活性炭表面氧化改性技术及其对吸附性能的影响

介绍了活性炭表面氧化改性技术的基本原理,对国内外研究者运用不同氧化工艺改性活性炭及其吸附性能变化的研究成果进行了分析总结。经过氧化改性后的活性炭在比表面积、孔容积等方面均有不同程度降低,而表面含氧官能团的数量增加显著。氧化改性后的活性炭对于各种重金属离子的吸附性能提升十分明显,而对于有机物的吸附性能则有不同程度的下降。最后,提出了活性炭表面氧化改性技术的发展趋势和方向。     

活性炭表面吸附改性相关进展

本文从气相吸附机制、表面化学性质及结构三个方面叙述了国内外在表面化学改性气相吸附用活性炭方面的研究进展。为了增加对特定气相吸附质的吸附,通过化学氧化还原以及负载金属等方法使活性炭表面化学性质发生改变。但改性同时会伴有表面物理结构的变化。因此,进行表面化学改性时应充分考虑活性炭物理结构和化学结构双重变化的影响。     

碱改性活性炭对甲烷气体的吸附性能研究

在油气田井下作业过程中,试油气求产、酸化压裂等施工之后,油气井返排液中夹带以甲烷气体为主要成分的挥发性有机化合物(VOCs),由于点燃处理方式已明令禁止,因此研究活性炭吸附法去除甲烷气体成为石油行业蓝天保卫战的重点工作之一。为提高活性炭对甲烷气体的吸附性能,考察了不同质量分数KOH溶液碱改性后活性炭的物化参数(比表面积、孔结构及其分布、表面官能团)变化及对甲烷气体的吸附效率,研究了温度、相对湿度、气流速度等应用条件对吸附效率的影响规律。结果表明,质量分数为8%的KOH溶液对活性炭碱改性处理后,活性炭表现出更大的比表面积和更多的微孔分布,表面的碱性基团明显增多,对甲烷气体的吸附效率最高;碱改性后的活性炭对甲烷的吸附效率随着温度的升高先缓慢升高,后快速下降;相对湿度超过20%后,吸附效率明显下降;随气流速度的增大,吸附效率先缓慢降低,后迅速下降。据此,将活性炭的应用温度条件控制在20～40℃,气体相对湿度不高于20%,气流速度控制在0.1～0.15m/s范围内,能够充分发挥活性炭的吸附作用。该研究为活性炭基VOCs处理装置的设计和工作参数的优化提供了依据。     

活性炭纤维吸附酚类化合物的影响因素

研究了酚类化合物在活性炭纤维上的吸附作用及其影响因素.苯酚在活性炭纤维上的吸附符合Freundlich等温式.升高温度时,苯酚吸附量降低;在pH＝5.9时,苯酚吸附量达到最大值;氧促使苯酚与活性炭纤维表面的官能团发生氧化聚合反应,增大了苯酚吸附量;苯环上的取代基及其位置也影响吸附,吸电子基增加吸附量,给电子基降低吸附量;溶解度也影响酚类化合物的吸附作用.     

高酸度芦苇活性炭的制备及其吸附性能

为实现湿地植物资源化,解决重金属废水难处理问题,本文采用青贮活化法制备高酸度湿地植物质活性炭作为吸附材料去除废水中重金属离子镍Ni（Ⅱ）和镉Cd（Ⅱ）,通过XRD、N₂吸附/脱附、Boehm滴定和元素分析等表征方法,探究湿地植物在青贮过程中结构变化,以及高酸度活性炭比表面积、孔径结构、官能团数量及表面元素。通过批次实验,研究活性炭对重金属离子镍和镉吸附特性,用Langmuir和Freundlich模型对实验数据进行拟合。结果表明：青贮活化法能够有效地提高活性炭的表面酸度,从而提升对重金属离子的吸附能力。通过吸附实验,高酸度活性炭对Ni（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附过程可以用Langmuir模型进行很好的描述,并且活性炭对重金属离子的吸附过程主要由化学吸附控制。     

活性炭,活化煤,石油焦对LAS—Na吸附的研究

本文通过活性炭，活化煤和石油焦对阴离子表面活性剂的吸附，研究了其吸附能力以及吸附量与浓度之间的关系，初步探讨了其吸附理论和吸附机制。     

椰壳活性炭改性后对百草枯吸附能力的影响

考察了改性前后活性炭表面基团、孔径变化以及对百草枯吸附能力的影响,采用Boehm滴定法和液态氮吸附对活性炭进行了表征.结果表明,随着硝酸处理时间的延长,YK系列活性炭的吸附主要以介孔和酸性官能团共同影响吸附效果,从而增加椰壳活性炭对百草枯的吸附能力.用Langmuir和Freundlich等温模型拟合,拟合数据较为符合...     

椰壳活性炭和煤基活性炭的表面形貌及吸附性能比较

椰壳活性炭和煤基活性炭是应用最为广泛的2种活性炭材料,本研究通过扫描电子显微镜对其进行了表面形貌的表征。结果证明,椰壳活性炭表面存在较为均匀的孔结构,且大孔的孔壁上布满更小的孔,具有缺陷的位置孔结构更为发达;而煤基活性炭表面的孔结构较少,二次堆积孔比较多,二次孔的孔壁也可以看到更小的孔存在。通过对于甲醛和甲苯的气体吸附性能测试,发现椰壳活性炭和煤基活性炭的吸附性能大体相当,要好于活性氧化铝和麦饭石等其他多孔材料。     

溶解氧对活性炭纤维吸附酚类化合物的影响

研究了水溶液中的溶解氧对苯酚、邻甲酚等在活性炭纤维上吸附的影响．结果表明，无论有氧还是微氧，苯酚和邻甲酚在活性炭纤维上的吸附服从Freundlich等温吸附式，有氧时的Freundlich常数κ值比微氧时大2倍；由于溶解氧的作用，活性炭纤维对酚类化合物的平衡吸附量显增加，酚类在活性炭纤维表面发生氧化聚合作用、生成苯酚的低聚物如二聚物等；改变吸附温度或搅拌溶液也引起苯酚在活性炭纤维上吸附行为的变化，这是因为改变了氧在溶液中的溶解量或在活性炭纤维表面的浓度．溶解氧对亚甲基蓝等在活性炭纤维上的吸附没有影响．     

稻壳基活性炭表面改性及其对苯酚的吸附性能

以稻壳为原料,采用磷酸活化法制备活性炭,采用硝酸对稻壳活性炭进行表面改性,探讨了表面改性对稻壳活性炭表面化学性质的影响及其表面化学性质与吸附性能之间的关系.     

玉米秸秆制备活性炭吸附性能的试验研究

[目的]研究玉米秸秆制备活性炭的吸附性能.[方法]以玉米秸秆制备的粒状活性炭为研究对象,搭建了吸附性能模拟试验装置,采用静态重量法测试制备活性炭对甲醇的吸附能力.[结果]床内盛装同种试样炭料在同一吸附温度下,新型吸附床A(内置膜片式刺孔吸附质管)的吸附性能明显优于未进行结构改进的吸附床B,达到相同吸附量0.22 g/g时,A床吸附提前5 min;床内盛装不同粒径与同一粒径活性炭的对比试验,在同一吸附温度下,其吸附性能明显优于盛装同一粒径的,达到同一吸附量0.22g/g时,吸附提前16 min;床内活性炭添加适量石墨粉可增强导热、强化吸附性能,最佳添加量为活性炭总量的20％;改性活性炭试验中,相比试验对照组经弱酸性溶液浸泡后活性炭可增强吸附性能,达到平衡吸附量87.1％时吸附提前了3 min.[结论]试验研究了吸附床结构、吸附床内盛装粒径不同炭粒、活性炭中添加不同量的石墨粉以及改性活性炭等对系统吸附性能的影响.     

玉米秸秆制备活性炭吸附性能的试验研究（英文）

[目的]研究玉米秸秆制备活性炭的吸附性能。[方法]以玉米秸秆制备的粒状活性炭为研究对象,搭建了吸附性能模拟试验装置,采用静态重量法测试制备活性炭对甲醇的吸附能力。[结果]床内盛装同种试样炭料在同一吸附温度下,新型吸附床A(内置膜片式刺孔吸附质管)的吸附性能明显优于未进行结构改进的吸附床B,达到相同吸附量0.22 g/g时,A床吸附提前5 min;床内盛装不同粒径与同一粒径活性炭的对比试验,在同一吸附温度下,其吸附性能明显优于盛装同一粒径的,达到同一吸附量0.22 g/g时,吸附提前16 min;床内活性炭添加适量石墨粉可增强导热、强化吸附性能,最佳添加量为活性炭总量的20%;改性活性炭试验中,相比试验对照组经弱酸性溶液浸泡后活性炭可增强吸附性能,达到平衡吸附量87.1%时吸附提前了3 min。[结论]试验研究了吸附床结构、吸附床内盛装粒径不同炭粒、活性炭中添加不同量的石墨粉以及改性活性炭等对系统吸附性能的影响。     

玉米秸秆制备活性炭的吸附性能研究

[目的]研究玉米秸秆制备活性炭的吸附性能。[方法]以玉米秸秆制备的粒状活性炭为研究对象,搭建了吸附性能模拟试验装置,采用静态重量法测试制备的活性炭对甲醇的吸附能力,并研究吸附床结构、吸附床内盛装粒径不同炭粒、活性炭中添加不同量的石墨粉以及改性活性炭等对系统吸附性能的影响。[结果]床内盛装同种试样炭料在同一吸附温度下,新型吸附床A(内置膜片式刺孔吸附质管)的吸附性能明显优于未进行结构改进的吸附床B,达到相同吸附量0.22 g/g时,A床吸附提前5 min;床内盛装不同粒径与同一粒径活性炭的对比试验,在同一吸附温度下,其吸附性能明显优于盛装同一粒径的,达到同一吸附量0.22 g/g时,吸附提前16 min;床内活性炭添加适量石墨粉可增强导热、强化吸附性能,最佳添加量为活性炭总量的20%;改性活性炭试验中,相比对照组经弱酸性溶液浸泡后活性炭可增强吸附性能,达到平衡吸附量87.1%时,吸附提前了3 min。[结论]该研究可为优化吸附床的结构设计和吸附式制冷系统提供参考。     

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。     

活性炭－微生物对土壤中1,2,4-三氯苯的吸附降解

将能够以1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)为唯一碳源的混合菌固着在活性炭上,考查其对土壤中1,2,4-TCB的降解效果以及活性炭对土壤中1,2,4-TCB的吸附特性。在温度30 ℃、土壤中1,2,4-TCB浓度为5~9.6 μg·g^-1、椰壳活性炭粒径1 mm以下、固着微生物的活性炭投加量为0.4 g的条件下,用Freundlich模型和Langmuir模型对固着微生物的活性炭吸附降解土壤中1,2,4-TCB的吸附等温线进行拟合;同时分别利用膜传质模型、颗粒间的扩散模型、准一级动力学模型和准二级动力学模型拟合了固着微生物的活性炭对土壤中1,2,4-TCB的吸附动力学过程。结果发现:活性炭-微生物23 d内对1,2,4-TCB的降解率可达48.1%,对土壤中1,2,4-TCB的最大吸附量为0.215 mg·g^-1。结果表明:活性炭-微生物系统对土壤中1,2,4-TCB的降解效果优于活性炭和游离微生物;Langmuir吸附模型能更好地描述该系统下的吸附过程;活性炭对土壤中1,2,4-TCB的吸附过程比较符合准二级动力学模型;土壤中1,2,4-TCB在活性炭上的吸附可能存在表面吸附和活性炭孔隙填充的共同作用。     

季铵盐阳离子表面活性剂改性活性炭对农药毒死蜱的吸附

活性碳具有多孔结构,对农药具有强烈的吸附作用.利用十六烷基三甲基溴化胺(HTAB)、溴代十六烷基吡啶(HPB)、四丁基溴化胺(TBAB)三种季铵盐阳离子表面活性剂对活性炭进行表面改性.利用比表面积测定、元素分析以及X射线荧光光谱等对吸附剂进行了表征,研究了改性活性炭对农药毒死蜱的吸附性能.结果表明,毒死蜱在活性炭上的吸附行为符合Freundlich方程.改性后的活性炭对水中毒死蜱的吸附量显著提高,与改性前相比,三种改性活性炭对有机物的吸附量分别提高了1.0、1.1、2.5倍,三种改性活性炭对毒死蜱吸附能力大小顺序为C-TBAB＞C-HTAB＞C-HPB,并且酸性条件有利于吸附的进行.     

颗粒活性炭对4-氯酚模拟废水吸附研究

[目的]将颗粒活性炭应用于吸附处理含4-氯酚废水。[方法]研究颗粒活性炭对模拟废水中4-氯酚的吸附过程。[结果]在30℃,摇床转速为150r／min时,颗粒活性炭对4-氯酚静态吸附6h可达吸附平衡;采用Langemuir和Freundlich吸附等温式对试验数据进行线性拟合,4-氯酚在颗粒活性炭上的吸附行为符合Freundlich等温式。测定了30℃时4-氯酚通过颗粒活性炭固定床的穿透曲线,穿透时颗粒活性炭的吸附容量为37．8mg／g,为同条件下静态吸附容量的0．5018。[结论]颗粒活性炭对模拟废水中的4-氯酚具有良好的吸附作用。     

不同预处理方法对木质活性炭性能的影响

分别采用物理法(纯水煮沸)、化学法(酸洗、碱洗)以及物理化学法(超声+盐酸)对活性炭进行预处理,并对比、评价不同预处理方法对活性炭结构及吸附性能的影响.通过碘吸附值测试吸附性能,确定各种方法中的最佳参数;根据比表面积及孔径(BET)分析吸附性能和孔参数,得到最佳预处理方法的条件;利用傅里叶红外光谱法(FTIR)对最佳条件预处理后的活性炭材料表面官能团进行表征.结果表明,物理化学法(超声+盐酸)预处理效果最佳,最佳预处理条件为:盐酸质量浓度5%,超声温度50℃.在此条件下预处理后,活性炭材料碘吸附值提高了13.7%,比表面积提高了25.4%,微孔体积增大26.28%,平均孔径变小,含氧官能团增加,总孔增大.表明活性炭预处理可以提高其吸附性能.     

竹材制备醋酸乙烯载体活性炭

以竹节为原料,采用磷酸法制备醋酸乙烯载体活性炭.探讨了温度、浸渍比和硝酸改性对载体活性炭的表观密度、醋酸吸附量和醋酸锌吸附量的影响,并对其孔结构和表面化学结构进行表征.结果表明,随着温度和浸渍比的升高,载体活性炭的醋酸吸附量、比表面积、微孔容积呈先升后降的趋势,而醋酸锌吸附量则呈相反趋势;硝酸改性有助于表观密度和醋酸锌吸附量的提高;N2吸附等温线表明,竹节活性炭具有发达的微孔和大孔结构;Boehm滴定和TG-MS分析表明,载体活性炭具有羧酸根和酚羟基表面官能团.在较优的工艺条件下制得载体活性炭的醋酸吸附量、醋酸锌吸附量、比表面积和微孔容积分别为527.5 mg·g-1,70 g.L-1,999.0 m2·g-1和0.468 cm3·g-1.     

活性炭改性方法及其在大气污染防治中的应用研究进展

活性炭(activated carbon,AC)由于来源广泛,吸附效果好,被大量用于净化污染的水体和大气。为了进一步提高活性炭的吸附效果,国内外学者在活性炭的物理结构改造和表面化学官能团改性等方面进行了大量的研究工作,并取得了丰硕的成果。该文综述了活性炭主要的改性方法并总结了改性后的活性炭在大气污染物治理中的应用,其中包括去除大气中硫化物、氮氧化物、挥发性有机物、机动车尾气、二恶英、气溶胶的有害气体。通过对活性炭在大气治理中的应用总结,为学者进一步研究活性炭在环境治理方面的应用提供理论依据和参考。