成型活性炭的制备及其甲烷吸附性能的研究

以羧甲基纤维素(CMC)为粘结剂、比表面积为2325m2/g的粉状活性炭为原料,考察了成型活性炭的制备及其对甲烷吸附性能的影响。正交实验结果表明,影响甲烷体积吸附量的因素由大到小依次为:成型压力>热处理温度>热处理时间>粘结剂的添加比例,并且得出了这种成型活性炭的最佳成型工艺,即:成型压力62.5MPa,热处理温度250℃,热处理时间90min,粘结剂质量添加比例20%。用最佳条件制备的成型活性炭在298K和3.6MPa下对甲烷的体积吸附量可达167.9。     

高比表面积蜂窝状活性炭对CO2的吸脱附行为

以比表面积为2621m2/g的超高比表面积活性炭为原料,酚醛树脂为粘结剂,制得比表面积为1887m2/g的蜂窝状活性炭,并考察了其对CO2的吸脱附性能.研究结果表明,在25℃/常压下,该蜂窝状活性炭对CO2的饱和吸附量为2.15mmol/g,对浓度为15％的CO2的平衡吸附量为0.96mmol/g;当采用抽真空脱附时,...     

煤基成型活性炭活化实验研究及性能表征

以低变质粉煤与液化残渣为原料,水蒸气为活化剂,研究了活化时间与活化温度对成型活性炭吸附性能、抗压强度和活性炭收率的影响。采用N2吸附、SEM、碘吸附等手段对成型活性炭的孔径分布及吸附性能进行了分析表征。研究表明,经700℃炭化1.0h,800℃水蒸气活化1.5h制备的成型活性炭碘吸附值为820mg/g,活性炭收率为36.63%,抗压强度为0.08MPa,比表面积为509m2/g,其总孔容积达0.35cm3/g。随着活化时间的延长,成型活性炭的碘吸附值先增大后减小,炭化收率和抗压强度都逐渐降低;随着活化温度的升高,成型活性炭的碘吸附值先增大后减小,炭化收率和抗压强度都逐渐减小。     

竹质中孔活性炭的制备及其吸附性能研究

以毛竹废料为原料通过磷酸活化法制备了具有较高比表面积并含有大量中孔的活性炭.讨论了磷酸浓度、浸渍温度、浸渍时间、活化温度及活化时间对活性炭性质的影响.在以80%磷酸于80℃下浸渍原料9d,500℃下活化4h的条件下所得活性炭的中孔体积最大,其数值为0.67cm3/g,比表面积为1567m2/g,中孔比例达47.18%.实验测定了CH4,N2,O2和CO2在该活性炭上的298K吸附等温线.实验结果表明,该活性炭对二氧化碳的吸附能力明显优于CH4、O2和N2,是适用于CO2/N2、CO2/O2、CO2/空气气体混合物中CO2吸附分离的优良吸附剂.     

K_2CO_3活化法制备芋叶柄基活性炭的研究

以废弃的芋叶柄为原料,K2CO3为活化剂,制备芋叶柄基活性炭,考察炭化和活化工艺条件对活性炭吸附性能的影响,采用等温氮吸脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)对样品材料进行了测试。结果表明:若以碘吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度200g/L、活化温度850℃、活化时间35min,碘值为1930.4mg/g,BET比表面积为633.215m2/g,孔容为0.194cm3/g,孔径为18.45nm。以亚甲基蓝吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度175g/L、活化温度875℃、活化时间35min,亚甲基蓝吸附值为298.8mg/g,BET比表面积为604.708m2/g,孔容为0.076cm3/g,孔径为18.533nm。     

超高比表面积活性炭的制备与表征

以无患子残渣为原料,KOH与K2CO3作为活化剂,采用微波炭化和活化两步法制备超高比表面积活性炭,通过正交实验优化活性炭的制备工艺,探讨了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝吸附值的影响。利用N2吸脱附实验、XRD、FT-IR等实验技术,对制备的活性炭结构与性能进行了表征。结果表明,在碱炭质量比为4∶1、活化温度800℃、活化时间30 min的条件下,所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附值为595 mg/g,BET比表面积为3 479 m2/g,吸附累积总孔容达1.8262 cm3/g,平均孔径为2.0997 nm。     

生物质活性炭微孔和中孔结构对CO_2吸附性能的影响（英文）

以玉米秸秆作为生物质活性炭的原材料,CO2作为活化介质,分别以KOH、HNO3和CH3COOH作活化剂,在800℃下一步法制备出玉米秸秆活性炭,并针对部分样品分别使用KOH、HNO3和CH3COOH进行化学活化。分别考察CO2活化时间、CO2活化剂浓度、化学活化种类及后续热处理工艺对样品吸附CO2的性能影响。结果表明,化学活化过程可拓展活性炭的空隙结构,显著提高其对CO2的吸附。在最优工艺下(4 mol/L HNO3活化+100℃水浴加热1 h+600℃热处理),活性炭的比表面积达639.8 m2/g,其CO2捕集效率为7.33%,高于市场商业用活性炭的6.55%。同时,考察活性炭微孔和中孔对CO2吸附的影响规律,并采用Bangham动力学模型探讨样品的吸附性能。     

红薯基活性炭的制备及其电性能表征

以红薯为原料分别采用物理活化(CO2活化)和化学活化(KOH活化)法制备活性炭。研究了不同活化温度和时间所得活性炭的比表面积和孔结构特征,并结合扫描电子显微镜、X射线衍射仪、比表面积分析仪等对其进行测试和表征。结果表明,KOH活化法在碳碱比为1∶3、活化温度为800℃、活化时间为5h时比表面积最高,达到1590m2/g,介孔率为20.3%;CO2活化法在800℃、活化2h时比表面积较高,为1054m2/g,介孔率可达62.0%。将该两组活性炭用作超级电容器电极材料时,以6M KOH作电解质表现出了典型的双电层电容器的特征,在5A/g的电流密度下,两者的比电容量分别为143F/g和187F/g。     

紫茎泽兰同时制备活性炭及高热值燃气实验研究

以紫茎泽兰为原料,通过物理活化同时制得活性炭和高热值燃气。考察了活化温度、时间、CO2流量对多孔碳产品吸附性能和得率的影响。通过响应曲面法得到实验优化工艺条件:活化温度980℃,活化时间130min,CO2流量400mL/min,所制得活性炭碘吸附值和得率分别为1002mg/g,15.79%。制得的多孔碳BET比表面积、孔容和平均孔径分别为1076m2/g、0.63mL/g、2.36nm。在此优化条件下得到高热值燃气,燃气热值达11542.32kJ/m3。     

聚苯乙烯基球形活性炭的制备及其对二苯并噻吩的吸附性能

通过水蒸气活化法制备了聚苯乙烯基球形活性炭,并研究了其对二苯并噻吩(DBT)的吸附性能.采用扫描电镜(SEM)、N2吸附、热重分析(TG)以及液相吸附试验考察了球形活性炭的结构特征.结果表明:以苯乙烯离子交换树脂为原料,通过水蒸气活化法,可以得到比表面积979m2/g～1672m2/g的球形活性炭.其中,BET比表面积和孔容随活化时间和水蒸气流量的增加而增大,而孔径小于0.7 nm的窄微孔却减小.球形活性炭对DBT的吸附量可达109.36mg/g,吸附量与比表面积和总孔容关系不大,而与小于0.7nm的窄微孔成正比.球形活性炭在对DBT的吸附过程中存在不可逆吸附.球形活性炭所含窄微孔的孔容越大,脱附所需要的温度越高,不可逆吸附量越大.     

溶胶凝胶法制备有机无机复合胶粘剂

以羧甲基纤维素钠(NaCMC)、硝酸铝和氨水为原料,通过-COO-基团和Al3+之间的配位键交联实现有机物与无机物的复合,并将所制备的胶粘剂用于复合活性炭的粘结成型。研究表明硝酸铝的用量直接影响所合成胶粘剂的状态和耐水性,粘结成型得到的复合活性炭仍保持较高的比表面积。论文借助对比验证实验对胶粘剂的形成机理进行了初步探讨。     

椰壳活性炭孔结构对Li-S电池性能的影响

以椰壳为原料,采用化学活化法制备不同比表面积和孔结构的活性炭,通过改变制备工艺参数来调节活性炭的比表面积和孔结构。将活性炭负载60%(质量分数)硫后,作为锂硫电池的正极材料,研究活性炭孔结构对锂硫电池性能的影响。结果表明:随着活性炭比表面积的增加,中孔比例增加,锂硫电池比容量逐步提高。其中,当活化剂与炭化料的质量比为4时,活性炭的比表面积达到2900m2/g,中孔率达到15.36%。在电流密度为200mA/g时,首次放电比容量高达1294.5mAh/g,循环100次后的可逆比容量仍然高达809.3mAh/g。     

Effects of Powder Activated Carbon Particle Size on Activated Carbon Monolith's Properties

Methyl cellulose as organic binder and bentonite as clay binder were simultaneously used to prepare activated carbon monolith (ACM) using powder activated carbon (PAC) and by means of extrusion process. To study the effects of PAC particle size on porosity, adsorption, and mechanical properties of the ACMs, four broad types of PAC including powder with particle size less than 150, 90, 50 µm, and powder without screening were prepared and used. Actually, it was tried to improve the adsorption capacity, surface area, and mechanical strength (both compression and impact strength) of the ACMs by screening the PAC microparticles to certain particle sizes. The results showed that arranging and decreasing the PAC particle size significantly improved the above-mentioned properties.     

KOH活化法高比表面积竹质活性炭的制备与表征

以竹屑为原料,研究了KOH活化法高比表面积活性炭的制备工艺.分别考察了浸渍比、活化温度、活化时间等工艺参数对产品吸附性能的影响,并提出了可能的活化机理.在所研究的实验条件下,最佳的制备工艺是浸渍比1.0,活化温度800℃,活化时间2h.所得到的活性炭产品的比表面积和孔容可达2996m2/g和1.64cm3/g.该产品附加值高,在吸附领域特别是在双电层电容器的电极材料领域有广阔的应用前景.     

原料粒度对石油焦基活性炭性能的影响

以不同粒度范围的石油焦为原料,KOH为活化剂,采用化学活化工艺制备了超级电容器用活性炭电极材料.采用N2吸附法表征了活性炭材料的BET比表面积及孔结构;在1mol/L的Et4NBF4/AN有机电解液体系下组装成模拟电容器,并考察了活性炭材料的电化学性能.结果表明:随着原料粒度的减小,活性炭的振实密度和收率先增大,然后再减小.原料粒度范围越窄,活性炭具有越小的BET比表面积和孔容.在1mol/L的Et4NBF4/AN电解液体系下,随着石油焦粒度的不断减小,活性炭材料的质量比容量不断增大,在粒度<38μm时取得最大值140F/g.粒度为38～44μm的石油焦制备出的活性炭在1A/g电流下质量比容量为126.6F/g,在20A/g电流下质量比容量为116.2F/g,容量衰减只有8.2%,表现出良好的功率特性.     

聚酰亚胺基高比表面活性炭及其电化学性能研究

以聚酰亚胺(PI)薄膜边角料为前驱体, 采用CO₂物理活化法制备高比表面活性炭。研究了活化工艺对PI活性炭孔结构性能的影响及其活化机理, 探讨了活性炭孔结构对其电化学性能的影响。结果表明, PI薄膜可以在相对较低的温度下经CO₂活化制备出具有无定型微晶质炭结构、孔隙结构发达的活性炭, 比表面积最高可达2809 m²/g, 总孔容积达1.423 cm³/g; 通过控制CO₂活化工艺, 可实现对PI活性炭的孔道尺度与分布的调控。作为超级电容器电极材料, PI活性炭在100 mA/g条件下, 比电容高达237 F/g, 电容保持率为86%。孔径集中于0.7~2 nm, 并存在适量介孔的活性炭具有极佳的电化学性能。     

浸渍KOH研制煤基高比表面活性炭

研究了在煤基活性炭生产工艺中浸渍ＫＯＨ方法对煤基活性炭吸附性能的影响，试验发现：采用竞争吸附剂加ＫＯＨ浸渍可显著提高煤基活性炭的比表面及吸附性能，利用水蒸汽活化法制得比表面＞１５００ｍ２／ｇ的煤基活性炭     

用稻壳制备亚甲基蓝高吸附容量的超高比表面积活性炭

活性炭因具有高比表面积和丰富的孔结构而被广泛应用于吸附水处理中的污染物。稻壳具有独特的组成和微观结构, 是制备活性炭的优质碳源。以稻壳为原料, 利用过饱和KOH溶液的预活化和活化双重作用, 在不同温度下制备出超高比表面积活性炭。随着活化温度的升高, 活性炭的比表面积和总孔容逐渐增大。900 ℃下制得的活性炭具有超高比表面积, 达到3600 m²/g, 总孔容为3.164 cm³/g, 明显优于商用活性炭(YP-80, 比表面积为1310 m²/g, 总孔容为0.816 cm³/g)。具有最高比表面积的稻壳活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量达到983 mg/g, 几乎是YP-80 (525 mg/g)的两倍。通过吸附动力学拟合, 吸附亚甲基蓝的过程与拟二级动力学模型一致, 表明该过程为化学吸附。     

活性炭及工艺参数对所制固体活性炭性能的影响

以煤焦油基活性炭(TAC)和椰子壳活性炭(CAC)为原料,以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘接剂,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为增塑剂,通过混合、成型、硬化及炭化处理,最终制得固体活性炭。详细地考查了工艺条件(如强度、收率、收缩率、比表面积等)的影响。研究结果表明对于椰子壳活性炭来说,制备高强度(>5000kPa)的固体活性炭是困难的,其主要原因在于椰子壳活性炭比煤焦油基活性炭含有更少的表面官能团(-COOH,-OH等),而这些官能团可能增强PVB在活性炭表面的粘接,并且参与粘接剂的氧化硬化,硬化的粘接剂在炭化过程中在活性炭颗粒间形成炭桥或者枝状结构而粘接这些颗粒。因此,为了制备高强度的固体活性炭,椰子壳活性炭的表面改性是必要的。     

利用核桃壳制备高比表面积活性炭电极材料的研究

以核桃壳为原料,采用KOH活化法制备活性炭,并将其用作超级电容器电极材料。利用N2吸附和扫描电镜(SEM)表征活性炭的孔结构及表面形貌,系统研究碱炭比(KOH与核桃壳炭化料的质量比)对活性炭孔结构的影响,并采用恒流充放电及循环伏安等测定核桃壳活性炭电极材料在3mol/L KOH电解液中的电化学性能。结果表明,随着碱炭比的增大,活性炭的比表面积、总孔容及中孔比例先逐渐增大后稍有减小。当活化温度为800℃,活化时间为1h,碱炭比为4时,可制备出比表面积为2404m2/g,总孔容为1.344cm3/g,中孔比例为28.6%,孔径分布在0.7~3.0nm之间的高比表面积活性炭。该活性炭用作超级电容器电极材料具有良好的大电流放电特性和优异的循环性能,电流密度由50mA/g提高到5000mA/g时,其比电容由340F/g降低到288F/g,经1000次循环后,比电容保持率为93.4%。