氯化锌活化法制备棉花秸秆活性炭的研究

以棉花秸秆为原料,采用氯化锌活化法在不同操作条件下制备活性炭,通过检测活性炭样品的比表面积、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值,探讨了浸渍比（氯化锌与原料的质量比）、活化时间和活化温度等操作条件对活性炭样品性能的影响。实验结果表明,在实验条件范围内,氯化锌活化法制备棉花秸秆活性炭适宜的操作条件如下：浸渍比为1.5：1,活化温度为550℃左右,活化时间为90 min,在较优条件下制得活性炭的比表面积可达1 403 m2/g,碘吸附值可达1 188 mg/g,亚甲基蓝吸附值可达238 mg/g。     

生物质真空裂解制备磁性活性炭

以生物质杉木屑为原料、四氧化三铁为磁性添加剂、十六烷基三甲基氯化铵和聚氧乙烯月桂醚为复配表面活性剂,采用真空裂解技术,制备了杉木屑基磁性活性炭。考察了体系压力、活化温度、磁性剂质量分数和活化时间对磁性活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和磁性能的影响。单一因素变量试验结果表明:磁性活性炭对碘和亚甲基蓝的吸附值随着各体系压力、活化温度和活化时间的增加而呈现出先增大后减小的变化规律性,而随着磁性剂添加质量分数的增加而降低。综合考虑各因素,确定其最优制备条件为体系压力10k Pa、活化温度450℃、磁性剂的质量分数10%和保温时间60 min,此条件下制备的磁性活性炭对碘和亚甲基蓝的吸附值分别为935 mg·g~(-1)和315 mg·g~(-1),磁性活性炭的饱和磁化强度为8.24 emu·g~(-1),满足中等强度磁场磁选回收活性炭的要求。     

废弃茶梗基活性炭的制备与性能研究

为研究废弃茶梗的开发利用途径,采用氯化锌活化法制备了废弃茶梗活性炭吸附剂。比较了不同活性炭制备工艺的差别,并考察了氯化锌用量、活化温度和活化时间对吸附剂性能的影响。实验结果表明:采用氯化锌直接活化制备的活性炭性价比最高;随着氯化锌用量增加,活性炭的得率逐步提高,碘吸附值先增大,后减小;随着活化温度升高,活性炭得率不断减小,碘吸附值先增大后减小,在600℃达到极大值;随着活化时间延长,活性炭得率不断下降,碘吸附值随着活化时间的延长先增大后减小,在活化时间为2 h时达到最大。     

响应面法优化混合活化剂制备脱硅稻壳基活性炭

对以脱硅稻壳为原料、Na OH和Na2CO3为混合活化剂制备活性炭的工艺进行了4因素(活化温度、活化时间、活化剂混合比、浸渍液质量分数)3水平的响应面优化研究.结果显示:活化温度和浸渍液质量分数对活性炭的碘吸附值有显著地影响.在活化温度635℃,活化时间35 min,混合比4∶1,浸渍液质量分数40%时碘吸附值出现极值,验证实验的碘平均值为1 383.5 mg/g,与预测值基本吻合.另外对所制活性炭进行了性能表征,采用SEM表征了活性炭的形貌,BET法计算了活性炭的比表面积,BJH方程计算出活性炭的孔径分布.得到其比表面积为1 566.1 m2/g,平均孔径为2.05 nm,总孔容为0.80 cm3/g.     

麦秸活性炭的制备及脱色性能

在高温流化床反应器中以小麦秸秆为原料,采用二氧化碳活化法制备活性炭。研究了流化数、活化温度和活化时间等操作条件对活性炭吸附性能的影响,通过碘值、亚甲基蓝值和扫描电镜对活性炭进行了表征。确定了制备活性炭的优化工艺条件:流化数1.5、活化温度800℃、活化时间30 min。优化工艺条件下制得的活性炭碘值和亚甲基蓝吸附值分别高达800.71 mg.g-1和292.5 mg.g-1,具有较好的吸附性能;对染料废水吸附符合拟二级吸附动力学模型。     

微波椰壳活性炭制作过程中的热分析研究

以椰壳炭为原料,水为活化剂,利用同步热重/差热分析仪(TG/DTA)对椰壳炭活化的机理、反应热效应以及微波辐照对微波椰壳活性炭制备的影响进行了探讨。结果表明:在40℃/min升温条件下,不同的椰壳炭都有一个吸热脱水失重阶段。浸渍后失重速率、活化点以及相应放热温度区间也随着增加。椰壳炭浸渍时间为48 h,在390~998℃失重达到32.048%,放热温度区间为153.62~855℃,放热效应有利于水蒸气与炭在800~900℃高温下的吸热活化反应,同时微波辐照能使水-椰壳炭迅速达到活化反应温度。当活化时间为3~5 min,水蒸气流量为3.5~5.5 mL/min时,微波椰壳活性炭的碘吸附值达到1 031 mg/g,亚甲基蓝吸附值达到10mL.0.1/g。研究结果为微波椰壳活性炭的制备提供了理论依据。     

利用废轮胎热解炭制取活性炭的试验研究

热解炭是废轮胎热解的重要产物之一.以CO2气体作为活化剂对废轮胎热解炭制取活性炭的活化温度为820～950℃,活化时间为60～360 min.在试验条件下,活化温度越高,活化时间越长,活性炭烧失率越大,比表面积也越大.制得的活性炭具有与商业活性炭相似的中、大孔隙分布,而微孔则不发达,因此孔容积小于商业活性炭.在950℃,240 min条件下得到中等比表面积(306 m2/g)的活性炭.针对碘、苯酚和亚甲基蓝三种物质考察了活性炭的液相吸附特性.热解炭和活性炭对亚甲基蓝和苯酚具有良好的吸附性,而碘吸附值则与商业活性炭尚有较大差距.     

核桃壳化学-物理耦合活化法制备活性炭及其表征

采用植物废弃物核桃壳为原料,以化学-物理耦合活化法制备了核桃壳活性炭,考察了磷酸浓度、活化温度、活化时间对核桃壳活性炭碘值、亚甲基蓝吸附值和烧失率的影响。结果表明,最佳制备条件为:磷酸质量分数85%,活化温度900℃,活化时间3h。在此制备条件下,核桃壳活性炭的比表面积为1 241.81m2·g-1,吸附累积总孔容为0.90cm3·g-1,最可几孔径分布为1.62nm。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积测定仪以及红外光谱仪对核桃壳活性炭的表面形貌、孔结构及表面官能团进行了分析。     

铁系添加剂对煤基磁性活性炭性能的影响

磁性活性炭(MAC)是解决使用后活性炭回收难题的关键.选用太西无烟煤为原料,分别以四氧化三铁和草酸铁为添加剂,一步法制备了煤基磁性活性炭;测定了活性炭的碘值和亚甲蓝值,利用氮气吸附仪和振动样品磁强计分别表征其孔结构和磁性能,并考察了添加剂对活性炭吸附性能、孔结构及磁性能的影响.结果表明,铁系添加剂具有催化作用,对活性炭的孔结构有调控作用,使中孔率上升;添加剂的引入可增强活性炭的磁性;四氧化三铁的效能优于草酸铁,当四氧化三铁添加量为6.0%,炭化温度600℃,活化温度880℃时,活性炭比表面积、碘吸附值、比饱和磁化强度分别达到678.7m2/g,849.76mg/g,2.614emu/g.     

KOH制备棕榈叶鞘纤维基活性炭活化工艺研究

为制备一种吸附性能优良的活性炭,以棕榈叶鞘纤维(棕榈纤维)为原料,研究了氢氧化钾活化制备棕榈叶鞘纤维基活性炭(PFAC)的实验工艺条件,分析了活化质量比、活化温度、活化时间等因素对活性炭吸附性能的影响,利用亚甲基蓝(200 mg/L)作为吸附质表征了PFAC的吸附性能.结果表明,随着活化质量比的增加,PFAC吸附亚甲基蓝的量先增加后减少;活化温度和活化时间对PFAC吸附性能的影响与活化质量比有相似的变化趋势;活化温度和时间对PFAC吸附亚甲基蓝的性能影响显著,当活化时间为2.0 h、活化质量比为1∶1、活化温度为800℃时,其吸附量可达199.263 mg/g.     

微波加热制备烟杆基高比面积活性炭的研究

以农林废弃物--烟杆的炭化料为原料,采用微波加热氢氧化钾活化法制备了高比表面积活性炭.研究了微波加热时间和碱炭比对活性炭的得率和吸附性能的影响,得到了优化工艺条件,即当微波功率为700 W,加热时间为30min,碱炭比为4:1,所制备的活性炭碘吸附值为2 239.1 mg/g,亚甲基蓝吸附值为652.5 mg/g,得率为25.48%,产品的吸附性能超过了双电层电容器专用活性炭(LY/T 1617-2004)标准的要求,同常规加热相比,加热时间缩短了87.5%.同时测定了优化工艺条件下制备活性炭的氮气吸附等温线,通过BET法计算了活性炭的比表面积,并通过非定域化密度函数理论表征了活性炭的孔结构.该高比表面积活性炭微、中孔发达,比表面积可达3 406 m2/g,总孔体积为2.157mL/g.     

用花生壳制备活性炭的研究

研究了花生壳活性炭的制备方法.采用正交实验设计比较了磷酸、氯化锌、氢氧化钾、硫酸4种活化剂以及活化温度、活化时间、活化剂浓度、液固比等各因素对花生壳活性炭性能的影响,并用亚甲基蓝的吸附值和比表面积对所得样品进行了表征.实验结果表明,磷酸活化法所得的活性炭性能最好,采用50%磷酸,液固比2:1处理花生壳,在350～400℃活化4 h,活性炭的亚甲基蓝吸附值可达15.0 mL,比表面积为772.792 m2/g,活性炭产率45%～48%.     

吸附汽油蒸气活性炭的制备研究

以市售活性炭和炭化料为原料,NH4NO3和K2CO3混合物为复合添加剂,水蒸汽活化法制备了汽油蒸气吸附用活性炭.通过测定活性炭的丁烷工作容量（BWC）、碘吸附值和氮吸附等温线,研究了活性炭制备条件特别是添加剂对丁烷工作容量和孔隙结构的影响.结果表明,制备条件对BWC的影响顺序依次为活化温度、添加剂用量和活化时间;较高的活化温度和较大的添加剂量均促进了活性炭中孔的发育;活性炭的BWC与中孔孔容呈明显正相关性,同时受微孔表面积和总孔容影响也较大;活性炭吸附丁烷后的首次解吸率在60%左右,循环解吸率达95%以上.     

用磷酸活化法制备甘蔗渣活性炭及其吸附性能研究

以甘蔗渣为原料,在不同操作条件下制备得到活性炭,测定了相应的活性炭对亚甲基蓝脱色的吸附值,并研究了亚甲基蓝吸附值与活化剂浓度、活化时间和活化温度之间的关系.实验结果表明,浸渍剂浓度是用磷酸活化法制备活性炭的最重要的影响因素;在磷酸浓度为40 wt％,活化时间为12 h,活化温度为500℃时,甘蔗渣活性炭的吸附能力最高,亚甲基蓝的吸附量达到294.866 mg/g.     

污泥活性炭的制备、结构表征及吸附特性

以城市污水厂污泥为原料,氯化锌为制孔剂,加入适当添加剂制备污泥活性炭,借助吸附等温线和BET、FT-IR、SEM等现代分析测试方法,表征其结构和吸附特性.结果表明:活化温度600℃、活化时间30 min、ZnCl2浓度50%、原料粒度20~24目时制备的污泥活性炭,其碘吸附值为643.0~815.6 mg/g,最可几孔径分布在4.16 nm左右,具有介空结构;平均孔容为0.4484~0.5122 mL/g,比表面积为634.8~748 m2/g,IR峰中C＝C、C—H、N＝O、C—OH是活性炭表面功能组.污泥活性炭对苯酚的吸附以多层吸附和毛细孔凝聚为主,微孔填满后达饱和,24 h饱和吸附量为15 mg/g.     

微波改性活性炭对甲苯吸附性能的实验研究

利用微波对活性炭进行改性,并测定了改性前后不同种类活性炭对甲苯的吸附性能、比表面积、碘吸附值以及表面酸碱官能团含量.结果表明,随着改性温度升高,碘吸附值逐渐提高,表面碱性官能团含量也相应增加.改性温度为850℃时活性炭吸附甲苯性能最高,650℃与450℃改性后活性炭吸附甲苯性的性能相差不大.扫描电镜分析显示微波改性使活性炭孔道更加通畅,有利于提高吸附甲苯的能力,但温度升高同样存在炭骨架收缩,孔道变窄的弊端.通过实验数据并结合扫描电镜结果分析,实验认为活性炭吸附甲苯包括物理吸附和化学吸附两种机理,低温改性时主要提高物理吸附性能,高温则主要提高化学吸附性能.     

棉花秸秆制备活性炭及其吸附性能的研究

以农业废料棉花秸秆作为原料,采用化学活化法,氯化锌为活化剂制备高效的生物质活性炭。研究了浸渍比、活化剂浓度、活化温度、活化时间4个工艺参数对制备活性炭的得率及吸附碘值的影响。找到其最佳制备条件:浸渍比为4∶14(g·mL~(-1)),氯化锌浓度为3mol·L~(-1),活化时间为500℃,活化时间为100min,在此条件下制得的活性炭其吸附碘值为1 050mg·g~(-1),得率为53%,比表面积为1 383.7m2·g~(-1),总孔容积为0.766cm3·g~(-1),平均孔半径为1.1nm。考察活性炭在吸附时间、投加量、pH条件下对亚甲基蓝的吸附量,初始浓度为50mg·L~(-1)的亚甲基蓝,活性炭吸附量达到49.4mg·g~(-1),吸附等温线可以用Langmuir模型描述。     

应用模板法从煤沥青制备中孔活性炭

以煤沥青为原料,应用纳米二氧化硅模板法制备中孔活性炭,并考察焦模比、碱碳比以及活化温度对活性炭孔结构和收率的影响。结果表明,所得活性炭试样孔径分布最大值与模板剂孔径尺寸相吻合。在焦模比为2∶1、碱碳比为4.5∶1、活化温度为850℃时,所制活性炭总比表面积为1729 m^2/g,其中中孔比表面积为1702 m^2/g,占总比表面积的98.43%。     

硝酸镁改性活性炭及吸附性能研究

为了提高活性炭的吸附性能,以硝酸镁和活性炭为原料,采用等体积浸渍高温焙烧法制备了氧化镁改性活性炭材料（MgO-GAC）并采用扫描电镜对其形态结构进行分析,考察了pH、温度、吸附时间对复合材料吸附废水中低浓度活性红染料的影响。结果表明,硝酸镁3.5mol/L、焙烧温度600℃、焙烧时间2h,MgO-GAC的碘吸附值为960.42mg·g^-1。扫描电镜（SEM）照片显示,未改性颗粒活性炭表面微孔直径约3μm,改性MgO-GAC复合材料表面的微孔大小均匀,孔径约6-7μm,其表面负载着大量的细小圆形颗粒,高温焙烧对颗粒活性炭有扩孔作用,且可以使硝酸镁转化为多孔氧化镁,并有效负载到颗粒活性炭表面。MgO-GAC复合材料吸附活性红X-3B染料的最佳条件为：投加量为0.1 g,温度为30℃、pH值为6,活性红染料的去除率可达92.5%。本改性颗粒活性炭的制备方法是可行的,高温扩孔和负载的多孔氧化镁能够可以增大颗粒活性炭的表面积,从而提高了活性红染料的吸附效果。     

芝麻秆制备的活性炭对废水中铜离子的吸附

以芝麻秆为原料,通过磷酸活化法和酸性改性法制备活性炭,对产品的比表面积、孔结构和碘吸附值进行表征,通过单因素实验研究芝麻秆活性炭处理含铜离子废水的工艺,同时研究了活性炭吸附铜离子的吸附动力学.制得的活性炭比表面积为455m~2/g,总孔体积为0.65mL/g,平均孔径为3.63nm,碘吸附值为887mg/g.用活性炭处理100mL质量浓度为20mg/L的铜离子溶液时,处理温度为30℃,pH值为6,活性炭用量为0.08g,50min后吸附达到平衡,活性炭去除铜离子的效果最佳,吸附率达77%.活性炭对铜离子的吸附行为遵循准二级动力学规律.