直接碳燃料电池活性炭制备的实验研究

以KOH为活化剂,采用化学活化法对橡木锯屑制取活性炭进行了实验研究。考察了活化温度、碱炭比和活化时间对活性炭比表面积的影响,得到了制取活性炭的最优工况,随后对此工况下的活性炭先后使用HNO3浸渍和乙酸镍Ni负载。结果表明,最优工况下制备的活性炭比表面积为1967m2/g。HNO3浸渍可以增加活性炭表面含氧官能团的种类和含量,也能较大程度地降低活性炭的灰分,乙酸镍Ni负载后,活性炭体积电阻率降低了很多。     

中药材废渣制备活性炭的初步实验研究

采用化学活化法以中药材废渣为原料、磷酸为活化剂,考察磷酸浓度、浸渍比、活化温度、活化时间等因素对活性炭产品吸附性能的影响,以活性炭产率和亚甲基蓝的脱色率为活性炭性能指标,通过活化剂与制备条件的变化探求中药材废渣制备活性炭的潜能与最佳制备工艺,为下一步利用打下基础。研究表明:在磷酸浓度为70%,浸渍比为1∶2.5(质量比),活化温度为450℃,活化时间为45min下制备活性炭,其产率为48.3%,亚甲基蓝脱色率最高达99.4%。对制备的活性炭产品进行表面形态分析、热稳定性分析、再生性能分析,结果表明中药材废渣制备的活性炭具有较复杂的网络孔隙结构、较好的热稳定性和再生能力。     

高中孔率木质素基活性炭的制备及表征

以秸秆木质素为原料,ZnCl_2为活化剂,将两者干法混合均匀后活化制备木质素基活性炭。通过单因素实验和Box-Behnken响应面实验得到高中孔率木质素基活性炭的最佳制备工艺条件为:盐料比1.5∶1,活化温度850℃,活化时间为60 min。该条件可使活性炭亚甲基蓝吸附值达到423.6 mg/g,比表面积达1224.38 m~2/g,平均孔径17.13 nm,总孔容2.165 cm~3/g,中孔孔容1.587 cm~3/g,中孔率达73.3%。     

橡木锯屑制备直接碳燃料电池活性炭

以橡木锯木屑为原料,K2CO3为研究活化剂,采用化学活化法制备DCFC用活性炭,着重考察了碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭的比表面积、孔隙率的影响,同时采用HNO3浸渍对活性炭表面进行改性及镍负载对活性炭导电性能进行改善。研究结果表明:当碱炭比为1、活化温度为900℃、活化时间为120min时,活性炭比表面积达1240m2/g,孔容积为0.768m3/g;镍负载后的活性炭体积电阻率明显下降;HNO3浸渍后,活性炭表面含氧官能团增多,灰分明显减少,但比表面积有一定下降,而体积电阻率增加明显。     

干法制备生物质成型活性炭工艺研究

以锯末为原料,氯化锌为活化剂,采用干法混合后直接成型活化制备无粘结剂生物质成型活性炭。为考察该工艺的可行性,通过单因素实验,考察盐料比、活化温度、活化时间与成型密度对生物质成型活性炭吸附性能的影响,得出较优工艺条件为:盐料质量比2.0∶1,活化温度550℃,活化时间为40 min,成型密度为1.5 g/cm~3。在此工艺条件下制备得到的生物质成型活性炭,碘吸附值为1322.7 mg/g,BET比表面积为2010 m~2/g,初步证明干法制备生物质成型活性炭的可行性。     

微波裂解柚子皮制备活性炭的工艺研究

通过将柚子皮微波裂解制得柚子皮炭,用化学活化法制备高品质的柚子皮活性炭。活化剂选用H3PO4,ZnCl2,KOH和NaOH,并对每种活化剂的炭剂比、活化温度、活化时间和浸渍时间进行考察,以碘吸附值为主要品质衡量指标。试验结果表明,最佳工艺条件:活化剂为KOH,炭剂比为1∶2,活化温度为800℃,活化时间为1 h,浸渍时间为36 h。制得的柚子皮活性炭碘吸附值为1 318.21 mg/g,亚甲基蓝吸附值为225 mg/g,得率为42.17%,灰分为4.96%,吸附性达到木质味精精制用颗粒活性炭国家一级品标准。     

煤质成分对煤基活性炭活化成孔的影响机制

以国内常用的8种煤为原料,在相同工艺下,采用KOH活化制备煤基活性炭.利用低温N2吸附、电子扫描电镜(SEM)等手段对活性炭表面的孔结构及表面形貌进行表征,考察原料煤的物理化学性质对煤基活性炭活化成孔的影响机制以及对表面孔隙结构的影响规律.结果表明,原料煤的原生孔隙、挥发分及固定碳有利于活性炭自身的微孔发展;而原料煤的含水量以及灰分含量和固定碳中不可活化的未分解碳氢物质会抑制活化成孔.最终制备出比表面积为546～978 m2/g、总孔容为0.32～0.57 cm3/g的活性炭。     

聚丙烯与梧桐锯末干混合制备成型活性炭研究

针对塑料及农林废弃物的处理,提出利用塑料及生物质干混合制备活性炭的方法,以达到以废治废的目的。以梧桐锯末为基体,聚丙烯塑料为填充剂,制作成型颗粒。采用K_2CO_3为活化剂,利用高温管式炉,研究城乡废弃物干混合制备成型活性炭工艺的可行性。通过4组独立的单因素实验阐析掺塑率、盐料比、活化温度以及活化时间对成型活性炭吸附性能的影响。研究表明:当掺塑率为5%、盐料比为2.0、活化温度为850℃、活化时间为60 min时,制备的成型活性炭具有较高的碘吸附值(1416.5 mg/g)。扫描电子显微镜(SEM)和Brunauer-Emmett-Teller比表面积测试法(BET)分析显示,成型活性炭具有发达的孔隙结构,比表面积为1738.7 m~2/g,总孔容为0.958 cm~3/g,平均孔径为3.1 nm。初步验证了此工艺的可行性。     

松子壳热解炭活化特性研究

以松子壳为原料,采用常规热解法得到松子壳炭,利用水蒸气活化的方法制备了微孔率较高的活性炭,并测定其吸附能力。利用红外光谱(FT-IR)、氮气吸脱附曲线、扫描电镜(SEM)对热解炭及相应活性炭进行了表征。最佳活化工艺为活化温度850℃,活化时间60 min,水蒸气流量0.3 g/min。在该条件下松子壳活性炭得率为34%,亚甲基蓝吸附值为186 mg/g,碘吸附值为1 097 mg/g,比表面积为1 094.895 m2/g,平均孔径为3.95nm。微观结构分析表明,热解炭已经具备一定的孔隙结构,活化过程中活化剂能够有效去除堵塞热解炭孔隙的杂质和不定型炭,形成丰富的微孔结构和少量的介孔、大孔。该研究为松子壳活性炭的制备提供了理论依据。     

基于正交试验制备废弃原棉活性炭及其吸附亚甲基蓝的研究

以废弃原棉(简称"原棉")为原料,采用FeCl_3/ZnCl_2混合物为活化剂制备活性炭,以活性炭得率和碘吸附值为试验指标,采用正交法考察了活化剂质量比、活化温度以及活化时间的影响,从而得到最优工艺参数:FeCl_3/ZnCl_2质量比为1∶1、活化温度为400℃以及活化时间为1 h。将最优样(AC-Fe/Zn)应用于吸附阳离子有机染料亚甲基蓝实验,结果表明:吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,最大吸附量为342.87 mg·g~(-1)。     

活化剂种类对生物质活性炭理化特性的影响

采用KOH、K2CO3和ZnCl2为活化剂,椰壳、竹子、杨木和棉秆为原材料制备活性炭,研究不同活化剂对生物质热解活化产物及活性炭理化特性的影响.结果表明,KOH活化时,生物质的固液气三相比例均衡,CO体积产量最高,活性炭的表面官能团稳定性最好,骨架破碎,微孔结构发达,微孔面积可达749.90 m2/g.K2CO3活化时...     

木质素基活性炭对Pb（II）离子的吸附性能研究

以造纸黒液中提取的木质素为原料,磷酸作活化剂,使用管式炉制备活性炭,研究其对水中Pb(Ⅱ)离子的吸附特性。通过单因素实验得到制备活性炭的最佳工况为:活化温度600℃,活化时间90 min,浸渍比(磷酸:木质素)1.5∶1。最佳工况下活性炭的总比表面积达到1 593.7 m2/g,总孔容达到0.91 cm3/g,具有较低的等电位点(3.5),含有丰富的羟基、羧基等含氧官能团。分析吸附时间、溶液p H值、活性炭投加量及Pb(Ⅱ)离子初始浓度对木质素基活性炭吸附重金属Pb(Ⅱ)离子的影响,结果表明:木质素基活性炭对Pb(Ⅱ)离子的吸附平衡时间为90min;p H值对吸附效果影响较大,随p H值增大Pb(Ⅱ)离子的吸附量和去除率都增大,p H在5.0~6.0范围时,木质素基活性炭对Pb(Ⅱ)离子具有良好的吸附性能;随着活性炭投加量的升高对Pb(Ⅱ)离子的吸附量降低,但去除率增加;随着初始浓度的增加,Pb(Ⅱ)离子吸附量增加,但去除率降低。     

城市污泥混掺小麦秸秆制备活性炭的研究

以城市污泥与小麦秸秆两种固体废弃物为主要原料,选用氯化锌为活化剂,通过正交试验优化制备混合活性炭工艺条件,并对活性炭样品进行了比表面积、孔径分布,碘吸附值、SEM和FTIR分析。结果表明,混合活性炭的最佳制备工艺参数为:浸渍比2∶1,活化时间60 min,原料比1∶1,活化温度500℃。在此条件下所得活性炭的比表面积达到1 034.431 m2/g,碘值804.216 mg/g,产率41.28%。活性炭的大孔、中孔、小孔的容积分别为0.317、0.257和0.742mL/g,平均孔径为2.32 nm;IR峰中C=C,O―H,C-OH,C―N是活性炭表面功能组。     

蔬菜废弃物-污泥基活性炭的制备及其正交优化试验

选取5种蔬菜废弃物分别与市政污泥混合制备污泥基活性炭,以活性炭得率(P)、碘吸附值(Ivaule)和比表面积(SBET)为评价指标,优选出包菜-污泥组合作为研究对象,其碘吸附值和比表面积均最大,分别为475.19 mg/g和752.455 m~3/g,活性炭得率为39.49%。建立L_(16)(4~5)正交表,以活性炭得率、碘吸附值及比表面积为评价指标,确定活性炭的最佳制备工艺参数:ZnCl_2浓度为2.0 mol/L,浸渍比为1∶2,活化时间为0.5 h,活化温度为500℃。通过方差分析可知,活化温度对活性炭碘吸附值和比表面积有显著影响。     

熔盐热裂解水稻秸秆制备活性炭及其吸附性能

以ZnCl2-KCl混合熔盐(ZnCl2和KCl的物质的量之比为7∶6)热裂解水稻秸秆并进一步用ZnCl2活化热裂解残炭得到活性炭,考察热裂解温度、N2流量、活化时间、活化温度、盐炭比和原料粒径等因素对制备活性炭的得率和吸附性能的影响。结果表明:试验条件下活性炭得率变化不大,均大于30%,但其碘吸附值、亚甲基蓝吸附值则变化明显;450℃、N2流量为150Lh是较佳热裂解条件。活化过程中,活化温度、活化时间和盐炭质量比均对活性炭的吸附性能存在影响,影响程度依次减小,最佳活化条件为活化温度600℃、活化时间1h、活化盐炭质量比3;在20~100目范围内,随着原料粒径的减小,相同条件下制得的活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均增大。最优试验条件下所制备活性炭的亚甲基蓝吸附值为118.31mg/g,碘吸附值为721.42mgg,比表面积为1675.9m2g。     

超高比表面积活性炭结构与天然气脱附量的关系

以石油焦为原料、KOH为活化剂,在不同的活化条件下制得系列超高比表面积活性炭(SBET>2500m2.g-1)样品。将实验制得的不同比表面积和孔分布的超高比表面积活性炭作为天然气吸附剂,测定了不同孔径范围孔所占的表面积与天然气脱附量的关系,讨论了孔分布对天然气脱附量的影响;用数学方法求得了活性炭吸附剂孔表面上单位表面积天然气的脱附量,并利用线性回归求出了天然气脱附量(V)与中孔表面积的关系。经相关性分析表明,天然气的脱附量与活性炭吸附剂中孔所具有的比表面积(Smid)具有显著的相关性,说明在活性炭吸附剂上天然气脱附量主要取决于中孔表面对天然气分子的吸附;求得中孔表面上单位表面积天然气脱附量达0.350mL.m-2,是微孔单位表面积上天然气脱附量的2倍以上;在各吸附温度、吸附压力下,天然气脱附量随活性炭吸附剂中孔表面积呈线性增加,满足线性方程:V=k.Smid b。     

化学活化法制备柠条活性炭工艺研究

利用微波裂解技术处理柠条获得高品质的生物质油,大量剩余残炭可进一步活化成优质活性炭,从而推动生物质产业链并提高柠条的综合利用价值。以化学试剂辅以高温法生产活性炭,选取活化剂种类、柠条炭与化学试剂的炭剂比、活化温度、活化时间4个因素,以碘吸附值为主要指标,进行活化工艺优化。结果表明:H3PO4为活化剂的最优工艺条件为:炭剂比1∶1.5、活化温度550℃、活化时间80 min,该条件下活性炭水分、灰分、碘吸附值相应为9.80%、2.77%、1013.37 mg/g,3个主要指标均符合木质净水用活性炭的国家一级品标准。     

Fe(NO_3)_3活化制备棉经纬纶废料介孔炭及其吸附Cr(VI)研究

以棉经纬纶废料为原料,利用Fe(NO3)3为活化剂制备介孔炭。通过单因素实验考察Fe(NO_3)_3和棉经纬纶废料质量比、活化温度和活化时间对介孔炭碘值和得率的影响,得出其最佳制备工艺条件为:质量比为0.5∶1、活化温度为700°C、活化时间为0.5 h,制得的介孔炭碘值和得率分别为409.78 mg·g~(-1)和13.72%,比表面积为382.95 m~2·g~(-1),介孔比表面积和介孔容积分别为335.16 m~2·g~(-1)和0.79 cm~3·g~(-1)。介孔炭对Cr(VI)的吸附量随pH增加而减小,最大吸附量为46.03 mg·g~(-1),吸附行为符合Langmuir模型,为单分子层吸附。     

龙须藻基多孔炭在超级电容器中的应用研究

文章以龙须藻为前体,以KOH为活化剂,通过物理炭化和化学活化的方法制备了一种龙须藻基多孔炭,通过正交实验的方法确定了龙须藻基多孔炭的最佳制备条件,并研究了龙须藻基多孔炭的表面结构特性和其作为超级电容器电极材料的电化学性能。研究结果表明:龙须藻基多孔炭的最佳制备条件为浸渍比为3,炭化温度为700℃,炭化时间为90 min,活化温度为750℃,活化时间为90 min,在此条件下,龙须藻基多孔炭的比表面积为2 269.9 m~2/g,孔体积为1.36 cm~3/g;龙须藻基多孔炭的孔径分布均匀,富含中孔、微孔以及石墨微晶结构;以LXZ-17作为超级电容器的电极,当电流密度为0.5 A/g时,超级电容器的比电容为325 F/g,即使在10A/g的高电流密度下,超级电容器的比电容保持率仍高达82%;在2 A/g的电流密度下,经过1 500次循环充放电后,以LXZ-17为电极的超级电容器的比电容保持率为91%。     

生物质活性炭的制备及其在阳极中的性能

以竹子为原料制备生物质活性炭,使用HNO3溶液浸渍实现活性炭表面改性和降低灰分,在流化床电极直接碳燃料电池阳极半电池中考察活性炭的极化性能。结果表明:活化温度为1173K、活化时间为2h、碱炭比为1时,活性炭比表面积为1264m2/g,电阻率为1569μΩ.m;HNO3溶液浸渍后,活性炭表面含氧官能团的种类和含量明显增加,灰分也有较大程度降低,最佳HNO3浸渍浓度为2mol/L;自制活性炭在半电池中的极化性能明显优于石墨和活性炭纤维。