活性竹炭对苯酚的吸附动力学

研究了30℃下活性竹炭对苯酚溶液的吸附动力学,考察了苯酚初始浓度和吸附剂粒径的影响,并用三种动力学模型进行了拟合.结果表明:活性竹炭对苯酚的吸附动力学过程可以用准二级模型进行很好的描述,拟合所得的初始吸附速率随着苯酚浓度的增加和竹炭粒径的减小而提高.颗粒内扩散模型分析表明,活性竹炭对苯酚溶液的吸附过程中,颗粒内扩散为主要速率控制步骤.     

二苯并噻吩在球形活性炭上的吸附平衡和动力学研究

考察了3种不同孔结构的球形活性炭(氢氧化钾和水蒸汽活化的苯乙烯基球形活性炭以及沥青基球形活性炭,PACSKOH,PACSJsteam、ACSpitch)对二苯并噻吩(DBT)的吸附行为.结果表明,DBT在球形活性炭上的吸附符合Freundlich吸附等温线,吸附容量与比表面积无关,而与孔径<0.8nm的超微孔孔容相关.PACSKOH中微孔和<0.8nm的超微孔含量最多,对DBT的吸附容量最大,它的吸附容量分别是PACSsteam和ACSpitch的1.4和1.6倍.球形活性炭对DBT的吸附符合准二级动力学方程,PACSsteam中孔和大孔径的微孔含量最多,初始吸附速率最大,吸附半衰期最短;ACSpitch中孔含量少,初始吸附速率最小;PACSKOH<0.8nm的超微孔含量多,DBT需要沿孔壁方向取向,并平行孔壁进入超微孔,导致吸附半衰期最长.     

竹炭研究新进展

介绍了竹炭的吸附性能、导电性能、远红外发射性能、负离子产生性能和矿物质含量高的特性,重点介绍了近3年来竹炭在吸附室内有害气体、调湿、水质净化、吸附平衡动力学、保鲜贮藏、超级电容器、改良土壤和保健方面的研究进展与应用情况.     

钢渣吸附Cr^3＋的动力学和吸附平衡研究

采用间歇振荡法，研究了钢渣吸附Cr^3＋的动力学。结果表明，钢渣吸附Cr^3＋的动力学控制步骤随实验条件的变化而变化。钢渣粒度〉120目时内扩散是控制步骤；Cr^3＋初始浓度〈150mg／L或振荡速率〈150r／min时内扩散是控制步骤；钢渣粒度〈120目，振荡速率〉150r／min，Cr^3＋初始浓度〉150mg／L时吸附反应是控制步骤。钢渣对Cr^3＋的吸附，符合Freundlich等温吸附方程，室温下相关系数达到0．99。     

竹炭的性能和应用研究进展

介绍了竹炭的组成、结构等基本性能,着重总结了竹炭的吸附和电性能,简要介绍了竹炭的应用状况,指出竹炭是一种性能良好、有着广阔发展空间的多功能材料.     

竹炭对甲基橙溶液吸附行为的研究

探索了竹炭对甲基橙溶液的吸附行为,测定了竹炭的粒径与投料量以及溶液的pH值与浓度、吸附时间、温度等因素对甲基橙吸附性能的影响.结果表明,竹炭对甲基橙的吸附能力随其粒径的增大而降低,甲基橙溶液pH值在2～4酸度范围时,竹炭对甲基橙有较好的吸附能力,达到最佳吸附效果时溶液的pH值为2.吸附质浓度增加,竹炭对其吸附率减小,随着投料量的增加,吸附率不断提高.竹炭对甲基橙的等温吸附服从Freundlich方程式.竹炭对甲基橙的吸附可在100min内达到平衡,最佳吸附温度为60℃.通过对这些参数的探索和测定,竹炭对甲基橙的吸附率可达到90%以上,能有效除去溶液中的甲基橙.     

CO2和H2O在活性炭上的吸附平衡和吸附动力学研究

活性炭是应用在变压吸附分离CO₂工艺中的常用吸附剂, 而工业废气中一般都含有一定量的饱和水蒸气. 通过吸附等温线和穿透曲线分别研究了单/双组份的CO₂和H₂O在活性炭上的吸附平衡和吸附动力学. 结果表明, 活性炭对二氧化碳具有较高的吸附量, 并具有较好的CO₂/N₂吸附选择性. 由于吸水官能团的存在, 活性炭在较高分压下表现出较大的水蒸气吸附量. 不过由于吸附机理不同, 水蒸气在活性炭上的吸附几乎不会影响活性炭对CO₂的吸附. 动力学研究表明, CO₂在活性炭上的吸附速率远大于H₂O的吸附速率.     

竹炭制备与应用研究进展

竹炭因具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积,在水质净化、调湿抗菌、电磁屏蔽和电极材料等方面有着广泛应用.综述了竹炭的制备工艺、基本特性以及应用研究进展,重点介绍了竹炭在吸附、导电、辐射红外线和电磁屏蔽等方面应用的最新研究进展.     

竹炭微结构的研究

以竹材经高温炭化获得的固体产物--竹炭为研究对象,利用X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(IR)、扫描电镜分析(SEM)、能谱分析(EDS)等测试技术对竹炭结构及形貌进行了研究.研究结果表明,竹炭结构是含石墨微晶的无定型碳结构,基本保持竹材的微观形态,有明显的塌陷现象,细胞壁上的微孔道是竹炭具有较大比表面积的主要原因,导管内壁存在类似层状石墨结构;竹炭主要成分是C和O,并含有K、Si等微量元素.上述研究为长效多功能竹炭制品的开发奠定基础.     

竹炭负载纳米TiO2吸附与降解甲苯的研究

以竹炭为载体,采用浸渍.焙烧法制备竹炭/纳米TiO2材料(竹炭-TiO2材料),利用SEM和EPR对竹炭及竹炭-TiO2材料进行表征,并分别在紫外灯、日光灯、白炽灯以及自然光照射条件下研究了竹炭-TiO2材料对甲苯的净化效果.结果表明:竹炭的孔隙主要以200nm左右的大孔为主,有利于TiO2在其表面和边沿的负载;竹炭-TiO2材料自旋数由8.7×1013(竹炭)增加到8.9×1017,氧化-还原能力显著提高;竹炭-TiO2材料对甲苯具有良好的净化能力,紫外光照射条件下,12 h净化率达94.50%,CO2增加量达122 mg/m3;在可见光条件下,12 h净化率为76.80%,CO2增加量为60mg/m3,CO2的增加可能是由于载体竹炭扩展了二氧化钛的光谱响应范围.     

竹炭聚丙烯纤维的制备及性能研究

用双螺杆挤出机制备了含3%改性竹炭聚丙烯母粒,并熔融纺丝制备了改性竹炭聚丙烯纤维。采用Mastersizer 2000激光粒度仪、TEM、SEM、FT-IR、XRD分析改性竹炭微粉的粒度分布及结构,用SEM、TG-DSC对母粒及纤维进行了表征。结果表明改性竹炭微粉的粒度为5.8μm,粒子均匀分布在聚丙烯基体中,纤维表面不光滑,直径为25～80μm;DSC结果表明竹炭粒子加入会提高PP熔点;TG结果显示竹炭粒子的加入会加速PP的分解。采用抑菌晕法和振荡摇瓶法对竹炭聚丙烯的抗菌性能进行研究,发现其对大肠杆菌具有较好的抑制效果。     

竹炭和壳聚糖对聚氯乙烯基木塑复合材料界面性能的影响

以杨木粉为填充材料,聚氯乙烯（PVC）为基体材料,添加竹炭和壳聚糖,采用挤出成型制备竹炭和壳聚糖改性木粉/PVC木塑复合材料,采用SEM观察复合材料表面微观形貌,采用综合热分析仪分析复合材料的热稳定性,采用FTIR分析其官能团变化,测试了木粉/PVC木塑复合材料的力学性能。结果表明:复合添加竹炭和壳聚糖可较好地改善木粉和PVC的界面作用力和界面相容性,提高复合材料的力学性能,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比未添加增加14.6%、28.8%、11.1%和4.85%,且复合材料的微观界面缺陷较少;竹炭可提高复合材料的热稳定性,复合添加竹炭和壳聚糖可增加复合材料中羟基、氨基和亚甲基的数量,减弱碳氯键的结合强度,从而增强复合材料中木粉和PVC的界面结合力。      

竹炭/酚醛树脂复合导电材料的制备与性能

以碳化温度为900 ℃的竹炭为导电骨料、 酚醛树脂为黏结剂、 炭黑为添加剂, 采用模压成型法制备竹炭/酚醛树脂复合导电材料。考察了竹炭的粒度、 酚醛树脂用量、 炭黑用量、 成型压力及固化温度等工艺因素对竹炭/酚醛树脂复合导电材料导电性和抗弯强度的影响。结果表明: 随着酚醛树脂用量的增加, 复合材料的抗弯强度增大, 电导率先增大后减小; 增加成型压力可同时提高复合材料的电导率和抗弯强度; 增大竹炭粉粒的粒径、 增加炭黑用量、 提高固化温度有利于改善复合材料的导电性, 但会不同程度地改变复合材料的力学性能。制备竹炭/酚醛树脂复合导电材料的最佳工艺条件为: 竹炭粒度≤75 μm, 树脂用量30%, 炭黑用量7.5%, 成型压力280 MPa, 固化温度180 ℃。      

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.     

乙酰苯胺和水杨酸修饰的两种吸附树脂对对氯苯酚的吸附行为

分别用乙酰苯胺、水杨酸化学修饰氯甲基化低交联大孔苯乙烯-二乙烯苯聚合物,合成超高交联吸附树脂FZH03、FZH04。与Amberlite XAD-4对照,研究了这两种树脂在不同温度下对水溶液中对氯苯酚的静态吸附和动态吸附行为。结果表明,两种树脂的等温吸附数据可被Langmuir和Freundlich等温吸附方程很好地进行拟合,对对氯苯酚的吸附量明显高于XAD-4,是焓推动的吸附过程,对对氯苯酚吸附动力学均符合一级动力学方程,有两个独立的动力学过程,颗粒内扩散是该吸附过程的速控步骤。     

Adsorption equilibrium of hydrogen on graphene sheets and activated carbon

For obtaining the technical data to evaluate the performance of hydrogen storage by adsorption on graphene sheets (GS), analysis of adsorption equilibrium of hydrogen on the GS and the activated carbon were carried out based on the hydrogen adsorption data covering a wide temperature range. The GS and SAC-02 activated carbon, which respectively had a specific surface area about 300 m²/g and 2074 m²/g, were selected as adsorbents. Six adsorption isotherms of excess amounts of high purity hydrogen were measured at temperature from 77.15 K to 293.15 K and pressure up to 6 MPa. Parameters of Langmuir, Langmuir–Freundlich and Toth equations were set by non-linear fit against adsorption data, predicting accuracy of the equations was then evaluated by the accumulated relative errors between experimental data and those from the equations under different pressure regions. Absolute adsorption amounts determined by the modified equation were used to calculate the isosteric heat of adsorption.It shows that both adsorption isotherms of hydrogen on the GS and the activated carbon have the features of Type I, but the trend of isotherms varying over the pressure is different within the lower temperature region. Results from Langmuir equation have the largest error. Toth equation can much accurately predict the adsorption data with an overall accumulated relative error less than 4%. The value of the isosteric heat of hydrogen adsorption on the GS is about 5.06–6.37 kJ/mol, which is much higher than 4.05–5.52 kJ/mol for hydrogen on the SAC-02 activated carbon under the whole experimental condition. It reveals that interaction between hydrogen molecules and the graphene layer is stronger than that of hydrogen and carbon surface, and Toth equation could be appropriate to analyzing adsorption equilibrium for hydrogen on carbon based adsorbents.