活性炭表面改性对钌基氨合成催化剂的影响

研究了活性炭经HNO₃进行表面改性后对Ru/AC催化剂的影响。利用表面官能团滴定、N₂物理吸附和CO化学吸附方法对催化剂进行表征,并对催化剂进行氨合成活性评价。结果表明,活性炭经适量的HNO₃改性处理后,中孔有所增加,更主要的是增加了表面羧基,使活性炭的亲水性得到提高,从而提高了以水溶液浸渍法制备的Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度;但过量HNO₃的改性处理会使活性炭表面不稳定基团增加,这些不稳定基团会降低Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度。用5 mol·L^-1的HNO₃进行改性处理可以达到最优的效果。     

有机/无机酸改性兰炭基活性炭及其对焦化废水的吸附研究

兰炭因其固定碳和化学活性高,且保留了低变质煤丰富的微孔结构,是一种优质且廉价的活性炭原料。但兰炭末制成的兰炭基活性炭具有孔径分布无序、表面化学性质局限等缺点,限制了其应用效果,而化学法改性可以弥补这一不足。笔者研究对比了无机酸和有机酸改性对兰炭基活性炭孔隙结构和表面化学性质的影响。常温下,分别用硝酸、磷酸、草酸和乙酸溶液对水蒸气活化制备的兰炭基活性炭进行改性,采用碘吸附试验、N2吸附/脱附试验、扫描电子显微镜和Boehm滴定等方法考察改性过程对活性炭孔隙结构和表面化学性质的影响,并对焦化废水进行吸附,分别研究了吸附剂投加量、吸附时间和转速对吸附效果的影响,用Langmuir和Freundlich模型模拟等温吸附过程。结果表明:改性后的兰炭基活性炭表面亲和力大的活性点由于受到酸的刻蚀发生了扩孔作用,导致其碘吸附值、比表面积和孔结构参数均降低,又因为活性炭边缘的高活性碳原子遇酸氧化后会结合氧原子形成含氧官能团,故表面含氧官能团含量升高,且氧化性越强的酸,结合的氧原子越多,硝酸改性后含氧官能团升高最明显,含量是改性前的2.41倍。焦化废水吸附试验表明,经酸改性后的兰炭基活性炭对焦化废水的吸附效果明显优于改性前,其中无机酸改性较有机酸更好,硝酸改性效果最佳,COD去除率比改性前最多可提升31.34%。这是因为焦化废水中污染物的主要是有较大分子量和分子直径的有机污染物,而酸改性使兰炭基活性炭平均孔径增加,中大孔比例提升,这有利于大分子有机污染物被吸附,而且改性后活性炭表面所增加的含氧官能团也提高了对污染物的亲水性和对极性有机物的亲和力。等温吸附试验表明,318 K条件下,50 m L焦化废水中加入4 g硝酸改性兰炭基活性炭吸附90 min后,COD去除率可达86.79%,吸附过程符合Langmuir模型。     

改性活性炭脱除二氧化碳中的微量苯

将工业废气中的CO2回收利用,使之变废为宝具有重要的意义。研究了活性炭(AC)分别经湿氧化和N2还原改性后对苯吸附性能,并测定了改性活性炭的孔结构和表面官能团。结果表明,AC经N2还原改性能增大其比表面积,减少表面含氧官能团,增强其表面非极性,有利于苯的吸附。孔径分布是影响苯吸附的主要因素,吸附剂的孔径分布在0.6nm范围内时,有利于对苯的吸附。     

高效氨吸附用载锌活性炭的结构表征及氨吸附动力学研究

采用不同浓度的ZnCl_2溶液对椰壳活性炭进行表面改性以制备高容量氨吸附用活性炭,并采用低温液氮吸附(BET)、扫描电镜(SEM)、Boehm滴定对改性前后活性炭的物理结构及表面含氧官能团进行了测定,同时以常温动态吸附对氨吸附容量及吸附动力学进行了研究,并对ZnCl_2活性炭氨吸附去除机理进行了分析。结果表明:改性后活性炭微孔数量减少,介孔比例提高;随ZnCl_2浓度的增加,活性炭的比表面积、孔容减小,平均孔径变大,介孔所占比例由23.00%增加到25.52%;改性后活性炭表面含氧官能团含量增加,质量比为11%的ZnCl_2浸渍的活性炭样品(AC3)总酸性含氧官能团增加最多,增加了0.259mmol·g~(-1)。浸渍ZnCl_2溶液改性对活性炭吸附氨性能的改善十分明显,样品AC3对氨气的吸附量(75.58 mg·g-1)为原始活性炭(12.5 mg·g-1)的6.05倍;吸附动力学模型研究得出,氨在改性前后活性炭样品上的吸附与准二阶动力学模型较符合,说明吸附反应过程为物理-化学联合吸附。     

改性活性炭吸附处理含铬电镀废水的研究

分别采用硫酸和双氧水对活性炭迚行改性,测定了改性后活性炭的表面面积和含氧官能团数量,以改性后的活性炭为吸附剂,用于处理含铬电镀废水。考察了pH值、吸附时间和吸附剂用量等对Cr(VI)去除率的影响,并研究了其吸附等温线。研究表明,相比未改性活性炭,改性后的活性炭含氧官能团数量明显增加,并且改性后活性炭有利于对废水中Cr(VI)的吸附,经双氧水改性后的活性炭的吸附效果最好。     

活性炭表面化学

活性炭表面化学特性对其吸附性能产生显著影响．主要从以下几方面对活性发表面化学进行综述：（１）活性炭表面的主要含氧官能团和含氮官能团;（２）活性炭表面化学的分析测试技术;（３）活性炭活化及表面改性技术．     

怀炭表面化学

活性炭表面化学特性对其吸附性能产生显著影响。主要从以下几方面对活性炭表面化学进行综述：（１）活笥炭表面的主要含氧官能团和含氮官能团、（２）活性炭表面化学的分析测试技术;（３）活性炭活性及表面改性技术。     

改性活性炭材料用于烟气脱硫

活性炭(AC)材料用于烟气脱硫与其表面化学结构有关,活性炭材料的表面改性是提高其烟气脱硫活性的有效途径。综述了活性炭材料的热处理、表面含氧含氮官能团、表面碱性基团、表面负载金属及其化合物以及含氮或含碘物质的掺入对其脱硫活性的影响。     

改性活性炭材料用于烟气脱硫

活性炭（AC）材料用于烟气脱硫与其表面化学结构有关，活性炭材料的表面改性是提高其烟气脱硫活性的有效途径。综述了活性炭材料的热处理、表面含氧含氮官能团、表面碱性基团、表面负载金属及其化合物以及含氮或含碘物质的掺入对其脱硫活性的影响。     

活性炭表面含氧官能团对水中卤乙酸吸附去除的影响

为了改善极性、亲水性卤乙酸(HAAs)分子在非极性、疏水性活性炭上的吸附性能,利用N₂等温吸附实验、X射线光电子能谱实验（XPS）、HAAs等温吸附实验等方法,对几种不同产地的活性炭孔隙结构、表面元素形态结构组成,以及HAAs吸附性能进行了研究,考察了活性炭孔结构及含氧官能团对HAAs吸附性能的影响.活性炭表面含氧官能团对HAAs的吸附性能影响显著,当活性炭表面含氧官能团组成较小时,其HAAs吸附能力较强.     

Influence of Citric Acid on Size Distribution of Ru Particles and the Catalytic Activities of the Ru/AC Catalysts

Citric acid (CA) was used to modify graphited activated carbon (AC) for improving size distribution of Ru particles and catalytic activity of the Ru/AC catalyst. The influence of CA on the texture of AC and Ru/AC, Ru distribution and catalytic activity were investigated. TEM, TGA, TPD-MS, CO pulse chemisorption and N₂ physisorption indicate that CA modified AC creates more functional groups and thus more homogeneous dispersion of Ru nanoparticles. TEM images show most of the Ru particles were ca. 2–2.5 nm for the CA4 + Ru4/AC catalyst. The increase of ammonia synthesis activity for Ru–Ba–K/AC catalyst is more than 16% when the content of CA in AC is 4 wt.% at 673 K and 10,000 h^?1.     

Influence of oxidation on heat-treated activated carbon support properties and metallic dispersion of Ru/C catalyst

Heat-treated activated carbon has been oxidized to improve the properties related to the use as a support for the preparation of 5wt% Ru/C catalysts by impregnation. The pore structure, surface oxygen groups of the heat-treated activated carbon before and after oxidation in the gas and liquid phase, as well as catalytic activities and dispersion of Ru in the catalysts were investigated systematically. The pore structures of the samples were characterized by N₂ physisorption. Temperature-programmed desorption (TPD) was conducted to determine the chemical properties of the samples. Ru dispersion was measured by CO pulse chemisorption. The effects of oxidation treatments on carbon surface chemistry and pore structure which are closely related to Ru dispersion and catalytic activity, was examined. Furthermore, the modified heat-treated activated carbon support obtained by gas phase oxidation in CO₂ and liquid phase oxidation in nitric acid was more suitable to prepare Ru-based catalysts for ammonia synthesis than that without treatment.     

用焦磷酸钠和氢氧化钠依次萃取的泥炭腐植酸化学组成和结构特征

用pH值为7的0．1mol／LNa4P2O7溶液,分别在常温下用0．1mol／LNaOH和80℃下用0．02mol／LNaOH溶液对不同成矿植物来源的泥炭进行顺次萃取,采用凝胶色谱、^13C-NMR和可见光电子光谱法对所得腐植酸（HA）制剂的化学组成和结构参数进行了对比研究。所得HA制剂在分子量分布、芳香族及脂肪族非取代结构单元、脂肪族多取代结构单元、含氧官能团以及多共轭体系尺寸等方面都有差别。     

助剂对钌基氨合成催化剂活性的作用研究

利用等体积浸渍法制备了活性炭负载钌基氨合成催化剂,考察了助剂Ba、K、Sm对催化活性的影响,探讨了其改善活性的调变规律。用TPD技术研究了氮在系列催化剂上的脱附行为。研究结果表明,助剂Ba、K、Sm的加入显著地提高了催化剂的活性,多助剂催化剂的活性明显优于单助剂催化剂。稀土金属氧化物Sm2O3除具有助催作用外,还有助于催化剂的热稳定性及钌的分散。在钌基氨合成催化反应中,N2 分子的活化离解是速控步骤。氮的脱附活化能愈低,催化活性愈高,其脱附活化能次序为Ru>Ru-Sm>Ru-K>Ru-Ba>Ru-Sm-K>Ru-Sm-Ba>Ru-Ba-K>Ru-Sm-Ba-K。     

稀硝酸催化还原工艺中Pd/AC制备条件优化

化工行业中含氮化合物的超标排放是水中氮元素的来源之一,硝酸是化工行业的重要原料。煤制乙二醇过程会产生大量的稀硝酸副产物,通过硝酸催化还原反应,可以将其进一步转化为亚硝酸甲酯,从而实现资源回收利用,同时减少水中氮源的输入,有利于控制水体富营养化的发生。活性炭负载钯（Pd/AC）材料作为催化剂能有效提升硝酸转化率。本研究通过等量浸渍法制备Pd/AC,结合高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）、物理吸附仪和X射线光电子能谱（XPS）表征结果,分别考察了不同的煅烧和还原条件对材料的结构以及硝酸催化还原活性的影响,优化Pd/AC的制备条件。结果表明,煅烧温度的升高、煅烧时间和还原时间的延长会造成Pd颗粒粒径增加;单质钯与氧化态钯的比值（Pd∶PdO）增加,会造成比表面积和孔容减小,从而导致Pd/AC的催化活性降低。     

邻苯二甲酸酯加氢Ru-Ni双金属催化剂研究

采用浸渍法制备了双金属Ru-Ni_x/AC系列催化剂,并采用X射线衍射（XRD）、程序升温还原（H₂-TPR）和CO脉冲吸附等表征手段对催化剂进行了表征。在邻苯二甲酸二异辛酯（DOP）加氢制备环己烷1,2-二甲酸二异辛酯（DEHCH）反应中评估了该系列催化剂的性能,并讨论了Ni在其中的作用。发现掺杂Ni后RuNi/AC催化剂对于DOP生成环己烷1,2-二甲酸二异辛酯的选择性有明显提高（99.7%）,远高于未掺杂Ni的Ru/AC催化剂（77.7%）。而且催化活性会随着Ni的质量比增加而增加,并在m（Ru）∶m（Ni）为0.6∶5.0时加氢活性达到最大。H₂-TPR结果比对发现,Ru金属的存在可以降低Ni金属的还原温度,说明2种金属之间存在相互作用,同时也佐证了Ru和Ni之间的协同效应。     

改性活性炭负载高分子季铵盐的杀菌性能

引言活性炭比表面积大、吸附性能好,广泛应用在空气污染防治和工业废水处理中,如大型通风系统的过滤器、肾透析病房的水处理系统[1-2]。然而,活性炭表面易繁殖细菌,使其本身也成了微生物的污染源,从而影响净化空气或水的效果[3]。目前,对抗菌炭材料的研究越来越受到关注,多数工作者     

钌基氨合成催化剂氢氮吸附性能的研究

The effects of promoters K, Ba, Sm on the chemisorption and desorption of hydrogen and nitrogen, dispersion of metallic Ru and catalytic activity of active carbon (AC) supported ruthenium catalyst for ammonia synthesis have been studied by means of pulse chromatography, temperature-programmed desorption, and activity test. Promoters K, Ba and Sm increased the activity of Ru/AC catalysts for ammonia synthesis significantly, and particularly, potassium exhibited the best promotion on the activity because of the strong electronic donation to metallic Ru. Much higher activity can be obtained for Ru/AC catalyst with binary or triple promoters. The activity of Ru/AC catalyst is dependent on the adsorption of hydrogen and nitrogen. The high activity of catalyst could be ascribed to strong dissociation of nitrogen on the catalyst surface. Strong adsorption of hydrogen would inhibit the adsorption of nitrogen, resulted in decrease of the catalytic activity. Ru/AC catalyst promoted by Sm2O3 shows the best dispers     

硝酸浓度对水热处理活性炭制备Pd/AC催化剂性能的影响

采用水热硝酸氧化法对活性炭表面基团进行处理,考查了硝酸浓度对活性炭的孔结构、表面含氧基团的影响,对催化剂进行了N_2物理吸附、NH_3-TPD、FTIR、TEM等表征,并评价Pd/AC催化剂催化甲酸分解的性能。结果表明,随着硝酸浓度的提高,活性炭上含氧基团增加,浓度过高会破坏活性炭孔结构,使负载Pd粒子尺寸有所增大,催化剂活性降低。当活性炭在硝酸浓度为1.0 mol·L~(-1),150℃下水热处理4h,负载Pd催化剂的催化活性最好,在甲酸浓度为0.01 mol·L~(-1),90℃反应1 h情况下,甲酸分解率达到92.22%。     

载体预处理对Pd/C催化剂催化性能的影响

研究了活性炭硝酸表面改性对以其为载体制备的负载钯催化剂性能的影响。利用表面官能团滴定、N₂物理吸附和扫描电镜对催化剂进行表征，以邻硝基氯苯催化加氢制备2，2'-二氯氢化偶氮苯反应为模型反应对催化剂的性能进行评价。结果表明，经过不同浓度的HNO₃处理，活性炭孔结构性能变化不大，但是活性炭表面酸性含氧基团的浓度有了较大程度的增长，为Pd金属粒子的沉积提供了大量的吸附位，提高了Pd金属的分散度，从而制得高活性的Pd/C催化剂。通过30%HNO₃ 60 ℃水浴中回流4 h处理的活性炭可以达到最佳效果，所制得催化剂的活性是以未经硝酸处理过的活性炭载体制备的催化剂活性的2.3倍。