废弃刨花板制备含氮活性炭超级电容器电极

以废弃刨花板为原料,KOH为活化剂制备活性炭,探讨活化温度、活化剂用量对活性炭的影响。通过X射线光电子能谱对所得活性炭结构进行表征,采用氮气吸附法和元素分析对其比表面积、孔隙结构和元素组成进行分析。制备双电层电容器,测试含N活性炭电极的恒流充放电曲线、倍率特性、伏安特性和阻抗特性,分析电化学性能。结果表明,活化温度为850℃,m(碱)∶m(碳)=2.5∶1时,BET比表面积和总孔容积最大,分别达到1 083 m~2/g和0.862 cm~3/g;当活化温度为750℃,碱碳比为2.5∶1时,电化学性能最优,其质量比电容量在0.05 A/g的电流密度下达到184 F/g。     

碱炭比对活性炭孔结构及电容特性的影响

以酚醛树脂为原料、KOH为活化剂制备双电层电容器用高比表面积活性炭．考察KOH与酚醛树脂炭的质量比对所制得的活}生炭的吸附性能、孔径分布和比电容的影响．实验结果表明，随着碱炭比的增大，所得活性炭的BET比表面积、总孔容积和中孔容积不断增大，碘吸附值和亚甲基蓝吸附值也不断增大，比电容则先增大后减小并在碱炭比为4时达到最大值74．2F／g．以这种高比表面积活性炭组装成的电容器具有良好的充放电性能和循环性能，既能在大电流下快速充放电也能在小电流下缓慢充放电。     

响应面法优化油茶籽壳基活性炭的制备工艺

[目的]探究影响油茶籽壳基活性炭制备的因素,优化其制备工艺,为提高油茶加工副产物的附加值提供参考依据.[方法]以油茶籽壳为原料、碳酸钾为活化剂,在单因素试验基础上,选择活化剂添加量(A)、炭化温度(B)和活化温度(C)为影响因素,以活性炭产率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的综合评分(Y)为响应值,采用Box-Behnken响应曲面试验法结合熵权法优化油茶籽壳基活性炭的制备工艺.[结果]建立了二次多项式回归模型方程:Y=0.660+0.064A-0.013B+0.024C+0.041AB+(3.506E-004)AC+0.053BC-0.092A2-0.013B2-0.170C2(R2=0.9602),该模型拟合程度较好.因素影响大小排序为活化剂添加量>活化温度>炭化温度,活化剂添加量对油茶籽壳基活性炭的综合评分影响极显著(P<0.01),炭化温度与活化温度的交互作用影响显著(P<0.05).油茶籽壳基活性炭最佳制备工艺条件为:活化剂添加量2.22 g、炭化温度323℃、活化温度714℃,在此条件下制备的油茶籽壳基活性炭产率为29.25%、碘吸附值为886.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值为140.90 mg/g,综合评分为0.677,相对误差为0.296%.[结论]建立的数学模型可对油茶籽壳基活性炭的制备进行分析和预测,所得工艺稳定可行,所制油茶籽壳基活性炭对亚甲基蓝吸附可达到木质净水用活性炭中的一级品要求.     

资源化利用鸭粪制备活性炭的研究

[目的]探讨鸭粪作为活性炭制备原料的资源化利用可行性.[方法]以鸭粪为原料,采用氢氧化钾为活化剂制备活性炭,以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为评价指标,研究鸭粪活性炭制备过程中固液比、活化剂浓度、活化时间、活化温度等因素对活性炭产率和吸附性能的影响.[结果]鸭粪活性炭最佳制备工艺条件：固液比为1∶2.5、KOH浓度为40％、活化时间为45 min、活化温度为800℃,其活性炭产率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为32.3％、388 mg/g和53 ml/g.在最佳制备工艺条件下添加25％的锯木屑,能明显提高活性炭的吸附性能.[结论]该研究结果为鸭粪的资源化利用提供了一种新型环保的技术.     

开心果壳基活性炭的制备及其吸附性能研究

本文以开心果壳为原料,采用化学活化法制备开心果壳基活性炭。将开心果壳450 ℃在管式炉炭化4 h,按照活化剂KOH和活性炭质量比1:1混合研磨,在800 ℃活化2 h制备活性炭。采用傅里叶变换红外光谱仪表征活性炭表面官能团,并探究了pH、起始浓度、温度及吸附时间对开心果壳基活性炭吸附亚甲基蓝的影响。结果表明,开心果壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附效果良好, Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学方程能较好拟合吸附过程,开心果壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附反应为吸热反应,自发进行。     

农业秸秆制备活性炭及其性能研究

[目的]研究农业秸秆活性炭的最佳制备工艺及吸附性能。[方法]以秸秆为原料,在不同的操作条件下制备活性炭产品,并测定相应的活性炭产率及亚甲基蓝吸附值,分析研究了化学活化法制备秸秆活性炭工艺过程中的活化温度、活化时间、固液比、炭化时间等因素对活性炭的产率、亚甲基蓝吸附值的影响。[结果]用化学法制备秸秆活性炭的较佳工艺参数:以KOH/ZnCl2为活化剂,ZnCl2浓度为5 mol/L,KOH浓度为5 mol/L,KOH∶ZnCl2为1∶1,活化时间为1 h,固液比为1 g/4 ml,活化温度为20℃,热解温度为550℃,90℃为洗涤最佳温度。脱色率和亚基蓝吸附值均随活性炭投加时间的延长而增加。[结论]秸秆活性炭制备工艺经济、可行,具有广阔的应用前景。     

活性炭的微波制备技术研究

以花生壳和竹子为原料,氯化锌为活化剂,微波辐射制备活性炭,通过单因素试验确定最佳制备条件,并在最优条件下对活性炭分别进行碘吸附、亚甲基蓝吸附、电镜分析和比表面等分析检测。结果表明,竹子活性炭的吸附性能优于花生壳活性炭,其吸附碘值为984.9 mg/g,亚甲基蓝吸附值为150 mg/g,比表面积1 047.0 m2/g,孔体积0.208 cm3/g,孔径2.78 nm。     

KOH活化法制备棉秆基活性炭的研究

以棉秆为原料,在氮气保护下于400℃直接碳化120 min后,以氢氧化钾为活化剂制备棉秆基活性炭,主要考察了碱碳比、活化温度、活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能及活化得率的影响。结果表明,制备棉秆基活性炭的最佳工艺条件为碱碳比为2.0,活化温度700℃,活化时间90 min,此时制得的活性炭的碘吸附值为1 381 mg/g,亚甲基蓝吸附值为180 mg/g,平均孔径4.42 nm,最可几孔径2.17 nm,活化得率为18.07%。     

磷酸活化棉秆制备活性炭的研究

[目的]磷酸活化棉秆制备活性炭.[方法]以棉秆为原料,磷酸为活化剂,采用一步法制备活性炭,考察了浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭吸附性能和活化得率的影响.[结果]棉秆制备活性炭的最佳工艺条件：浸渍比为1.5,活化温度450℃,活化时间60 min.此时,活性炭的碘吸附值为1 376 mg/g,亚甲基蓝吸附值为163.5 mg/g,活化得率为35.67％.制得的活性炭比表面积为1 462 m2/g,总孔体积为1.178 cm3/g,中孔体积为0.792 cm3/g,平均孔径为4.4nm,最可几孔径为3.9nm.[结论]该研究对于扩大制备活性炭的原料,带动产棉区的农业经济发展具有重要的意义.     

无患子活性炭的制备以及对苯酚吸附的研究

[目的]研究无患子活性炭制备的最佳工艺及其对苯酚的吸附。[方法]以H3PO4为活化剂制备无患子残渣活性炭,通过正交试验对制备工艺进行优化,探讨浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭亚甲基蓝和碘吸附值的影响。利用N2吸脱附试验、SEM,对活性炭的结构与性能进行表征。选取了投炭量、苯酚溶液pH、苯酚初始浓度、吸附温度为单因素,探讨其对苯酚吸附的影响。[结果]浸渍比为1∶1、活化温度为500℃、活化时间为60 min时,制备的活性炭对亚基蓝的吸附值为82 mg/g、碘吸附值为773 mg/g、BET比表面为738m2/g、总孔容达0.669 2 cm3/g、平均孔径为3.625 7 nm。活性炭在中性条件下对苯酚吸附效果最佳;低温有利于吸附,但温度的影响不大。[结论]所制备的活性炭具有良好的苯酚吸附效果。     

木质素高盐模板碳气凝胶制备及其电化学应用

目的以工业碱木质素和甲醛为原料，在盐的制孔和稳定作用下，水热反应后直接碳化制备多孔碳气凝胶，并检测其结构、理化性质和电化学性能，探究其在超级电容器电极材料中的运用。方法将2 g工业碱木质素分别与3种盐（ZnCl₂、NaCl、Na₂CO₃）混合均匀，各加入1.5 mL甲醛，搅拌成黏稠浆状，转移至反应釜中，160 ℃反应2 h，得到一系列的木质素碳气凝胶（LCA）前驱体，在通氮气保护的管式炉中，以3 ℃/min的升温速率升温至900 ℃，保温3 h进行碳化，自然冷却后取出并洗涤，得到LCA。通过比表面积测定（SSA）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征碳气凝胶的结构和理化性质，将其研磨粉碎后制成超级电容器电极，通过循环伏安测试、恒流充放电测试和开位电路阻抗测试进行电化学储能表征。结果以ZnCl₂为模板制备的LCA最高比表面积可达711 m2/g，在SEM下能观察到凝胶状结构，XRD表明LCA以无定形碳为主。在0.2 A/g的电流密度下，比电容达到124 F/g；在10 A/g的高电流密度下，比电容维持在60 F/g，电容保持率约为48%，拥有最佳的倍率性能。结论本实验以价格低廉的工业碱木质素为原料，在盐模板下经过水热和碳化过程直接制备LCA。在ZnCl₂盐模板下可以制备出高比表面积，以无定形碳为主的LCA，并拥有优良的电化学性能，可用于超级电容器电极材料。该方法绿色环保、操作简单、成本低，具有潜在的工业化利用前景。      

竹炭制备高比表面积活性炭及其电容性质研究

[目的]研究竹炭制备高比表面积活性炭及其电容性质。[方法]采用竹材加工剩余物制成的竹炭为原料,以氢氧化钾为活化剂制备了双电层电容器用活性炭,并通过正交试验研究了液固比、活化温度、活化时间及升温速率对产品吸附性能的影响。[结果]得到最优的活化工艺参数如下：碱炭比为4∶1,活化温度为770℃,活化时间为60 min,升温速率为10℃/min,比表面积高达2 379 m2/g,但其质量比电容不是最大。当比表面积为2 121 m2/g时,质量比电容最大（323 F/g）,但其体积比电容偏小。[结论]为研制高比电容量且具有实际应用价值的电极材料提供了依据。     

椰壳热解活化制备活性炭及其机理研究

利用热解活化法制备高吸附性能的椰壳活性炭并对其热解活化机理进行研究。结果表明,在热解活化温度为900℃,保温5 h,升温速率为10℃/min时,可以制备比表面积为1 047.65 m~2/g的椰壳活性炭,其中总孔容为0.51 cm~3/g,微孔孔容为0.44 cm~3/g。该活性炭的碘吸附值为1 302 mg/g,亚甲基蓝吸附值为195 mg/g。结果表明:在不添加任何活化气体或化学试剂的情况下,热解活化制备高吸附性能椰壳活性炭的机理可能是由于热解活化过程中,热解释放气体,造成一部分孔隙;高温下未炭化物芳构化形成石墨微晶,键断裂时释放部分气体;这些气体作为活化剂对椰壳原料进行了自活化,生成一定孔隙;在密闭的情况下,热解产生气体,使得反应器内产生微压力,对孔隙的形成有一定作用。     

小麦秸秆基活性炭的制备及其表征

以小麦秸秆为原料采用磷酸活化法制备活性炭,考察了制备条件对活性炭性质的影响,并结合氮气吸附、TG-DDTG、SEM对其结构进行了表征。结果表明：在浸渍比为3∶1、活化温度450℃、升温速率3℃/m in的条件下活化60 m in,制得的麦秆基活性炭比表面积为1 279 m2/g,总孔容积为1.36 cm3/g,平均孔径为4.2 nm,有丰富的中孔,可用做大分子吸附材料。麦秆适合作为制备具有丰富大中孔的活性炭的原料。     

氢氧化钾活化法制备杨木刨花板活性炭的研究

为探索废弃刨花板的再利用方式,以杨木刨花板为原料,采用氢氧化钾活化法制备活性炭。以活化温度、活 化时间、浸渍比和施胶量为参数研究活化工艺对所得活性炭吸附性能和活化得率的影响,并对试验范围内较优试 验条件下制备的活性炭的微观结构和表面吸附性能进行元素分析、扫描电镜分析和N2 吸附测试。结果表明:浸渍 比是氢氧化钾活化法制备木质活性炭最重要的影响因素;在活化温度1 000 益、活化时间40 min、浸渍比1颐3、施胶 量6%的条件下,活性炭样品的BET 比表面积为2 459.708 m2 / g、碘吸附值为2.047 g/ g、活化得率为58.30%。