磷酸活化碱木糖渣制备高吸附性能活性炭

以碱木糖渣为原料,磷酸为活化剂,经预处理后活化,制备高吸附性能活性炭。考察了不同条件对活性炭吸附性能的影响,并结合N2吸附-脱附等温线对其孔结构进行表征。结果表明,当浸渍比为2.0∶1,预处理温度和时间分别为270℃和60 min,活化温度和时间分别为400℃和90 min时,制得的活性炭得率为36.36%,亚甲基蓝吸附值360 mg/g,碘吸附值1 142 mg/g,焦糖脱色率120%,比表面积1 850.6 m2/g,总孔容积1.48 cm3/g,中孔孔容0.81 cm3/g,平均孔径3.2 nm。     

KOH微波活化法处理竹炭的研究

研究了以自制的快速裂解产物竹炭为原料,采用KOH-微波辐射活化法制备竹质活性炭.利用正交试验探讨了不同因素对竹质活性炭性质的影响.最佳工艺条件为KOH质量分数 25 %,浸渍时间 24 h,微波功率 800 W,活化时间 7 min,所制备的活性炭产品的碘吸附值为 1 239.08 mg/g,亚甲基蓝吸附值为 274.95 mg/g,比表面积为 1 394.16 m2/g,亚甲基蓝吸附值为国家一级品标准(GB/T 13803.2-1999)的2.04倍,同时测定了活化前后竹炭的红外光谱.结果表明,活化后竹炭表面结构有了较大的修饰,增加了较多的表面化学官能团,从而提高了竹炭的比表面积和吸附性能.     

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。     

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。     

KOH活化高比表面积椰壳活性炭的制备及其性质研究

以椰壳炭化料为原料,通过KOH活化法制备高比表面积活性炭,并探索温度、时间和活化比对活性炭吸附性能的影响.通过单因素试验发现,活化温度800℃,活化时间60 min,活化比值为5的条件下活性炭的吸附性能最优.制备出的活性炭比表面积为3 360 m2/g,总孔孔容为1.798 cm3/g,平均孔径为2.140 nm,对碘的吸附性能为2809 mg/g,对亚甲基蓝溶液的吸附性能为675mg/g.     

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。     

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%。     

尿素/烟酰胺改性活性炭的制备及其甲醛吸附性能的研究

以椰壳活性炭为原料,尿素和烟酰胺为改性剂,通过浸渍法制备改性活性炭(ACN),探讨了改性活性炭的物理化学性质对其吸附气相甲醛的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)观察改性前后活性炭的表面形貌,通过低温氮气吸附测定活性炭的孔隙结构,采用X射线光电子能谱(XPS)分析活性炭表面元素组成及官能团结构。研究结果表明:改性后活性炭的表面和孔结构中出现负载颗粒,其比表面积和总孔容积相对于改性前有所下降,但表面酰胺类和季铵类结构为主的含氮官能团、酸酐及内酯类■结构为主的含氧官能团数目显著增加。质量分数为9%的尿素溶液和质量分数为0.5%的烟酰胺溶液共同改性的活性炭样品(ACN₃)对气态甲醛的吸附性能最好,平衡吸附量达到0.042 9 mg/g,较原活性炭(0.026 7 mg/g)提高60.67%,是商用活性炭的2～3倍。     

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。     

油茶果壳基活性炭的制备及其中孔结构调控研究

研究了油茶果壳经水蒸气活化后,浸渍磷酸再活化对活性炭中孔结构调控的影响,制备出中孔丰富的活性炭。实验结果显示:820℃下制备的水蒸气法油茶果壳活性炭以微孔为主,BET比表面积1 076 m2/g,总孔容积0.81 cm3/g,微孔率63%,中孔率33%,亚甲基蓝吸附值180 mg/g,碘吸附值1 012 mg/g;水蒸气法油茶果壳活性炭经800℃下磷酸再活化后,可明显增加BET比表面积(1 608 m2/g)和总孔容积(1.17 cm3/g),尤其对中孔率(61%)的发展更有效,同时保留一定比例的微孔(37%),显示出更高的亚甲基蓝吸附值(330 mg/g)和碘吸附值(1 326 mg/g)。     

机械力化学法制备氯化锌法活性炭及其性能表征

研究利用机械力化学技术制备了性能良好的活性炭。采用Central Composite Design中心复合设计和响应面分析,对影响活性炭碘吸附值的主要影响因素进行多项回归模型建立和参数优化,并通过低温液氮(N2/77 K)吸附测定较优条件下制备的活性炭的比表面积、孔容及孔径分布。结果表明,利用氯化锌为活化剂的机械力化学技术制备活性炭的较优工艺条件为:氯化锌与绝干木屑的质量之比(锌屑比)值3.00,研磨时间10 min,活化温度584℃,活化时间2.5 h,此条件下制备的活性炭碘吸附值为1 262.47 mg/g。     

紫茎泽兰制备活性炭及其性质

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是一种分布广泛的林业恶性杂草,属亚灌木类,俗称解放草(王林等,2004),自从20世纪50年代从西南边境一带传入中国,在云南、四川、贵州等地迅速泛滥     

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。     

KOH活化法制备棉花秸秆活性炭的研究

以棉花秸秆为原料,采用KOH活化法制备活性炭样品,探讨了炭化、活化及后处理过程中各实验条件对活性炭样品性能的影响。综合考虑活性炭样品的性能及得率,得出较优的实验条件为:炭化温度450～500℃、碱炭比值1.0、活化温度800℃、活化时间120 min;在较优条件下制得活性炭的比表面积2 312 m2/g,碘吸附值1 936 mg/g,亚甲基蓝吸附值392 mg/g;孔径分布以微孔为主;表面含有羟基(—OH)、活泼氢(—H)等基团。     

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。     

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.     

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。     

磷酸法活性炭的三聚氰胺表面改性及其电化学性能研究

为了考察磷酸法活性炭作为双电层电容器电极材料的可行性,通过浸渍三聚氰胺后在500、700、900℃下热处理的方法对活性炭进行了表面改性,分别得到改性活性炭AC-N-500、AC-N-700、AC-N-900,考察不同热处理温度对活性炭表面氮元素结合状态的影响,及其对磷酸法活性炭作为双电层电容器电极材料的电化学性能的影响。采用氮气吸附、元素分析、X射线光电子能谱及电化学测试等方法分析表征活性炭的孔隙结构、元素组成、表面官能团存在形式以及电化学性能。结果表明:随着热处理温度的升高,改性活性炭氮元素含量逐渐下降,由AC-N-500的8.49%下降为AC-N-900的4.16%;三聚氰胺改性活性炭比表面积和总孔容明显降低。改性活性炭中氮元素主要以N-6(吡啶型)、N-5(吡咯型)、N-Q(季氮型)、N-X(氮氧型)4种形式存在;随着热处理温度的升高,N-6和N-5型官能团的比例略微减少并部分转变为N-Q。改性活性炭AC-N-700可制备出比电容达203 F/g(扫描电压1 m V/s)的活性炭电极材料,减小电极与电解液间的阻力有利于离子的渗入和电荷的传导,表明磷酸法活性炭具有作为双电层电容器电极材料的潜力。     

丙酮回收用活性炭微结构的研究

利用AS-703比表面积、孔径分布测定仪对几种回收丙酮溶剂的商品活性炭进行了比较深入的剖析,从微观结构上阐明了影响丙酮回收用活性炭的主要因素,并提供了国产化样品,与进口商品活性炭相比较具有价格低吸附性能好等优点.微孔容积的大小决定了丙酮吸附量的多少,而与总孔容积关系不大.丙酮回收用活性炭的孔径主要集中在1nm左右,微孔容积在0.40～0.50cm3/g.