氯化锌活化法制备木质活性炭研究

采用氯化锌活化法在不同操作条件下制备木质活性炭产品,通过实验测定相应的活性炭得率及活性炭的碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值.分析研究了氯化锌活化法制备活性炭工艺过程中各种操作参数如浸渍比、活化时间和活化温度对活性炭的得率、活性炭碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值的影响.实验结果表明,浸渍比是氯化锌活化法制备活性炭的最重要的影响因素.综合考虑活性炭的得率和吸附性能受活化操作参数的影响规律,探讨了氯化锌活化法制备木质活性炭的最优操作参数.在实验范围内,选择氯化锌活化法制备木质活性炭的浸渍比100%,活化温度500℃左右和活化时间60～90min比较适宜.     

微波加热烟杆制备微孔活性炭的研究

研究了微波加热烟杆氯化锌活化法制备微孔活性炭的新工艺.采用正交试验研究了氯化锌浓度、浸渍时间、微波功率和活化时间对活性炭得率和吸附性能的影响.最佳工艺条件为ZnCl2浓度25%,浸渍时间36h,微波功率为700W,加热时间为16 min时,所制备的活性炭的碘吸附值为1059.32 mg/g,亚甲基蓝吸附值为21 mL/0.1g,得率为32.90 %.该工艺将常规加热方法的预热、干燥、炭化和活化简化为一个过程,所需要加热时间仅为传统方法的1/13,产品活性炭的亚甲基蓝吸附值为国家一级品标准的2.33倍.同时测定了该活性炭的氮吸附等温线,通过BET法计算了活性炭的比表面积,并通过H-K方程、D-A方程和密度函数理论(DFT)表征了活性炭的孔结构.结果表明:该活性炭为微孔型,BET比表面积为1214m2/g,总孔容为0.7387 mL/g,微孔占总孔容74.03%,中孔占24.54%,大孔占1.43%.     

木质素基活性炭的制备和吸附特性

用磷酸活化法制备木质素基活性炭,研究了浸渍比、磷酸浓度、活化温度、活化时间对其吸附性能和得率的影响。结果表明,随着浸渍比、磷酸浓度、活化温度、活化时间的增加,活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均先升后降。适当提高这4个数值有助于木质素形成较多的微孔,提高活性炭的吸附性能;但超过一定程度时,活性炭内部的部分微孔之间的孔壁变薄甚至被烧穿,造成微孔扩大至中孔甚至大孔。同时,磷酸与已生成的微孔结构的孔壁碳原子发生反应,引起炭材料过度烧蚀,使孔径变大,导致活性炭的吸附性能降低。这种活性炭对苯酚的吸附符合Freundlich等温吸附方程,吸附动力学符合Lagergren拟二级速率方程。     

超高比表面积活性炭的制备与表征

以无患子残渣为原料,KOH与K2CO3作为活化剂,采用微波炭化和活化两步法制备超高比表面积活性炭,通过正交实验优化活性炭的制备工艺,探讨了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝吸附值的影响。利用N2吸脱附实验、XRD、FT-IR等实验技术,对制备的活性炭结构与性能进行了表征。结果表明,在碱炭质量比为4∶1、活化温度800℃、活化时间30 min的条件下,所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附值为595 mg/g,BET比表面积为3 479 m2/g,吸附累积总孔容达1.8262 cm3/g,平均孔径为2.0997 nm。     

废弃杏核壳制备高碘值活性炭及表征研究

以杏核壳为原材料,采用磷酸浸渍两步活化法制备活性炭。以碘值为响应值,经过正交优化试验确定高碘值活性炭制备的最优工艺组合为250℃炭化0.5h、60%磷酸 浸渍、900℃活化1h,样品碘值 高达1354mg/g。对制备的高碘值活性炭进行氮气等温吸脱附实验,结果表明所制备的活性炭属于微孔型,微孔总孔 体 积0.4201cm3/g,Langmuir比 表 面 积 高 达1339m2/g。利用扫描电镜和X射线衍射仪对杏壳活性炭的表面形态及活性炭晶体结构进行观察分析。     

NaOH活化法制备高比表面积稻壳活性炭

以农业废弃物稻壳为原料,NaOH为活化剂,制备了中孔发达的高比表面活性炭,研究了碱炭比、活化温度对样品碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响;采用SEM、TEM表征了活性炭的形貌,通过BET法计算了活性炭的比表面积,BJH方程计算出活性炭的孔径分布.结果表明,在碱炭比为3∶1、活化温度为750℃的工艺条件下制备的稻壳活性炭同时具有较高的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值;稻壳活性炭比表面积高达2164m2/g,中孔含量达到63.67%,总孔容达到1.544mL/g.     

ZnCl2活化茄子秸秆制备活性炭及表征

以茄子秸秆为原料、ZnCl2为活化剂制备活性炭。通过正交实验方法确定了制备活性炭的最佳工艺条件,采用低温氮气吸附、BET、Langmuir和BJH理论对其孔结构进行了表征,利用红外光谱分析样品的表面官能团,扫描电镜观察表面形貌。结果表明以茄杆活性炭的最佳工艺条件:浸渍比为2,浸渍时间为8h,活化温度为550℃,活化时间为60min,所得的活性炭的碘吸附值为1270.06mg/g,亚甲基蓝吸附值为17.4mL/g;BET和Langmuir比表面积分别为1649.615和1851.649m2/g,吸附总孔容为0.488cm3/g,吸附平均孔径为2.241nm。     

废旧竹材微波法制备活性炭工艺研究

为实现废旧竹材的二次利用,以废旧竹材为原料,采用微波法制备高性能的竹基活性炭。以亚甲基蓝去除率为指标,考察活化剂、浸渍条件、微波辐照条件对竹基活性炭吸附性能的影响。获得最佳的制备条件为:以40wt%的磷酸为活化剂,浸渍固液比1g∶12.5mL、浸渍时间14h、微波功率560W、活化时间5min、活化温度130℃、反应压力1.25×103kPa,此时竹基活性炭的亚甲基蓝去除率达87%。与传统马弗炉焙烧工艺相比,该工艺活化温度降低,活化时间缩短,但竹基活性炭吸附性能明显提高。     

中药渣制备活性炭及其工艺优化

以中药渣为原料,采用真空化学活化法制备活性炭,并以活性炭的亚甲基蓝和碘吸附值为优化指标,选用Doehlert设计安排实验,在合适的范围内,对影响ZnCl2活化法最重要的两个因素活化温度和浸渍比进行了优化。结果表明,在实验条件范围内,对于所有的响应,活化温度的影响均大于浸渍比,且两者对活性炭产率的影响都不大。得到的最优条件为活化温度474℃,浸渍比1.225,在此条件下制得活性炭的亚甲基蓝值和碘值分别为316 mg.g-1和994 mg.g-1,与理论模型计算值非常接近。和普通商品活性炭相比,用该实验方法所制活性炭具有更好的实际吸附效果。     

山竹壳基生物质活性炭的制备及其吸附性能研究

采用山竹壳为原料制得山竹壳基生物质活性炭。确定了较佳的制备条件:在尿素酸溶液∶碳=1∶1(质量比)的浸渍比下,浸渍时间15h,活化温度750℃,活化时间60min,制得的山竹壳基生物质活性炭比表面积为545.68m2/g。在亚甲基蓝溶液pH=4.5、初始浓度为25mg/L,山竹壳基生物质活性炭用量为0.06g条件下,山竹壳基生物质活性炭对亚甲基蓝的吸附量达到68.75mg/g。     

辣椒秸秆生物质活性炭的制备及其性能表征

用KOH活化法制备辣椒秸秆生物质活性炭(AC),对辣椒秸秆进行资源化再利用。确定了AC的最佳制备条件,并对材料的结构及理化性能进行表征。结果表明,KOH活化法制备AC最佳条件为:活化温度为800℃、活化时间为100min、炭剂比为3、浸渍时间为20h。在此条件下AC的碘吸附值为1348.44mg/g,亚甲基蓝吸附值为19.0mL/0.1g,比表面积达1761.16m~2/g,含有羧基、酚、醚基、胺基等亲水性基团,为微孔型活性炭。KOH活化法所制备的AC具有良好的吸附性能,为辣椒秸秆的资源化利用提供了参考数据。     

磷酸活化甘蔗叶制备活性炭的工艺研究

采用正交试验方法系统研究了活化剂、添加剂、活化温度、活化时间等因素对磷酸活化甘蔗叶制备活性炭的得率、亚甲基蓝吸附值的影响,并利用SEM对样品进行了表征。结果表明,磷酸活化甘蔗叶制备活性炭的最佳工艺为:将甘蔗叶浸泡于6%添加剂1及1%添加剂2、体积浓度为35%的磷酸溶液中,浸泡12h后,在673K条件下活化40min,所制得的活性炭的微观孔结构排列整齐,活性炭的得率和亚甲基蓝吸附值分别为47.05%、202.50mg/g,其中亚甲基蓝吸附值为国家标准GB/T 13803.2-1999活性炭一级品的1.5倍。     

不同浸渍方式对氯化锌活化竹纤维活性炭理化结构和性能的影响

为探究浸渍工艺对活性炭理化性质及性能的影响,以脱除木质素的竹纤维为原料,氯化锌为活化剂,通过真空浸渍、常温搅拌浸渍、物理混合浸渍3种不同的方式浸渍竹纤维,采用化学活化法制备竹纤维基活性炭。通过比表面积及孔径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪等对活性炭的孔隙结构、化学结构和晶体结构进行表征,并探讨不同浸渍方式制备的活性炭对亚甲基蓝的吸附能力及电化学性能。结果表明：常温搅拌浸渍制备的活性炭比表面积最大,为2096.981m²/g,物理混合浸渍制备的活性炭比表面积最小,为1788.566m²/g;常温搅拌浸渍制备的活性炭微孔最多,真空浸渍制备的活性炭中孔最多;竹纤维活化后纤维素及半纤维素基本分解,不同浸渍方式制备的活性炭官能团并无显著差异;活化后纤维晶型遭到破坏形成无序炭结构,3种浸渍方式制备的活性炭均具有部分石墨和无序石墨的特征。电化学性能测试表明：3种活性炭均表现出明显的双电层电容特性及可逆性;不同电流密度条件下搅拌浸渍制备的活性炭比电容均最高,电流密度为0.2A/g时比电容达到257F/g;真空浸渍制备的活性炭电荷转移电阻更低,物理混...     

活化介质对活性炭微结构及CO2吸附性能的影响

以煤质炭化料为原料,分别以水蒸气和CO2为活化介质制备出微孔结构发达的活性炭。利用N2吸-脱附等温线、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、CO2吸附容量、CO2解吸率和扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征。结果表明,在实验室条件下,水蒸气法和CO2法制备样品的孔径均以0.5~1.0nm的微孔为主,在同等条件下,CO2法制备样品0.5~1.0nm范围的微孔含量要比水蒸气法制备样品多10 %以上。同时水蒸气法制备样品的中孔分布范围为2.0~3.0nm,CO2法制备样品中孔分布范围为2.0~2.5nm。在同等实验条件下,水蒸气活化制备出活性炭比CO2的孔径分布更广,活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值及CO2解吸率更高,而CO2法制备出的样品对CO2的吸附容量更大。     

活化介质对活性炭微结构及CO_2吸附性能的影响

以煤质炭化料为原料,分别以水蒸气和CO2为活化介质制备出微孔结构发达的活性炭。利用N2吸-脱附等温线、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、CO2吸附容量、CO2解吸率和扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征。结果表明,在实验室条件下,水蒸气法和CO2法制备样品的孔径均以0.5~1.0 nm的微孔为主,在同等条件下,CO2法制备样品0.5~1.0 nm范围的微孔含量要比水蒸气法制备样品多10%以上。同时水蒸气法制备样品的中孔分布范围为2.0~3.0 nm,CO2法制备样品中孔分布范围为2.0~2.5 nm。在同等实验条件下,水蒸气活化制备出活性炭比CO2的孔径分布更广,活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值及CO2解吸率更高,而CO2法制备出的样品对CO2的吸附容量更大。     

马尾藻基高比表面积活性炭的制备及表征

以马尾藻为原料,采用KOH活化法制备高比表面积活性炭。探索制备马尾藻基活性炭的实验方案和最佳工艺条件。采用正交实验法研究了炭化温度、炭化时间、低温活化温度、低温活化时间和浸渍时间对制得活性炭比表面积和孔容的影响。采用N_2吸附、SEM表征考察了活性炭的孔隙结构和表面形貌。通过正交实验法分析发现,制备马尾藻基高比表面积活性炭的最佳工艺条件为:炭化温度600℃,炭化时间180min,低温活化温度400℃,低温活化时间45min,浸渍时间2h。在16组实验条件下,制备的活性炭比表面积最大为3 122m2/g,所有样品的孔径几乎全部分布在6nm以内。     

磷酸活化碱木质素制备活性炭

以造纸黑液回收的碱木质素为前驱体,经磷酸活化制备低成本的木质素活性炭,对活性炭进行比表面积、孔结构及形貌的表征;考察活化温度、磷酸与碱木质素浸渍比、活化时间以及N2流量对活性炭产率及孔结构的影响。结果表明:磷酸活化碱木质素制备活性炭的产率都大于60%;在活化温度为550℃,磷酸与木质素浸渍比为1.5,活化时间3 h以及N2体积流量为75 m L/min时,活性炭比表面积达到1 139 m2/g;低成本的碱木质素是制备低成本活性炭的潜在的前驱体材料。     

椰壳纤维基高比表面积中孔活性炭的制备

以椰壳纤维为原料,制备高比表面积中孔活性炭.采用正交试验设计实验方案,研究KOH和NaOH复合活化法制备活性炭的实验方案与工艺条件.考察了活化剂配比、炭化温度、活化温度、时间和升温速率对所制活性炭吸附性能的影响.在最佳工艺条件下,所制活性炭的比表面积达到2032m2/g,中孔发达,特别是2nm～4nm的,中孔比例达到28%.活性炭对的碘吸附值为1435mg/g,亚甲基蓝吸附值为495mg/g,产率为49%.     

超级电容器用马尾藻基超级活性炭的制备及其电化学性能

以马尾藻为原料,采用KOH活化法制备用于超级电容器的生物质基超级活性炭。制备的超级活性炭不仅比表面积巨大,孔隙结构丰富,而且以海藻作为前驱体原料明显降低了活性炭的生产成本。采用单因素实验法分析了浸渍比、活化温度和活化时间对马尾藻基活性炭孔隙结构(比表面积、孔容及孔径分布等)的影响,探索了制备马尾藻基超级活性炭的最佳工艺条件,并研究了所制活性炭用于制备超级电容器时的电化学性能。采用N2吸附-解吸附、SEM、XRD,恒电流充放电以及循环伏安法等表征手段考察超级活性炭样品的比表面积,孔结构以及电化学性能。实验结果表明,制备马尾藻基超级活性炭的最佳工艺条件为:浸渍比4∶1,活化时间120min,活化温度800℃。在该实验条件下制得的活性炭比表面积高达2926m2/g,孔容高达1.536cm3/g,且所有活性炭的孔径大小几乎全部分布在4nm以内,孔径分布均匀。制备的超级电容器以6mol/L的KOH为电解液时,其比电容高达358.5F/g,表现出良好的电化学性能。     

K_2CO_3活化法制备芋叶柄基活性炭的研究

以废弃的芋叶柄为原料,K2CO3为活化剂,制备芋叶柄基活性炭,考察炭化和活化工艺条件对活性炭吸附性能的影响,采用等温氮吸脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)对样品材料进行了测试。结果表明:若以碘吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度200g/L、活化温度850℃、活化时间35min,碘值为1930.4mg/g,BET比表面积为633.215m2/g,孔容为0.194cm3/g,孔径为18.45nm。以亚甲基蓝吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度175g/L、活化温度875℃、活化时间35min,亚甲基蓝吸附值为298.8mg/g,BET比表面积为604.708m2/g,孔容为0.076cm3/g,孔径为18.533nm。