咖啡渣制备活性炭及其在环境污染治理应用进展

从咖啡渣活性炭的制备技术及其环境污染治理应用两方面综述了国内外咖啡渣活性炭的研究进展。总结了咖啡渣活性炭的炭化、物理活化法和化学活化法的发展状况,同时综述了咖啡渣活性炭在重金属、有机物和废气吸附等方面的应用进。提出了目前咖啡渣活性炭生产应用技术存在的问题及咖啡渣活性炭未来的研究方向。     

KOH活化咖啡渣制备活性炭及其孔结构的影响

采用KOH活化废弃的咖啡渣制备活性炭,在相同碱炭比(3∶1)、相同炭化温度(450℃)条件下,采用高温800~900℃,对样品进行80~100 min的活化操作,制备出3种活性炭材料,根据N2吸附等温线及BET法分析,其比表面积,分别为1 500,1 675,2 111 m~2/g。采用扫描电镜(SEM)、BJH理论分析得到的3种样本的吸附特性及孔结构特征,咖啡渣活性炭表面孔结构变化为:由表面中孔及微孔转变成大孔骨架-中孔、大孔骨架-微孔系统结构,3种活性炭样品平均孔径分别为2.508,2.267,1.926 nm。咖啡渣含碳量较高,达到57.23%,经过炭化活化后,含碳量最高为79.59%。利用FTIR光谱分析了样品所含官能团的变化情况。     

KOH活化咖啡渣制备活性炭及其孔结构的影响

采用KOH活化废弃的咖啡渣制备活性炭,在相同碱炭比(3∶1)、相同炭化温度(450℃)条件下,采用高温800⁹00℃,对样品进行80900℃,对样品进行80¹00 min的活化操作,制备出3种活性炭材料,根据N2吸附等温线及BET法分析,其比表面积,分别为1 500,1 675,2 111 m100 min的活化操作,制备出3种活性炭材料,根据N2吸附等温线及BET法分析,其比表面积,分别为1 500,1 675,2 111 m²/g。采用扫描电镜(SEM)、BJH理论分析得到的3种样本的吸附特性及孔结构特征,咖啡渣活性炭表面孔结构变化为:由表面中孔及微孔转变成大孔骨架-中孔、大孔骨架-微孔系统结构,3种活性炭样品平均孔径分别为2.508,2.267,1.926 nm。咖啡渣含碳量较高,达到57.23%,经过炭化活化后,含碳量最高为79.59%。利用FTIR光谱分析了样品所含官能团的变化情况。     

黄姜皂素生产纤维渣制备活性炭的研究

黄姜皂素纤维渣是黄姜酸水解提取部分皂素后的残余物,不经处理的纤维渣任意堆置带来了严重的固体废物污染.根据固体废物资源化的原则,采用化学活化剂(ZnCl2)两段法,使纤维渣资源化生产活性炭,确定了制备活性炭的最佳制备工艺条件:炭化温度300℃,炭化时间40min,活化温度600℃,活化时间1.5h,料液比1∶4,浸渍时间12h,ZnCl2溶液浓度40%.借助SEM,XRD和N2吸附实验等手段,对其结构与性能进行了表征,并运用于黄姜皂素废水的吸附实验,发现其脱色性能及去除有机物效果优于商业活性炭.因此,利用黄姜皂素纤维渣制备活性炭,不仅解决了其产生的固体废物污染,同时使其成为一种有效价廉优质的吸附剂.     

利用咖啡渣制取咖啡油及活性炭等综合利用技术

以咖啡渣为原料制备咖啡油、活性炭以及以肥皂为代表的日用洗护品。咖啡油以咖啡渣为原料用乙醇萃取、超声处理及抽滤旋蒸得。活性炭采用物理化学活化法制备,能够制备出兼得两者优点的高性能活性炭,并通过对其进行重金属离子的吸附效果测定,确定其良好的吸附能力。以肥皂为代表的日用化学采用了咖啡油制备,加入高性能活性炭,具有良好的去角质能力和吸附重金属离子能力,作为创新产品具有良好的可行性和实际生活效益。     

活性炭工业生产与应用

一、引言形式不同的碳在众多工业部门中起着重要作用。大量工业用炭一般由天然含碳物质如煤、石油、泥炭和木头等经一定热处理后得到。含碳物质中易挥发分被除去后得到一种重要的剩余产物——焦,如不经适当活化,其结构中通常只有少量气孔。活性炭是一种具有良好发育并且可透的内部孔结构的炭。虽然现已认识到孔结构是活性炭的重要特性,但要使炭具有吸附特性必须先用化学或热处理方法活化。活性炭通过吸附除去气体和液体中不纯物,活化过程实质上是增加炭的内表面积,即吸附点数量。     

咖啡渣活性炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以碘吸附值为评价指标，活化时间、活化温度和浸渍比为影响因素，采用响应面法试验设计对磷酸活化法制备咖啡渣活性炭的工艺条件进行优化，并通过静态吸附试验研究了不同吸附时间、溶液pH值和吸附温度条件下，活性炭对水溶液中Cr（Ⅵ）吸附性能的影响，最后利用Langmuir、Freundlich吸附等温方程、准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内部扩散方程进行拟合。试验结果表明，制备咖啡渣活性炭的最佳工艺条件为活化时间1 h、活化温度498℃、浸渍比1.72；在此条件下活性炭得率为30.4%，碘吸附值为（799±16）mg/g，比表面积为1 006 m²/g，孔容为0.779 cm³/g、微孔孔容为0.051 cm³/g、平均孔径为3.088 nm。较低pH值和较高温度能够促进活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附；Langmuir等温方程能够更好地描述活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附效果；活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附分3个阶段：快速吸附阶段、慢速吸附阶段和吸附平衡阶段，10 min内可完成吸附总量的79%，360 min内达到吸附平衡，该吸附过程符合准二级吸附动力学方程。分析表明咖啡渣活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附主要为单分子层的化学吸附。     

混凝、粉末活性炭吸附对不同分子量有机物的去除

实验对黄河原水及经混凝吸附、粉末活性炭吸附处理后水中有机物的分子量分布进行了测定。实验结果表明：混凝过程主要去除分子量大于6000的有机物，去除率达到40％；粉末活性炭吸附主要去除分子量在500～1000和1000-3000，去除率分别达到21．52％和24．15％；混凝和活性炭吸附对分子量小于500的有机物都没有去除效果。     

活性炭表面性质对染料废水生化出水深度净化效果的影响

不同种类活性炭对实际废水的吸附效果差异很大,由此对某大型染料生产厂的染料废水生化出水进行了活性炭吸附实验研究,对具有不同表面性质的活性炭的吸附效果进行了比较,探讨了染料废水生化出水吸附效果与活性炭表面官能团、吸附指标、比表面积之间的关系。结果表明,活性炭的吸附作用不仅与活性炭比表面积有关,还与孔结构有密切关系;染料废水生化出水中的溶解性有机物与活性炭表面碱基团可通过氢键、静电作用在活性炭表面吸附。     

酸预处理对活性炭吸附有机物的影响

无论是在工业用水还是生活饮用水的处理中,活性炭都是一种常规的去除有机物的方法.但活性炭在使用前如何进行预处理却无相关的研究资料,作者将水处理中常用的5种活性炭,包括果壳炭、椰壳炭、煤质炭进行酸预处理对比,试验证实,酸预处理后可以提高活性炭对水中有机物的吸附性能.     

活性炭在饮用水处理中的应用(一)

随着人们对生活饮用水水质要求的提高 ,活性炭在饮用水处理中的应用 ,受到广泛的重视。本文主要就活性炭在饮用水处理中的应用作些介绍。1　活性炭的吸附特性1 1活性炭的特性活性炭是用含炭为主的物质作原料 ,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂 ,因此它具有良好的吸附性及稳定化学性能 ,可以耐强酸及强碱 ,能经受水浸、高温、高压的作用 ,不易破碎 ,便于在工业上使用。1 .1 .1细孔构造和细孔分布活性炭的细孔是在原料进行活化过程中 ,含炭有机物去除后使基本晶格间生成孔隙 ,形成很多的各种形状和大小的细孔 ,孔壁的总面积即为表面积 ,每…     

核桃壳吸附剂的化学活化方法

核桃壳是一种优良的吸附剂原材料,采用核桃壳可以制备核桃壳滤料、活性核桃壳滤料、核桃壳炭和核桃壳活性炭四种吸附剂,这四种吸附剂常用来吸附水中有机染料、金属离子和无机污染物。经过化学活化后的核桃壳吸附剂的吸附性能得到进一步提升。根据使用试剂的不同可将核桃壳的化学活化法分为:无机酸活化、强碱活化、金属盐活化、有机物活化、强氧化物活化和负载金属活化六种方法。核桃壳吸附剂因其制备简便,吸附性能好,具有广阔的应用前景。     

活性炭吸附耦合臭氧催化氧化去除冷轧生化出水有机物研究

冷轧废水具有污染物成分复杂、可生化性差等特点,且经生化处理后的出水仍存在多种污染物如酯类、苯系物、酚类等,无法实现达标排放,出水仍需进一步处理。活性炭具有比表面积大、吸附性能优等特点,能够吸附废水中的残留污染物,且由于其表面存在大量的基团,有助于臭氧催化氧化的发生。本研究比较了五种活性炭的吸附性能并通过活性炭耦合臭氧催化氧化去除冷轧生化出水中有机物,表明活性炭耦合臭氧催化氧化对冷轧生化出水中有机物的去除具有提升效果,且去除效果可能与活性炭的性质相关。     

KOH活化法制备气化稻壳活性炭及其吸附性能

以气化稻壳炭(GRHC)为原料,KOH为活化剂制备活性炭,研究了不同活化温度和碱炭比对活性炭得率、比表面积、孔径分布以及碘值的影响。利用全自动气体吸附分析仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜等仪器对活性炭的理化性质进行表征,并通过吸附等温线、吸附动力学探讨其对甲基橙的吸附机制。结果表明:活化时间为1 h时,随着活化温度和碱炭比的增加,活性炭得率逐渐下降,比表面积和碘吸附值呈先增加后减少的趋势;气化稻壳炭制备活性炭的最佳工艺为碱炭比2∶1、活化温度800℃、活化时间1 h,此条件下制备的活性炭得率41.73%、比表面积1829.09 m^2/g,总孔容1.007 cm^3/g、碘吸附值1984.85 mg/g、甲基橙饱和吸附量为217.87 mg/g。气化稻壳活性炭对甲基橙的吸附过程与Langmuir和Freundlich模型相关性都良好(R2>0.99),吸附动力学更加符合准二级动力学模型。     

煤多联产半焦碳酸钾/水蒸气联合活化法制备活性炭的研究

以煤多联产半焦为原料,采用碳酸钾/水蒸气联合活化法制备了适用于烟气脱硫、废水中有机物去除等吸附场景的功能活性炭,并对比了其孔结构和吸附性能与采用常用活化方法制得的活性炭的孔结构和吸附性能。结果表明:半焦经碳酸钾/水蒸气联合活化可以得到微孔率为83%、比表面积为671.7 m~2/g的活性炭,其苯酚吸附值达105.2 mg/g,脱硫值达31.24 mg/g,与常用活化方法制得的活性炭相比吸附性能较优。此外,分析了碳酸钾/水蒸气联合活化的机理,水蒸气的引入对碳酸钾活化有促进作用,使联合活化活性炭有发达的微孔结构;而碳酸钾对水蒸气活化产生中孔的能力有一定的抑制作用。     

低温-空气制备的负载蒙脱石-生物炭吸附阳离子染料研究

本研究利用低温-空气一步热解方法成功制得负载蒙脱石-生物炭。吸附效果、影响因素和再生潜力研究结果表明，负载蒙脱石能提升茶叶渣生物炭对典型阳离子染料—亚甲基蓝的吸附能力，提高温度和振荡速度有利于增加其吸附量。再生不会显著影响负载蒙脱石-茶叶渣生物炭对亚甲基蓝的吸附能力，多次再生后其平均吸附量保持在～24.0 mg·g^-1。上述结果说明负载蒙脱石-生物炭可用于阳离子染料吸附且具有循环再利用潜力，吸附机制可能主要被阳离子交换(蒙脱石和生物炭自身)和静电吸附(生物炭自身)控制。     

不同颗粒活性炭去除微污染水中有机物的性能研究

随着饮用水水质标准的不断提高,颗粒活性炭在水净化工艺中得到了广泛关注。选用不同类型的颗粒活性炭对去除微污染水中有机物的性能进行了研究。首先,通过静态吸附实验筛选出合适的活性炭炭种;然后,通过动态吸附实验考察了该活性炭在不同滤速下对于原水中CODMn,UV254及浊度的去除特性。结果表明山西的煤质颗粒活性炭在滤速15．59m／h时去除效果显著。     

KOH活化焦油渣制备活性炭的研究

以武钢焦化公司焦油渣为原料,KOH为活化剂,采用正交实验研究了活化温度、活化时间、碱炭比（氢氧化钾与焦化除尘灰的质量比）和炭化温度对所制活性炭吸附性能的影响,得出制备焦油渣基活性炭影响因素主次顺序为活化温度、活化时间、碱炭比、炭化温度,最佳活化条件为活化温度为800℃,活化时间为100min,碱炭比为4：1,炭化温度为400℃。在此条件下制备活性炭的碘吸附值为1300．765mg／g。     

PVA多孔炭对染料废水吸附性能的研究

活性炭孔隙发达可调,化学稳定性好,吸附能力优异,广泛应用于染料废水的去除。一氧化锰(MnO)热稳定性和化学稳定性良好且易除去,因此可作为模板剂制备多孔炭。本文以非氧化性锰盐热解产生的MnO为模板剂,PVA为碳源制备多孔炭,用酸性红88(AR88)模拟染料废水。实验结果表明吸附量可达3.08mmol/g,准二级动力学和Freundlich等温吸附模型对吸附过程拟合度高。     

响应面法优化咖啡壳基高性能活性炭 活化条件的研究

以咖啡壳为原料、KOH为化学活化剂制备高性能活性炭,在单因素试验探索活化时间、活化温度和碱炭比对活性炭碘吸附值影响的基础上,运用响应面法进行活化工艺参数优化。通过对模型优化确定最佳工艺参数为活化时间5 min、活化温度950℃和碱炭比（KOH和咖啡壳炭化料质量比,下同）4∶1;该条件下制备的活性炭的碘吸附值为2 214 mg/g（实验值）,和预测值（2 209.5 mg/g）基本相符,验证了模型的有效性。