苯在改性活性炭上的脱附活化能

采用浸渍法制备了KH560/改性活性炭、1706/改性活性炭和A172/改性活性炭等3种活性炭,并利用程序升温脱附技术测定了苯在这3种改性活性炭上的脱附活化能. 结果表明,苯在经改性的活性炭上的脱附活化能均大于其在未改性活性炭上的脱附活化能,表明用有机硅烷改性活性炭可以提高其对苯的吸附能力. IGC分析结果表明,经硅烷改性的活性炭的特殊作用吸附自由能DGs均小于原始活性炭的DGs,这4种活性炭表面与苯的特殊作用吸附自由能DGs大小顺序与苯在这些活性炭上的脱附活化能大小顺序正好相反,这表明DGs越小,吸附质与活性炭表面形成的吸附越牢固,吸附质从其表面脱附所需的活化能越大.     

二种估算苯酚在改性活性炭上脱附活化能模型

应用程序升温吸附(TPD)技术分别测定了苯酚在空白活性炭以及负载Fe3+,Ag+的活性炭上TPD曲线,并采用理想TPD模型和改进的TPD模型估算苯酚在这些吸附材料上的脱附活化能,讨论了吸附材料表面负载Fe3+,Ag+对苯酚脱附活化能的影响。结果表明:采用改进的TPD模型估算得到的脱附活化能要低于理想TPD模型估算得到的活化能4.9%—5.9%,这是由于理想TPD模型忽略了脱附过程中可能出现的吸附质被再吸附现象。苯酚从负载硬酸Fe3+活性炭表面上脱附活化能大于其从原始活性炭表面脱附的活化能,而它从负载属于软酸的Ag+的活性炭表面上脱附所需的活化能小于其从空白活性炭表面脱附的活化能。     

ACF与GAC的传质比较

活性炭纤维(ACF)作为一种新型的炭质催化吸附材料,能有效吸附脱除各种气态污染物,较以往的颗粒状活性炭、粉状活性炭,拥有更优越的吸附和脱附再生性能。通过研究传质过程对脱除气态污染物反应速率的影响,并将ACF与颗粒状活性炭(GAC)的孔内传质过程进行了比较,结果表明ACF内扩散阻力较小。     

过程工程所烟气治理中活性炭的吸附机制研究取得进展

正活性炭对于低浓度有机气体具有非常好的吸附性能,在实际工业烟气治理中已被广泛用于捕集二恶英、VOCs等污染物。活性炭吸附有机气体主要受其微孔结构影响,但活性炭活化过程中所形成的表面化学物种对气体吸附亦起到了重要作用。为了深入探讨活性炭表面物种的作用以及吸附质-吸附剂之间的相互作用机制,中国科学院过程工程研究所采用氯苯作为二恶英的模式物,研究了活性炭上氯苯的吸附特性,并通过TPD-MS、XPS、FTIR、Raman     

低浓度挥发性有机废气的吸附净化

吸附净化是处理低浓度挥发性有机废气(≤1000 mg/m3)的有效方法之一。整体式蜂窝状活性炭由于其开孔道结构,压降小,是比较理想的吸附剂。考察了甲苯浓度、空速、吸附-脱附循环次数和表面改性等对整体式蜂窝状活性炭吸附性能的影响,取得了较好的净化效果。结果表明,当吸附温度为25°C,气体空速为10000 h-1,甲苯浓度为500 mg/m3时,对甲苯的吸附率为6.5wt%,当脱附温度为250°C时,甲苯基本脱附完全。     

活性炭纤维对有机废气的吸附性能研究

活性炭纤维的吸附性能强、吸附量大、吸附脱附速度快,在有机废气中得到了很好的应用。深入研究活性炭纤维在物理吸附性能和化学改性后吸附性能,分析活性炭纤维在有机废气处理中的应用现状,对活性炭纤维的发展前景进行展望。     

超声波对活性炭吸附/脱附Cr(Ⅵ)的影响

研究了超声波对活性炭吸附/脱附Cr(Ⅵ)的影响,结果表明：有无超声波作用下,活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率均随pH值的升高而减小,相对于无超声作用体系,超声作用下的相平衡向吸附量减小的方向移动,且pH值越大,其减小的幅度越大;当Cr(Ⅵ)初始浓度由20 mg·L^-1增至110 mg·L^-1时,超声波作用下的Cr(Ⅵ)去除率由99.9%降至79.8%,平衡吸附量则由3.3 mg·g^-1增至15.0 mg·g^-1,与无超声波作用下的效果接近,但无超声波作用时的吸附率持续上升至平衡,而超声波作用下的吸附率先快速增加至近平衡,再出现小幅下降后又缓慢增至平衡。脱附实验发现,无论有无超声作用,活性炭表面Cr(Ⅵ)在蒸馏水中的脱附率均很小;添加NaOH可显著改善脱附效果,脱附率随NaOH用量的增加而增加,且超声场中NaOH对脱附的促进作用显著高于非超声场中的效果。     

Effects of ultrasound on adsorption and desorption of chromium(Ⅵ) on activated carbon

研究了超声波对活性炭吸附/脱附Cr(Ⅵ)的影响,结果表明：有无超声波作用下,活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率均随pH值的升高而减小,相对于无超声作用体系,超声作用下的相平衡向吸附量减小的方向移动,且pH值越大,其减小的幅度越大;当Cr(Ⅵ)初始浓度由20 mg·L^-1增至110 mg·L^-1时,超声波作用下的Cr(Ⅵ)去除率由99.9%降至79.8%,平衡吸附量则由3.3 mg·g^-1增至15.0 mg·g^-1,与无超声波作用下的效果接近,但无超声波作用时的吸附率持续上升至平衡,而超声波作用下的吸附率先快速增加至近平衡,再出现小幅下降后又缓慢增至平衡。脱附实验发现,无论有无超声作用,活性炭表面Cr(Ⅵ)在蒸馏水中的脱附率均很小;添加NaOH可显著改善脱附效果,脱附率随NaOH用量的增加而增加,且超声场中NaOH对脱附的促进作用显著高于非超声场中的效果。     

四氯乙烷脱HCl反应中炭基催化剂的失活机理

活性炭表面物化性质是炭基催化剂催化TeCA脱HCl合成TCE反应性能的重要影响因素。采用酸、碱对活性炭进行调变处理,通过XRF、BET、Boehm滴定、GC-MS等对处理前后活性炭的物理结构、表面基团、无机氧化物种类和数量,以及反应后活性炭的物理结构和表面残留有机物的表征分析,研究了活性炭催化TeCA脱HCl反应性能与其表面物化性质的对应关系。结果表明:酸、碱等处理对活性炭物理结构和表面基团影响较小,但显著改变了无机氧化物种类和数量;反应后活性炭比表面积下降明显,表面残留有五氯丁二烯;活性炭中铝、铁氧化物与五氯丁二烯含量、孔道堵塞程度和失活速率呈密切对应关系。铝、铁与HCl生成的AlCl₃和FeCl₃ Lewis酸中心是促进TCE聚合进而导致孔道堵塞而失活的主要原因。     

升温速率对CO2在13X分子筛上脱附性能的影响

采用程序升温脱附技术研究了升温速率对CO2在13X上脱附性能的影响,基于Polanyi?Wigner方程在无假定条件的情况下计算了不同升温速率下的脱附活化能(Ed). 结果表明,13X分子筛在常温下吸附CO2后,脱附时会产生两个脱附峰(低温峰和高温峰);改变升温速率?会影响Ed,随?升高,低温峰的脱附活化能Ed,L呈对数规律减小,高温峰的脱附活化能Ed,H基本不变,且Ed,L>Qd,H;物理吸附与化学吸附作用力的差异造成两峰吸脱附机理存在根本差别.     

活性炭吸附废水中表面活性剂的试验研究

为了探索一种新的表面活性剂废水处理方法,试验研究了活性炭经不同方法改性后对表面活性剂的吸附规律。结果表明:经浓硝酸和H2O2改性的活性炭对表面活性剂的吸附量分别是原始活性炭的1.4和1.5倍。通过活性炭静态吸附试验发现:三种活性炭在4h达到吸附平衡,改性后的活性炭吸附能力明显增强。在动态吸附试验中,原始活性炭在360min达吸附饱和,其它两种改性活性炭在300min达吸附饱和。改性后的活性炭比原始活性炭的吸附效果好,且用H2O2改性的活性炭较用浓硝酸改性的吸附能力更强。     

活性炭电极对不同阳离子电吸附行为的研究

自制活性炭电极,并用于不同含量的KCl、CdCl_2、CuCl_2和FeCl_3溶液电吸附行为研究.结果表明,多价离子吸附速率和吸附容量大,但脱附率低;单价离子吸附速率和吸附容量小,但脱附率高;同价态离子,离子半径越小的离子越容易被吸附.各离子在活性炭电极上的电吸附,均符合2级动力学方程,速率常数K与电压U关系符合指数函数,在相同电压下,吸附速率常数K(Fe~(3+))>K(Cu~(2+))>K(Cd~(2+))>K(K~+);吸附等温线均符合Langmuir等温式,活性炭电极的最大吸附量q_m与操作电压U线性相关,在相同电压下,活性炭电极的最大吸附容量q_m(Fe~(3+))>q_m(Cu~(2+))>q_m(Cd~(2+))>q_m(K~+).循环伏安和交流阻抗进一步验证了电吸附试验结果.     

造纸工业中水回用系统外排膜浓缩水达标排放设计

湖北某工业园区污水处理厂接纳的来水主要为某造纸工业中水回用系统超滤及反渗透膜系统外排的浓缩水,膜浓缩水含盐量高,会抑制微生物的活性,导致污水的可生化性差,处理难度大.针对膜浓缩水的特殊性,污水处理工艺针对性地采用臭氧氧化-硝化及反硝化滤池-曝气生物滤池-芬顿氧化-活性炭吸附工艺,臭氧-曝气生物滤池用于去除来水中的色度、COD及其他有机污染物,硝化反硝化滤池用于脱氮,芬顿氧化用于进一步去除COD及TP,活性炭吸附工艺用于最后的出水水质保障.项目建成运行两年以来,出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,实现了膜系统浓缩水的达标排放处理.     

造纸工业中水回用系统外排膜浓缩水达标排放设计

湖北某工业园区污水处理厂接纳的来水主要为某造纸工业中水回用系统超滤及反渗透膜系统外排的浓缩水,膜浓缩水含盐量高,会抑制微生物的活性,导致污水的可生化性差,处理难度大.针对膜浓缩水的特殊性,污水处理工艺针对性地采用臭氧氧化-硝化及反硝化滤池-曝气生物滤池-芬顿氧化-活性炭吸附工艺,臭氧-曝气生物滤池用于去除来水中的色度、COD及其他有机污染物,硝化反硝化滤池用于脱氮,芬顿氧化用于进一步去除COD及TP,活性炭吸附工艺用于最后的出水水质保障.项目建成运行两年以来,出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,实现了膜系统浓缩水的达标排放处理.     

变色硅胶与ZSM-5沸石分子筛的吸附脱附特性

针对吸附材料在太阳能吸附空调系统中的应用, 对变色硅胶和ZSM-5沸石对水蒸气的吸附脱附特性进行了实验研究。结果表明, 在一定温度下, 两种吸附材料对水蒸气的吸附速率随相对湿度增大而增加, 但增加幅度逐渐减小。环境温度对材料的吸附脱附性能有重要影响, 低温下易吸附, 高温时易脱附。温度升高, 材料的吸附脱附速率增加, 但平衡吸附量降低, 平衡脱附百分比升高。比较两种吸附材料的吸附特性发现, ZSM-5沸石具有较快的吸附速率, 但是其平衡吸附量低于变色硅胶。与变色硅胶的渐近线型吸附等温线不同, ZSM-5沸石的吸附等温线呈S型。比较两种材料的脱附特性发现, 在温度低于100℃时, ZSM-5沸石的脱附百分比大于变色硅胶。此外ZSM-5沸石能够在高温下进行脱附, 而变色硅胶在高温环境下会失去结晶水而变质, 因此脱附温度必须控制在120℃以下。     

脱气预处理条件对木质活性炭比表面积和孔容积分析结果影响初探

在测定木质活性炭比表面积和孔容积前, 先对活性炭进行脱气预处理, 研究预处理条件(脱气温度和脱气时间)对活性炭的比表面积和孔容积的影响, 并将所测结果与仪器推荐条件下所测结果进行对比分析。研究结果表明: 脱气温度和脱气时间对于物理法木质活性炭比表面积和孔容积分析结果影响较小, 这是因为物理法活性炭制备温度高, 官能团少, 结构以微孔为主, 吸附类型以物理吸附为主, 吸脱附速度较快。物理法活性炭预处理条件以脱气温度150 ℃脱气3 h为宜, 相较于ASAP 2460使用说明所推荐的350 ℃和24 h的预处理条件, 明显缩短预处理时间, 降低电耗, 提高了检测效率。脱气温度和脱气时间对化学法木质活性炭比表面积和微孔分析结果影响较大, 适宜的预处理条件为300 ℃脱附12 h。主要是因为磷酸法活性炭制备温度较低, 杂原子较多, 表面化学基团丰富, 发生物理吸附的同时易发生化学吸附, 需要较高的温度和较长的时间才能脱气完全, 当脱气温度过高时, 孔道内的吸附质发生炭化形成炭质微粒堵塞孔道, 同时部分物理吸附在更高的活化能下转化为化学吸附, 使分析结果有所下降。     

影响活性炭吸附处理高盐有机废水性能的结构性因素探究

为阐明活性炭吸附废水中有机污染物在结构方面的关键影响因素，在对5种柱状活性炭开展FT-IR和N2等温吸脱附表征的基础上，以煤化工实际高盐有机废水为处理对象，通过静态吸附实验探究了具有不同孔隙结构特征的柱状活性炭的吸附行为，并进一步将这5种活性炭吸附性能的量化结果与孔隙结构特征逐一进行关联，线性拟合结果表明：柱状活性炭的介孔孔容及总孔容与其对有机物的平均吸附速率和吸附容量呈现良好的线性关系（R2>0.90），是影响吸附有机污染物能力的决定性结构因素；比表面积和平均孔径对吸附性能的影响依次减弱，而微孔孔容几乎无影响。本研究将有助于指导实际水处理过程筛选或研发高性能的活性炭吸附材料。     

玉米秸秆活性炭制备与NaOH改性对甲醛吸附的影响

以玉米秸秆为原料,在不同热解条件下制备活性炭,再运用BET模型和Boehm滴定法测定活性炭孔隙结构和表面性质,并选取性能较优的活性炭进行NaOH改性,研究其改性前后对甲醛的吸、脱附性能和表面结构与表面化学性质变化。结果表明:在最优热解参数60 min、650℃制备的玉米活性炭经NaOH改性后可使其对甲醛饱和吸附时间延长62%,饱和吸附量提高133.33%,比表面积增加3.02%,微孔容积增大0.6%,脱附峰面积和峰高明显增大,且其表面碱、酸性官能团含量分别提高了11.85%、5.51%,说明NaOH改性能提高活性炭的表面碱、酸性官能团含量,增大活性炭比表面积与孔径,从而提高其对甲醛等极性物质的吸附能力。     

乙二酸和苯甲酸在活性炭上的脱附行为

低挥发性有机酸不仅自身污染环境而且显著促进颗粒污染物形成,对其吸脱附性能的研究有助于这类物质的控制。采用程序升温脱附(TPD)技术对乙二酸、苯甲酸在活性炭(AC)上的脱附行为进行了研究。结果表明,吸附主要发生在粗微孔(0.7~2 nm)、细微孔(<0.7 nm)中,对应TPD曲线中的吸附位Ⅰ、Ⅱ。粗微孔对乙二酸、苯甲酸的脱附活化能为101.63、112.43 kJ·mol^-1,吸附量均大于总吸附量的91%。细微孔对乙二酸、苯甲酸的脱附活化能为118.01、130.87 kJ·mol^-1,吸附量均小于总吸附量的9%。细微孔吸附强度高于粗微孔,但吸附量远低于粗微孔,因为细微孔对吸附质的迁移阻力较大,仅少量吸附质能进入细微孔中。苯甲酸在迁移中受到阻力较乙二酸大,在细微孔中吸附量更小,表现为分子筛分作用。     

纳米羟基铁改性活性炭制备及其对Cd(Ⅱ)的去除

采用简单的乙醇分散法制备了纳米羟基铁(nFeOOH)改性活性炭(AC)复合材料(nFeOOH@AC),并考察其对饮用水中Cd(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,nFeOOH以100~500 nm的粒径均匀分布在AC表面及孔道上。相比AC,nFeOOH@AC对Cd(Ⅱ)的去除率提高了2.1倍。同时,Langmuir吸附模型及准2级反应动力学模型可以很好的描述nFeOOH@AC对Cd(Ⅱ)的吸附过程,其最大吸附量和反应速率常数分别为29.8 mg/g和8.52 mg/(g·min)。Cd(Ⅱ)的吸附过程具有pH依赖性且载铁稳定性强。吸附后的nFeOOH@AC可用醋酸脱附,且失效的nFeOOH@AC经1mol/L的HCl洗脱并重新负载nFeOOH后,再生率可达93.5%。因此,nFeOOH@AC具备良好的重复利用和再生性能。