KOH活化法制备椰壳活性炭研究

以椰壳炭化料为原料,采用KOH活化法制备活性炭,研究了KOH/炭化料的质量比、升温速率、活化温度和活化时间对活性性能的影响。实验结果表明,KOH/炭化料的质量比是该方法制备活性炭的最主要影响因素,较优的工艺参数为:KOH/炭化料的质量比为4∶1、升温速率为5℃/min、活化温度为800℃、活化时间为1 h。同时制备得到了比表面积达到2413 m2/g、微孔容积达到1.02 cm3/g,且以0.9 nm以下微孔为主的椰壳活性炭。     

重质沥青基活性炭的制备研究

以重质沥青为原料,采用空气热聚合法-物理活化法协同制备重质沥青基活性炭。通过正交设计法系统研究了预氧化升温速率、恒温温度、恒温时间、活化时间、活化温度、炭化时间、炭化温度等因素对重质沥青基活性炭的影响。利用扫描电镜、碘吸附值等对活性炭的表面形态及吸附特性进行表征。结果表明,空气热聚合法-物理活化法协同制备重质沥青基活性炭的优化条件为：预氧化升温速率为2℃/min、预氧化恒温温度为300℃、预氧化恒温时间为1 h、炭化温度为500℃、炭化时间为120 min、活化温度为850℃、活化时间为90 min,该工艺条件下制备的活性炭具有较为发达的微孔结构,碘吸附值为689.33 mg/g。     

柠条活性炭结构表征与性能研究

利用柠条作为原材料,在350和600℃下进行热解制备生物炭,并对制备的柠条生物炭进行800℃水蒸气活化1 h处理得到柠条活性炭。使用热分析仪和傅里叶红外光谱仪分析了柠条活性炭的官能团组成以及炭化过程中的结构变化,探讨了热解机理。使用扫描电子显微镜和比表面及孔径分析仪观察和分析了活性炭的孔结构特征;采用碘吸附法研究了柠条活性炭的吸附性能。结果表明:柠条炭化过程中,半纤维素、纤维素和木质素在150~680℃较宽的温度范围内发生热解,并获得柠条生物炭。炭化的本质主要是打开长链醇羟基、烃基,获得结构简单的芳香族化合物。柠条在600℃炭化、800℃水蒸气活化后制备的活性炭保持了纤维组织的骨架结构,并具有大量的孔结构,以5 nm以下的孔结构为主,比表面积达到187 m²/g,碘吸附值可达221 mg/g,柠条是制备活性炭的理想材料。     

废聚苯乙烯泡沫制备颗粒活性炭

研究了以废聚苯乙烯泡沫为原料制备颗粒活性炭的工艺过程。在将聚苯乙烯炭化(600~650℃)后,采用物理活化法(水蒸气)进行了系列实验,活化时间为60 min,活化温度范围800~950℃。实验结果表明,聚苯乙烯炭化物是制备颗粒活性炭的良好原料。不定型颗粒产品灰分低于0.20%,微孔发达,碘值在1200 mg/g以上;定型活性炭比表面积在1400 m2/g以上,碘值达到1100 mg/g。     

磷酸炭化-活化法制备污水厂污泥活性炭工艺

研究了以污水厂污泥为原料、H₃PO₄为活化剂,采用炭化-活化法制备污泥活性炭,探讨了炭化温度、炭化时间、酸洗浓度、活化温度、活化时间的最佳工艺条件以及各因素对活性炭碘值的影响。结果表明：活化温度对碘值的影响最大,其次是炭化温度和炭化时间。酸洗浓度和活化时间对碘值的影响则比较小。最佳工艺条件为：炭化温度350 ℃、炭化时间50 min、酸洗浓度25%、活化温度380 ℃、活化时间50 min。该条件下可得到产率为48%、碘值为585.1 mg/g的活性炭。研究证实,污泥制得的活性炭可以用于处理难以降解的染料废水,当取0.5 g污泥活性炭处理100 mL废水时其处理程度可达到99.97%。     

高化学需氧量工业废盐炭化除杂及精制工艺研究

研究了炭化处理消除高化学需氧量（COD）工业废盐中的有机污染物，并实现废盐的精制。主要考察了炭化气氛、炭化反应温度、反应时间、料层厚度和废盐含水率等因素对炭化过程有机物脱除效果和炭化盐形态的影响。当原始废盐水溶性COD含量为6 680 mg/kg、含水率为0.85%（质量分数）时，正交实验结果表明，炭化温度相比炭化反应时间、炭化气氛和料层厚度对炭化过程有机物的脱除效果具有更高的显著值。单因素实验结果表明，采用空气气氛下炭化、炭化反应温度为575℃、料层厚度为25 mm、炭化时间为1 h时，其水溶性COD的残留量平均值为87.36 mg/kg，去除率可达到98%以上；质量分数为20%的盐溶液色度值由975.4降至13.5，经净化精制所得的硫酸钠产品满足GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》Ⅰ类一等品标准要求。     

松塔基功能炭材料的制备以及对锌离子的吸附性能研究

活性炭是一种优良的吸附剂,具有高比表面积、大孔容、高吸附容量等特性。以松塔基为原料,采用不同的活化炭化条件制得一系列活性炭材料,并采用静态法研究了所制备的各种炭材料对锌离子的吸附性,并选出吸附最好的活性炭采用单一变量法对其进行了吸附锌离子的最优条件的探究。结果表明,由松塔制备的活性炭具有较高使用价值,对Zn2+吸附效果最佳的AC-400-3,吸附量达到42.95mg/g;吸附容量随温度升高而增大,pH值对吸附过程有很大的影响,pH=6~7时吸附容量最高;经过测试,材料具有优良的重复使用性能。     

农药行业NaCl-KCl型废盐热处理研究

采用高温热解—溶解净化—热蒸发结晶—冷却结晶联合方法处理农药行业氯化钠-氯化钾型废盐,获得高纯度氯化钠、氯化钾再生盐,实现将危险废物变成高附加值产品的目的。通过分析废盐中无机、有机成分,考察气氛、温度、保温时间对热处理后废盐中总有机碳(TOC)残余量的影响规律及有机物热解过程,确定氯化钠-氯化钾型废盐热处理最佳工艺参数为无氧气氛、温度在500℃以上、保温时间为10 min;继而采用热蒸发结晶—冷却结晶法分离得到钠盐、钾盐,分离得到的热解碳副产物相对强度比(ID/IG)为0.973、平均孔径为4.00 nm、总孔容为0.071 9 mL/g、比表面积为35.96 m²/g;纯化氯化钠、氯化钾再生盐中TOC含量分别为42、189 mg/kg,有机物去除率达到99%以上。纯化钠盐有望用于氯碱工业等领域,纯化钾盐可用于制作钾肥,为废盐资源化利用以及企业解决废盐侵占库存问题提供参考。     

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。     

中孔煤基磁性活性炭的制备及性能表征

为提高活性炭的回收性能,以褐煤为原料,Fe3O4为赋磁剂,采用一步法制备了中孔煤基磁性活性炭,并通过低温氮气吸附、X射线衍射光谱(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对磁性活性炭的比表面积、孔隙结构、赋磁剂晶型、磁性能进行表征,研究了炭化和活化条件对磁性活性炭性能的影响。结果表明,Fe3O4不仅能催化炭烧蚀,而且能赋予活性炭磁性,最终以生成的Fe O、γ-Fe2O3和未反应的Fe3O4形式分散在磁性活性炭内。在Fe3O4添加量6%,炭化温度650℃,炭化60 min,活化温度930℃,活化时间120 min,水蒸气流量0.77 g/(g·h)的优化工艺条件下,煤基磁性中孔活性炭的比表面积达到370 m2/g,中孔率达到55.7%,比饱和磁化强度1.36 emu/g,剩磁0.46 emu/g,矫顽力643.17Oe,比磁化率7.19×10-6m3/kg。该煤基磁性活性炭属弱磁性矿物类,可采用强磁选机进行磁选回收。     

废旧有机丝制备活性炭纤维的研究

活性炭纤维是以高聚物为原料,经高温炭化和活化而制成的一种纤维状高效吸附分离材料.利用废旧有机丝为原料,探索在不同工艺条件下制取活性炭纤维的可行性.经扫描电镜、X射线衍射、红外分光光度计及亚甲基蓝吸附实验分析得出优化的工艺条件为:炭化温度,650℃;用CO2活化,活化温度为950℃,活化时间为60min,制得吸附性能优良的活性炭纤维.     

高镁磷尾矿碳化法制备碱式碳酸镁研究

以高镁磷尾矿为原料,采用碳化法对高镁磷尾矿中的磷、镁、钙进行分离,经过煅烧、消化、碳化、热解处理等工序得到碱式碳酸镁和磷精矿。实验结果表明：将高镁磷尾矿煅烧后的消化料浆先进行常压碳化然后进行加压碳化,加压碳化条件为料浆氧化镁质量浓度为12.0~13.5 g/L、二氧化碳分压为0.18 MPa、碳化终点温度为25 ℃,在此条件下镁的回收率达到87%~90%,得到的磷精矿五氧化二磷质量分数达到28%~30%,磷的回收率为60%~65%;将两步碳化后得到的重镁水进行热解,热解条件为重镁水氧化镁质量浓度为10~12 g/L、真空度为0.085 MPa、热解温度为60 ℃、热解时间为50 min,在此条件下所得滤液氧化镁质量浓度为0.7 g/L,镁的回收率为93%。以高镁磷尾矿为原料,采用碳化法制得碱式碳酸镁,经分析产品质量符合HG/T 2959—2010《工业水合碱式碳酸镁》的要求。采用碳化法处理高镁磷尾矿,磷、镁回收率高。此方法为中国高镁磷尾矿的回收利用提供了一条行之有效的技术途径。     

利用废弃轮胎制备活性炭的研究

介绍了由废弃轮胎通过炭化 ,活化制备活性炭的方法 ,着重探讨了活化剂、炭化温度 ,活化温度对产品脱色力和收率的影响。在优化条件下 ,活性炭收率达 45%～ 48% ,产品性能符合 HG3-1 2 90 - 80部颁标准。     

桑枝基活性炭的制备及其对多环芳烃菲的吸附

以废弃桑枝为原料,以磷酸氢二铵为活化剂制备活性炭,考察了浸渍比、炭化温度、炭化时间、活化温度和活化时间对活性炭的亚甲基蓝吸附值的影响,确定了制备桑枝基活性炭的最佳工艺条件。研究了桑枝基活性炭对水中多环芳烃菲的吸附性能。结果表明制备活性炭的最佳工艺条件：浸渍比为2：1、炭化温度为400℃、炭化时间为90min、活化温度为800℃、活化时间为120min。制备的活性炭对多环芳烃菲具有较好的吸附效果,初始浓度为1000μg／L的菲在桑枝活性炭上吸附去除率可达71．7％,吸附平衡时间为240min。Freundlich吸附模型可较好地模拟菲在桑枝基活性炭上的吸附等温线。菲的吸附以物理吸附为主,吸附较易进行。     

水稻秸秆制备活性炭吸附剂工艺研究

以水稻秸秆为原料、氢氧化钠为活化剂制备活性炭。结果表明水稻秸杆活性炭的最佳工艺条件:碱碳比为2∶1,活化时间为60 min,活化温度为600℃,碳化温度为350℃,在此工艺条件下制备的水稻秸秆活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为29.2 mL/0.1 g和1 706.98 mg/g,制备出的活性炭吸附剂质量指标接近水质净化用活性炭标准。     

K2CO3-锯末干混合制备成型活性炭

以梧桐锯末为基体、无水K2CO3为活化剂,采用干混合法制备成型活性炭颗粒,通过单因素实验考察盐料质量比、活化温度、活化时间及成型密度对活性炭吸附碘性能的影响,并对其进行了表征. 结果表明,在盐料质量比2.0、活化温度950℃、活化时间80 min、成型密度1.3 g/cm3的条件下,所制成型活性炭对碘的吸附容量达1323.25 mg/g. 成型活性炭具有发达的孔结构,比表面积为1432.59 m2/g,平均孔径为1.70 nm,总孔容为0.772 cm3/g,其中微孔比表面积为1302.75 m2/g,孔容为0.566 cm3/g,微孔率达73.3%.     

Effect of preparation conditions on the properties of a coal-derived activated carbon honeycomb monolith

Activated carbon honeycomb (ACH) monoliths were prepared by extruding of a mixture of bituminous coal and organic additives and subsequent carbonization and steam activation. Preparation parameters that were varied were carbonization temperature and activation time. The carbonization conditions were 500, 650 and 800 °C for 1 h and the steam activation conditions were 850 °C for 2, 4 and 6 h. The monoliths at various states were characterized by SEM, XRD, nitrogen adsorption and compression test. It was found that carbonization temperature has significant effects on pore size distribution and mechanical strength of ACH monoliths. The ACH monoliths prepared from high carbonization temperatures exhibited lower values of the BET surface area and total pore volume and higher value of the mechanical strength than those of the ACH monoliths prepared from low carbonization temperatures. This was attributed to the effect of high temperature carbonization that results in the formation of relatively less defective structures.     

Simultaneous removal of 3d transition metals from multi-component solutions by activated carbons from co-mingled wastes

The main purpose of the present work was to study the simultaneous removal of 3d transition metals from multi-component solutions by novel porous material obtained from carbon-containing liquid and solid waste. The activated carbon was prepared from co-mingled natural organic waste: 25% sunflower husks, 50% petroleum waste and 25% low-grade bituminous coal. The porous carbon material was obtained via stages of pre-oxidation with binary eutectic Na/K carbonates (in order to avoid melting and coke formation), followed by “step by step” carbonization at 100–400 °C in an inert atmosphere and activation with steam at 850 °C.

The adsorption of the 3d transition metals: copper (II), cobalt (III), nickel (II), iron (III), and chromium (III), on novel activated carbons has been investigated using multi-component model solutions. Experiments have been carried out on the thermodynamics of the simultaneous adsorption of the 3d transition metals in a static mode. The total metal removal combines the process of metal hydroxide precipitation in the solution with the metal cation adsorption on negatively charged carbon surface in a single operation unit. The carbon/metals interaction at the surface of spent adsorbents is discussed.