煤基活性炭的制备和吸附性能研究

为了解煤基活性炭的吸附性能,在采用KOH溶液对低灰无烟煤进行碱浸的基础上,利用管式炉对其进行活化处理,再采用质量分数为5%的盐酸溶液和去离子水对其进行清洗;利用XRD、SEM、BET等技术手段对煤基活性炭的物相、孔结构和形貌进行分析,并通过亚甲基蓝溶液吸附试验探究煤基活性炭的吸附机理。试验结果表明:随着碱碳比和KOH溶液浓度的增加,煤基活性炭的孔体积和吸附率增加;在碱碳比为2∶1、KOH溶液浓度为0. 20 g/m L、活化温度为750℃的条件下,煤基活性炭的总孔体积达到1 356 m~2/g,微孔比例达到65. 563%,平均孔径约为2 nm;煤基活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附,符合伪二级动力吸附过程和Freundlich等温吸附模型。     

新型复配黏结剂代替煤焦油制备柱状活性炭

采用新型复配黏结剂制备柱状活性炭,研究原料配比和工艺参数对活性炭性能及孔径分布的影响。结果表明:原料配比中太西无烟煤有利于微孔发育,煤化程度较低的永城贫煤则有利于中孔发育;活性炭的强度随着烧失率的增大不断下降,碘值、亚甲基蓝值则呈现先升高后下降的趋势;最佳制备工艺为炭化温度600℃、炭化恒温时间0,活化温度890℃、活化时间260 min,制备出的活性炭强度、碘值、亚甲基蓝值和比表面积分别为92.2%、1 052 mg/g、303 mg/g和1 084 m2/g。     

荞麦壳基活性炭的制备及其性能研究

为了实现固废资源化利用,以废弃荞麦壳为原料采用化学活化法制备了一种新型吸附 剂———荞麦壳基活性炭。 采用单因素方法对制备过程中的活化温度、活化时间、活化剂种类和荞 麦壳与活化剂的质量比进行了优化,通过碘值和亚甲蓝值考察了优化后荞麦壳基活性炭的吸附 效能,并采用气体吸附仪、X射线衍射法和扫描电镜分析表征了活性炭的孔结构、微晶结构及微 观表面形貌。 结果表明:当采用磷酸活化剂、活化时间90min、活化温度500℃、荞麦壳与活化剂 的质量比为1∶3时,获得的荞麦壳基活性炭碘值和亚甲蓝值分别为765.8mg/g和222.2mg/g, 其亚甲蓝值高于市售的三种活性炭(煤基、木质、椰壳活性炭);同时,优化后的荞麦壳基活性炭 的中孔孔隙率最大为96.8% ,总孔容量(0.666cm3/g)高于煤基活性炭和椰壳活性炭,比表面积 (785.3m2/g)与市售活性炭相当,说明以荞麦壳为原料采用磷酸活化可制备出中孔发达、吸附性 能好的活性炭。     

配入长焰煤对压块炭孔结构的调控作用

以大同烟煤为主要原料,与神木长焰煤按照质量比为100∶0、80∶20、70∶30、60∶40和50∶50进行5组试验,研究配入长焰煤对压块炭孔结构的调控作用。研究结果表明,随着配煤比例的提高,碘值和亚甲蓝值呈现先增加后减少的趋势;综合考虑活性炭产品指标及工业生产中的原料和运输成本后得出长焰煤配比30%时为最佳配比,此时活性炭碘值为1039 mg/g,亚甲蓝值为210 mg/g,强度为96.1%,活性炭孔结构表面最蓬松;随着长焰煤添加比例的增加,活性炭的比表面积和总孔容均是先减小后增加,中孔比率虽有小幅度增加,但中孔孔容绝对值反而降低;相较于以大同烟煤制得的活性炭,配入长焰煤有利于活性炭中0.640~0.694 nm范围内微孔的发育,添加长焰煤后,活性炭的2~3 nm范围内的中孔孔容有所降低。     

NaOH介质中活性炭催化氧化性能变化规律

活性炭对NaOH钒铬提取的催化氧化效果显著,在NaOH介质中添加活性炭可显著促进钒渣中钒铬的氧化溶出,铬的溶出率由不足5%提高到85%以上。以NaOH介质中活性炭催化氧化性能变化规律为重点展开研究,结果表明,活性炭的反应强化作用与氧气溶解度无关,主要与其吸附性能及催化氧化性能相关,椰壳活性炭的反应强化效果最优,其对应的碘值、亚甲基蓝值最高,且与不同浓度NaOH溶液反应后吸附性变化不大。以椰壳活性炭为代表的含活性氧活性炭与NaOH溶液反应后,表面酸性含氧官能团大幅降低,超氧自由基含量随NaOH溶液浓度提高而显著增加,超氧自由基的生成对活性炭强化亚熔盐介质分解钒渣起到催化氧化作用。     

改性活性炭的制备及吸附亚甲基蓝研究

分别采用HNO_3、NaOH、HNO_3与NaOH联用对活性炭进行表面化学改性,考察了投加量、pH值及温度对亚甲基蓝去除率的影响,并对吸附过程进行动力学拟合。结果表明,HNO_3与NaOH联用改性活性炭(YH-C)表面具有较多的碱性基团、酸性基团和内酯基含量,而酚羟基含量很少。活性炭投加量越大,溶液pH值和温度越高,对亚甲基蓝去除效果越好。不同温度和不同pH值下活性炭吸附亚甲基蓝的过程分别符合拟一级动力学方程、二级动力学方程。红外光谱表明,YH-C保留了未改性活性炭的基团,只是峰强度有所不同。     

盾构泥基陶粒的制备及其吸附性能研究

针对盾构泥含水率高以及综合利用的问题,研究了pH值、助滤剂种类（GPB、粉煤灰、石膏、谷糠）和压力对含水率影响,以及加入添加剂（AlCl₃、ZnCl₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、NH₄HCO₃）烧制成陶粒对亚甲基蓝溶液COD去除的效果。试验结果表明,4种助滤剂中改性酰胺絮凝剂（GPB）能更有效地降低盾构泥的含水率;在pH值为4且压力值为800 Pa的条件下,加入GPB可以将含水率值从38.89%降至24.40%;添加剂筛选试验表明,通过添加NH₄HCO₃烧制的陶粒能有效降低亚甲基蓝溶液的COD;添加剂用量试验表明,通过添加10% NH₄HCO₃焙烧而成的陶粒能够将亚甲基蓝溶液中的COD值从162.75 mg/L降到90.64 mg/L。      

CuS花状空心微球制备工艺及其光降解性能研究

以硝酸铜、硫脲为原料, 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂, 采用一步溶剂热法制备了CuS花状空心微球。采用XRD、SEM-EDS、BET、UV-Vis DRS等手段对样品进行表征,并研究了样品对亚甲基蓝溶液的光-类芬顿降解行为, 考察了H₂O₂添加量、温度、pH值对光降解性能的影响。实验结果表明:制备的样品均为六方晶系铜蓝型结构的CuS, 其形貌受表面活性剂的影响; 3D花状空心微球结构由平均厚度约为30 nm的纳米片彼此交替相连组装而成; 添加了PVP的样品CuS花状空心微球的孔径减小, 比表面积和孔容积增大, 光降解性能提高了约30%; 在H₂O₂(30%)添加量0.8 mL、温度25 ℃、pH=6条件下, 可见光光照30 min后, CuS花状空心微球对亚甲基蓝的降解率可达93.0%。     

多层流化床含氧水蒸汽活化制备煤基活性炭

为探究多层流化床用于粉状炭化料活化的可行性,采用多层流化床反应器,以大同煤的炭化料为原料,通过含氧水蒸汽活化法制备活性炭,考察操作条件对活性炭的吸附性能、孔结构特性及产率的影响。结果表明,与单层床和3层床相比,双层床活化满足生产高品质活性炭的需求,且能获得较高的活性炭产率。采用在第2层床供入部分氧气的分级供氧方法可提高活性炭的产率,并维持了较高的吸附能力和比表面积。在双层流化床第1层床和第2层床活化温度分别为890 ℃和870 ℃、活化剂中氧体积分数为8.9%、加料速率5 g/min、水碳比1.73的条件下,当第2层床供氧量占总氧量的体积分数为50%时,活性炭的收率达到46%,比表面积为877.1 m2/g,亚甲基蓝吸附值为226 mg/g,碘吸附值为1 025 mg/g,强度为92%,装填密度为334 kg/m3。因此,在双层流化床中采用分级供氧能确保同时实现煤基活性炭制备的高收率和高品质。     

几种不同起源活性炭吸附剂在海洋溢油污染中的吸附效果及相关机制探讨

文章探讨了几种不同起源活性炭对海洋溢油的吸附能力。结果表明,活性炭对溢油的吸附能力不仅与其比表面积和孔体积有关,还受到其孔尺寸的影响。其中,煤基活性炭(商业活性炭)和玉米秸秆基活性炭虽具有较高的比表面积和孔体积,但是由于其结构骨架以微孔为主,难以吸附长链烷烃、大尺寸环烷烃及芳烃等溢油的主要组成分子,因此其吸附能力(5.6g/g)远低于比表面积及孔体积并不显著的,但具有介孔结构和大孔结构的硅藻土基活性炭(32.7g/g)。