electron microscopy, although no pores were found in ozone-treated C-400. The peak positions of the C1s spectra and the full width at half maximum of X-ray photoelectron spectrum peaks suggest that C-400 has an amorphous structure composed of aliphatic carbons and small aromatic molecules while C-1000 and activated charcoal (AC) are polyaromatic. It is likely that the aromatic layers of C-1000 and AC were destroyed and the edge carbon atoms were removed as CO or CO₂ by ozone oxidation. We estimated the half-life of C-1000 with ozone in air to be about 50000 years by assuming that the weight of C-1000 decayed exponentially. Thus, it is suggested that wood charcoal is stable on a geological time scale.     

纳米TiO_2改性竹炭和竹炭抑菌性能比较研究

用纳米TiO2分别对颗粒状及粉末状竹炭进行改性得到纳米改性竹炭,并对纳米改性竹炭(颗粒、粉末)、4种炭化温度(500℃、600℃、700℃和800℃)的竹炭及纳米TiO2共7种材料,在无光照条件下对2种霉菌(黑曲霉菌、绿色木霉菌)进行抑菌试验。结果表明:纳米TiO2改性竹炭(颗粒、粉末)抑菌效果最好,其防治效力(E)分别为90%和100%。4种炭化温度竹炭的防治效力(E)分别为25%、25%、25%和0%,纳米TiO2材料没有抑菌能力,其防治效力(E)为0%。试验表明,纳米TiO2改性竹炭比普通竹炭的抑菌效果好,是一种抑菌能力强的新型竹炭材料。     

中国竹炭产业发展现状及前景展望

竹炭是竹材加工领域利用率最高、附加值最大的科技产品之一。中国竹炭产业自20世纪90年代开始,经过近30年的发展,已开发出竹炭、竹醋液9大系列300多种产品。2018年,中国竹炭产量约25.52万t,产值8.84亿元。中国竹炭产业的发展既迎来了良好的发展机遇,也面临着诸多挑战。文章从产业发展历程、产业集群、产业结构、产业标准和平台支撑等方面概述了中国竹炭产业的现状,分析了产业发展面临的机遇与挑战,提出了中国竹炭产业进一步发展的基本思路、目标定位、重点领域及对策措施。     

炭含量对竹炭/高密度聚乙烯复合材料电磁屏蔽和力学性能的影响

为了探究竹炭含量对竹炭基复合材料性能的影响,以竹炭(BC)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,采用"熔融挤出-模压"成型工艺制备竹炭/高密度聚乙烯(BC/HDPE)复合材料,通过对不同竹炭含量的BC/HDPE复合材料进行测试,研究炭含量对复合材料力学性能、热性能、电磁屏蔽性能以及微观结构的影响.结果表明,竹炭对BC/HD...     

Preparation of active carbons from a commercial holm-oak charcoal: study of micro- and meso-porosity

We studied the influence of the degree of gasification and the choice of activating agent (carbon dioxide, water vapour, or both carbon dioxide and water vapour acting successively) on the activation of samples of a commercial holm-oak wood (Quercus rotundifolia) charcoal. To this end, we prepared the active carbon samples using the activating agents at 800, 850, 900, and 950°C for the time required to gasify 20, 40, or 60% of the mass of the charcoal at the moment when the set gasification temperature had been reached. The active carbons were characterised by physical gas adsorption and densimetry. Those prepared with carbon dioxide or water vapour alone had textural characteristics that were better than those of the precursor charcoal. The micropore volume was greater in the samples activated with carbon dioxide than with water vapour. The activation with both carbon dioxide and water vapour successively led to a major increase in porosity, taking into account that these samples presented a 40% burn-off percentage which endowed them with good textural characteristics. In general, as the burn-off percentage increased, so did the micropore and mesopore volumes.To sum up, holm-oak wood is a good raw material, not only to get barbecue coal, which has been used as a precursor to obtain activated coal, but it also allows the activated coal to develop its microporosity and mesoporosity in a good way, which is suitable for new applications as it is absorbent in liquid phase, gas absorbent, is a constituent part of combustible batteries, etc.The main interest of this research is the preparation of activated coal and the determination of the size pore distribution obtained, given its great influence in the quality of the activated coal obtained starting from holm-oak wood, what gives a great economic and industrial value in the Southwest of Spain for this raw material.     

Fe3+/TiO2改性竹炭催化降解甲醛

以竹炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,并掺杂Fe3+,经浸渍过滤和高温焙烧制备Fe3+/TiO2改性竹炭,并用SEM和XRD进行表征.采用单因素和正交组合试验探究焙烧温度、Fe3+掺杂量、负载层数三因子对改性竹炭去除甲醛效果的影响,从而确定制备Fe3 +/TiO2改性竹炭的最优工艺.从SEM和XRD图谱表征可知,竹炭、TiO2溶胶和Fe3+三者之间能够较好地复合在一起.三因子中焙烧温度因子最为显著,其次是负载层数和Fe3+掺杂量.制备Fe3+/TiO2改性竹炭最佳工艺参数为焙烧温度450℃、负载层数2层、Fe3+掺杂量1％,其对甲醛的去除率达到61％,均高于单一竹炭或TiO2/竹炭复合对甲醛的去除率,表明三者复合具有协同促进作用.     

竹炭对染料的吸附性能研究

研究了竹炭对染料活性艳红X-3B的吸附性能,探讨了竹炭粒径、用量、吸附时间、溶液pH值、温度和浓度对吸附性能的影响,并研究了竹炭对多种染料以及实际印染废水的吸附效果。结果表明,竹炭经ZnCl2改性处理后,吸附容量大幅提高,达13.5 mg.g-1;ZnCl2改性竹炭对活性艳红X-3B的吸附在2 h时基本达到平衡,其吸附过程为放热过程,随温度升高,吸附容量相对降低;吸附容量随染料溶液浓度的升高而增加;粒径越细,吸附效果越好,但是粒度过细,加工耗能耗时,实际应用时,应根据去除效果的具体要求选择粒度大小;ZnCl2改性竹炭对受试的18种染料均有较好的吸附效果,吸附容量最高达23.5 mg.g-1;投加量为2 g.L-1时,对实际印染废水中染料的吸附去除率为72.3%,表明改性竹炭在染料废水处理中具有较好的应用前景。     

竹炭陶的制备及其气体吸附和调湿性能

基于开发和利用生物质竹炭材料,以竹炭粉、凹凸棒、硅藻土等为原料,制备竹炭陶瓷复合材料,从而避免传统炭吸附材料易碎和粉尘污染的缺点。首先,将原料通过陶瓷造粒工艺制备成直径为2~5 mm的小球;然后,在N 2气氛中1250℃下烧结为竹炭陶小球,并对其结构和吸附性能进行了研究。XRD测试结果表明,竹炭陶瓷复合材料在烧结前后并未改变竹炭陶晶体结构。原料的SEM测试结果表明,竹炭粉在微观结构上存在1μm左右的大孔,其中硅藻土的微观形貌为多孔圆盘状结构,圆盘的直径分布在20~50μm,孔道直径在0.1~1.2μm;竹炭陶的SEM测试结果表明,断面结构疏松多孔,经过复合和烧结后,仍然保持了原有的孔道结构,保障了竹炭陶的吸附性能。BET法测试结果表明,竹炭陶的比表面积达到118.54 m^2/g。吸附性能测试表明,竹炭陶对水分吸附率达到22.0%,对甲醛、氨气及硫化氢等有害气体的吸附率分别达到87.7%,94.6%和96.3%。实验结果表明,竹炭陶具有良好的吸湿和气体吸附性能,是一种良好的空气净化材料,在室内环境和水处理等方面具有广阔的应用前景。