氨水改性活性炭纤维吸附苯乙烯的性能

主要研究采用氨水对活性炭纤维ACF表面进行改性,制备了3种不同的改性ACF,测定ACF孔结构和表面酸碱基团,并测定了苯乙烯在改性ACF床层的吸附透过曲线,讨论了改性ACF的孔结构和表面酸碱基团对其吸附性能的影响.结果表明,与原始ACF相比,经氨水改性后的活性炭纤维ACF其表面碱性基团含量、孔容及其比表面积增加,从而明显提高了对苯乙烯的吸附容量;用浓度为6mol/L的氨水改性的ACF2其微孔孔容及其比表面积最大,其对苯乙烯的吸附容量也最大.     

活性炭改性及其对噻吩吸附性能的研究

吸附是一种极具应用前景的汽油深度脱硫分离技术。采用硝酸氧化、焙烧、负载金属等方法对活性炭进行改性,利用静态实验研究了改性活性炭对模拟汽油中噻吩的吸附脱除性能。结果表明硝酸氧化可以增加活性炭表面酸性基团的量,提高脱硫性能;N2气氛下焙烧后吸附剂脱硫效果明显优于未处理活性炭;活性炭表面负载Fe、Zn、Cu、Ni金属离子改性中,Fe离子改性活性炭脱硫效果最好。根据上述实验结果,进行了活性炭复合改性实验,得出68%硝酸氧化后再进行Fe离子负载,吸附剂脱硫率最高,噻吩的脱硫率可达到85%。     

改性活性炭对SO2和NOx的吸附性能研究

分别采用Cu(NO₃)₂、H₂O₂和KMnO₄对椰壳活性炭进行改性,研究了活性炭微观结构、表面化学性质变化,及其对SO₂、NO_x等酸性腐蚀性气氛的吸附性能。结果表明,Cu(NO₃)₂改性活性炭比表面积显著降低,平均孔径有所下降,Cu(NO₃)₂微晶分布于活性炭表面及微观孔道内,表面以碳、铜、氧和氮元素为主。H₂O₂改性活性炭比表面积有所增加,平均孔径减小,H₂O₂与活性炭表层反应后起到刻蚀效应,引入丰富的微纳孔道结构,使其表面含氧官能团增加,氧元素含量提升。KMnO₄改性活性炭比表面积和平均孔径略微降低,KMnO₄与活性炭表层反应后含氧官能团增加,反应产物附着于活性炭表面,改变其微观结构。三种方式改性的活性炭对SO     

改性活性炭对苯废气吸附性能的研究

对低浓度含苯废气的有效去除方法之一是活性炭吸附法。针对治理工业含苯废气，研制了高吸附量、低成本的活性炭。亦即，通过对普通煤质活性炭进行酸碱改性处理，除去酸碱可溶性物质，使活性炭的灰分大大降低，从而提高了活性的比表面积，同时，提高了活性炭的吸附活性。进而，通过研究不同的改性方法对活性炭的苯饱和吸附量、比表面积、孔径及灰分的影响，确定了最佳改性方法。研究结果表明：采用酸、碱交替改性方法处理普通活性炭，是提高活性炭的苯吸附量、增大比表面积的简单有效方法。     

活性炭表面改性及其对CO_2吸附性能的影响

采用硝化-还原法对高比表面积活性炭进行改性以提高其对CO2的吸附性能。利用氮吸附、FT-IR、元素分析、XPS等方法对改性前后的样品进行表征,并通过高压吸附装置测试CO2吸附性能。结果表明,改性样品对CO2的吸附量在室温下和319.15K下分别为17.72mmol/g和14.01mmol/g,比原样分别提高了49%和70%(单位比表面积吸附量的增加幅度),这可能与改性样品的表面连接了碱性较强的伯氨基等含氮官能团有关。改性样品经4轮缓和条件下的吸附-脱附循环后,吸附量未明显下降,表明改性样品仍以物理吸附为主。     

活性炭的双氧水表面改性及其吸附二氧化硫性能研究

目的 制备武器装备贮存微环境用单组分的二氧化硫吸附材料。方法 采用双氧水对椰壳活性炭进行表面改性,研究改性活性炭孔隙结构、表面化学性质的变化及其对二氧化硫吸附性能的影响。结果 活性炭存在微孔和中孔,改性后活性炭比表面积略有增加,平均孔径减小。双氧水与活性炭反应起到刻蚀作用,在活性炭表面产生了纳米尺度的网孔结构,降低了活性炭表面碳微晶有序程度,同时双氧水与活性炭反应时起到了氧化作用,提升了活性炭表面氧元素和含氧官能团含量。体积分数为20%的双氧水改性活性炭的吸附容量最高,达到154.15 mg/g,约为改性前的5倍。结论 双氧水对活性炭经表面改性后,产生了纳米尺度的孔隙,并提升了活性炭表面含氧官能团,在两者协同作用下显著提升活性炭对SO₂吸附性能,具有良好的装备应用前景。     

沙柳活性炭纤维改性及其对铅离子的吸附性能

采用硝酸对自制的沙柳活性炭纤维进行处理来制备改性吸附材,并与未改性活性炭纤维进行对比,借助红外光谱、扫描电镜等方法分析两者的性能及结构差异。在含铅污水的净化试验中,重点对比分析了水溶液pH值对吸附效果的影响,线性吸附等温线及吸附动力学模型拟合的差异及循环再吸附性能。结果表明:经硝酸改性后活性炭纤维的整体形貌保持不变,其表面含氧官能团及微孔数量增多。随着pH值的增大,改性吸附剂对铅离子的吸附量和吸附速率均大于未改性活性炭,用Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型可以更好地描述此吸附过程,且改性活性炭纤维具有良好的循环再吸附性能。     

硫脲改性活性炭及吸附金性能研究

为了改善活性炭吸附性能,利用硫脲溶液在超声波辅助条件下对活性炭进行改性,探究了不同改性及吸附条件下的吸附金的效果,利用场发射扫描电镜(SEM)及傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对改性前后的活性炭孔结构和表面特性进行表征。结果表明,最佳改性条件为3 mol/L的硫脲溶液,温度为95～100℃,时间为3 h;吸附环境适宜pH值为2～2.5,投入0.5 g改性炭,吸附时间为1.5 h,吸附率达到97%。表征发现,改性后活性炭孔结构明显,比表面积增大。硫脲的加入改变了原有基团的波谱峰,同时产生了新基团,如—NH_2、■、C—H、■等,增强炭的吸附。改性炭的吸附等温线符合Langmuir与Freundlich等温线模型,表明改性炭的吸附模式是以单分子层吸附为主与多层吸附共同作用的吸附模式,拟合后得到的饱和吸附容量为0.208 mmol/g,实际得到的饱和吸附容量为(0.194 mmol/g),吸附效果较好。     

改性活性炭吸附甲苯废气的研究进展

甲苯是一种有毒的挥发性有机物,会对环境造成严重危害。活性炭吸附法是处理甲苯的经典工艺,但普通活性炭通常存在灰分高、吸附选择性差、孔径分布不均匀及表面官能团限制等问题。为了更高效、更有针对性地吸附目标物质,需要对活性炭进行改性处理。研究人员从选择合适的改性物质、处理工艺、操作条件及改性物剂量等方面不断尝试来确定最佳改性方法。目前活性炭的改性方法主要有酸碱改性法、负载杂原子和化合物改性法、低温等离子体改性法、微波改性法等。酸碱改性法通过去除活性炭中酸碱可溶性物质来降低灰分含量,从而扩大其比表面积和孔道容积。相较酸改性,碱改性可提高活性炭表面碱性官能团数量,增强其表面π-π色散力,使活性炭整体的非极性提升,有利于其吸附弱极性的甲苯。负载杂原子和化合物改性法是利用负载的杂原子和化合物与甲苯之间的络合作用来提高活性炭的吸附性能,但引入的杂原子和化合物含量过高时易堵塞孔道,降低活性炭对甲苯的吸附容量。低温等离子改性法具有能耗低、使用范围广和效率高等优点,是一项去除污染物的环保新技术,不仅可改变活性炭表面的化学性质,也会对其界面物性产生影响,在活性炭表面处理方面显示出广阔的应用前景。微波改性法利用微波能量在活性炭表面产生更多的活性位点,配合通入的还原性气体还能分解活性炭表面的酸性官能团,增强其碱性。微波加热可以去除活性炭孔道内部的杂质,但随着温度的升高,会造成炭骨架收缩,不利于吸附的进行。其中微波辐照功率、改性物的浓度及辐照时间是微波改性法中需要控制的关键因素。本文综述了活性炭及各种改性活性炭吸附甲苯的研究进展,通过吸附等温模型对比分析了不同改性活性炭对甲苯的吸附性能及吸附机理。研究表明,活性炭的比表面积、孔道结构及表面化学性质等是影响吸附性能的主要原因。本文还探讨了不同改性方法对活性炭理化性质的影响,对于提高活性炭的吸附效率具有重要意义,也为研制高效吸附甲苯的改性活性炭奠定了理论基础。最后,提出了活性炭研究中亟待解决的问题与其今后的发展方向,为后续研究和工业生产应用提供参考。     

柠檬酸钠改性的活性炭对铜离子的吸附性能

将活性炭(AC)浸渍于5%～15%的柠檬酸钠溶液中,制得柠檬酸钠-活性炭(Nx-AC,x%为柠檬酸钠溶液质量浓度)。利用N2吸附法、傅里叶转换红外光谱法和Boehm滴定法表征了Nx-AC的孔结构和表面化学性质,并采用静态吸附法,考察了Nx-AC及吸附饱和再生后的Nx-AC对铜离子的吸附性能。结果表明,表面总酸度对Nx-AC的吸附性能有显著的影响。随着柠檬酸钠浸渍液浓度的增加,Nx-AC对铜离子的吸附容量逐渐增大,其中,吸附剂N15-AC对铜离子的吸附容量可达AC对铜离子的吸附容量的2.76倍。一次再生和二次再生后的N15-AC对铜离子的吸附容量分别可达新鲜N15-AC的98.2%和95.9%。     

煤沥青基中孔活性炭的硝酸表面氧化改性研究

采用印刻法制得煤沥青基中孔活性炭,并以硝酸为氧化剂对其进行了表面氧化改性,考察了硝酸浓度、氧化温度和氧化时间对活性炭孔隙结构和表面化学性质的影响。结果表明,活性炭的孔隙结构和表面含氧基团的浓度随氧化改性条件的变化而改变。在硝酸体积分数65%、氧化温度60℃、反应时间3h的最佳条件下,活性炭的平均孔径基本没有变化,比表面积和表面含氧基团的浓度大幅提高,活性炭的中孔率和收率也达到最大值。然而,过度的氧化改性导致了活性炭孔壁的严重坍塌,比表面积和表面含氧基团的浓度明显下降。     

活性炭物理结构与其变压吸附分离瓦斯性能

活性炭(AC)在煤层瓦斯气体吸附分离上具有良好的应用前景。选用4种活性炭,利用77K氮气吸附表征了活性炭的物理性质。在自制的静态吸附装置上,测量了4种活性炭样品对瓦斯气(CH4/N2混合气体)在298K和318K时的平衡吸附量,结果发现4种活性炭对CH4/N2吸附能力有较大的差异。用Langmuir吸附方程关联实验数据,计算出4种活性炭在不同温度下对CH4/N2的分离因子。结合4种活性炭的物理性质以及其对CH4/N2的吸附量,分析了影响活性炭对CH4/N2的吸附量的因素。活性炭在变压吸附分离浓缩瓦斯时,应具备合适的孔径,比表面积和孔容越大越好。     

竹基活性炭表面改性及电化学性能研究

通过磷酸-二氧化碳活化法将毛竹废料制备成活性炭,再以HNO3、HCl、H2SO4为改性剂,对自制活性炭进行表面改性,并在CO2气氛中进行二次扩孔,制成以KOH为电解液的双电层电容器炭电极。采用低温N2吸附法和X射线光电子能谱仪对样品孔结构和表面性质进行表征,结果表明:经酸改性处理后的活性炭样品孔径分布总体差异不大,但比表面积和总孔容下降,活性炭表面性质发生较大变化。采用恒流充放电、循环伏安法和交流阻抗法考察了活性炭电极的电化学性能。结果表明,改性后活性炭电极比电容增大,其中以硝酸改性效果为最佳。酸改性后内阻均有所下降,说明改性后的活性炭亲水性提高,从而降低离子扩散阻力。     

酸改性活性炭对EDTA废水的吸附

采用盐酸和硝酸对活性炭进行改性处理获得酸改性活性炭,并将其用于处理EDTA废水。考察改性条件(如酸的种类、改性时间和酸的浓度)、振荡速度和酸改性活性炭投加量等因素对吸附效果的影响,同时采用吸附等温模型和吸附动力学模型进行拟合分析。结果表明,采用1.0mol/L盐酸改性12h所获得的改性活性炭吸附效果最好。在EDTA初始浓度为300mg/L、溶液体积为50mL、温度为20℃、振荡速度为200r/min,改性活性炭投加量为0.2g时,48h后吸附量为47.1 mg/g,吸附率为62.8%;而当改性活性炭投加量增加到2.0g时,吸附率达到93.8%。改性活性炭对EDTA的吸附很好地符合Langmuir吸附等温模型(0.9963),其吸附动力学行为可用Bangham动力学方程和准二级动力学方程来描述。     

氯化氢中的氯气在活性炭上吸附性能的研究

对活性炭吸附氯化氢中的氯气性能做了实验研究。研究结果表明采用活性炭吸附的方法,可以除去氯化氢气体中的氯气,吸附后的尾气中氯气的含量低于10×10-6,满足吸附深度的要求。压力在0.4 MPa、流量控制在400 mL/min时,分别测得了在26、8、-10、-35、-60℃下,每克活性炭吸附氯气的动态吸附量分别为:141.5、172.0、178.0、181.0、185.0 mg。     

活性炭纤维动态吸附氙性能及氙脱附行为研究

研究了活性炭纤维(ACF)前处理及再生前后动态吸附氙的性能差异, 重点研究了温度对氙脱附行为的影响. 结果表明, 前处理对活性炭纤维动态 吸附氙的性能有较大影响, 而再生处理对吸附?性能的影响不大. 高温加热氙的脱附效率>97%, 但存在150℃的温度阈值, 且在150℃以上, 温度 的变化对氙的脱附没有影响.     

活化温度对兰炭基活性炭结构与性能的影响

以兰炭末为原料采用KOH高温活化法制备活性炭,重点研究了活化温度对活性炭结构与性能的影响。采用SEM、红外光谱对活性炭的表面形貌及表面结构进行表征。研究表明,随着活化温度的升高,活性炭的收率逐渐减小,碘吸附值先增大后减小。当活化温度为800℃时,活性炭的收率为70%,碘吸附值最大可达到733.482mg/g。SEM及FT-IR分析表明,高温下KOH的扩孔作用主要由表面向活性炭的内部纵深发展,最终会使活性炭形成规则的层状、蜂窝状孔隙结构,并且表面含有大量的羟基、羰基等活性基团。     

活性炭改性研究新进展

从表面物理结构特性和表面化学性质两方面叙述了国内外在活性炭改性方面的研究进展.表面物理结构特性改性考察了增大比表面积和控制孔径分布,表面化学性质改性主要研究了氧化还原、负载金属离子以及微波改性,探讨了各种改性活性炭的优缺点和改性机理,并展望了其应用前景.