生石油焦制备的多孔炭材料吸附性能及电热性能研究

以挥发分含量较高的未煅烧生石油焦为原料,以KCl为主要活化剂,采用模压成型,化学活化的方法制备出块状多孔炭材料。考察了活化剂用量与成型压力对多孔炭材料吸附性能和电热性能的影响及多孔炭材料电热性能在解吸附中的应用。当活化剂与生石油焦用量比为5,成型压力为20MPa时制得的块状多孔炭材料的吸附性能和电热性能最理想,通电加热1min后该多孔炭材料解析吸附物的效果显著。     

新型多孔炭的制备及其储锂性能

以竹笋为原料炭化获得生物质炭,再用氢氧化钾活化得到多孔生物质炭,采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和氮气物理吸附等方法对多孔生物质炭的微观结构和形貌进行了表征。以此多孔生物质炭作负极材料探究其电化学性能,结果表明在1 000 mA/g电流密度下,材料的首次充电比容量为286.9 mA·h/g,循环50次后充电比容量保持在201.8 mA·h/g,循环500次后充电比容量仍有221.5 mA·h/g,表明此多孔炭材料具有优良的电化学循环性能,使其有望成为具有竞争力的锂电池负极材料。     

碱式碳酸镁催化酚醛聚合制备多孔炭及其CO2吸附性能

利用碱式碳酸镁的催化功能及易分解特性,实现间苯二酚、甲醛的快速凝胶,炭化得到孔隙发达的整体式多孔炭(MCM-Mg),其轴向抗压强度达9.4 MPa。与普通碳酸盐催化的样品相比,MCM-Mg孔隙更为发达。273 K下该系列样品的静态CO₂吸附量可达3.49~4.50 mmol·g^-1 (0.1 MPa),0.015 MPa最高可达1.87 mmol·g^-1。研究发现,微孔对材料吸附性能起主导作用;MCM-Mg的单位微孔比表面积可吸附7.15 μmol CO₂,超过了大部分活化法制备的炭材料。多组分动态穿透实验表明,该系列材料可实现CO₂/N₂的完全分离;材料具有良好的耐水汽性能和循环吸附-脱附性能,室温下经惰性气体吹扫即可实现再生。     

基于紫茎泽兰的多孔炭材料对苯酚的吸附性能

以紫茎泽兰为模板和碳源,直接炭化,成功制备了一种多孔炭材料。采用SEM、EDS和N₂吸附-脱附技术,对炭材料进行了表征。考察了吸附剂用量、溶液pH值、溶液浓度、接触时间等参数对苯酚在炭材料上的吸附特性的影响。结果表明,所得炭材料保留了与原始紫茎泽兰茎相似的形态,呈现出较高的比表面积(812 m²/g)和较好的孔道结构。在吸附剂量为0.5 g/L、溶液pH值为6时,对100 mg/L苯酚溶液的吸附率可达86.5%。吸附过程符合Langmuir等温吸附线及准二级动力学模型,最大吸附容量q_m为163.7 mg/g。     

模板法制备多孔炭材料的研究进展

模板法为各种有机和无机纳米材料的可控和定向合成开辟了一条全新的技术途径，近年来已经成为材料制备研究领域引人注目的新方法。本文就迄今为止模板法在制备具有规则结构的多孔炭材料领域的研究动态进行综述，介绍了多孔炭材料的模板法制备、应用前景及其可能的形成机制。     

不同活化剂对块状多孔炭材料吸附性能和硬度的影响

采用以粉状活性炭为吸附基体,合成树脂为粘结剂,氢氧化钾、碳酸钠和氮化锌为活化剂。经过二次碾磨成型、化学活化及隔氧炭化制备出块状多孔炭试样。利用SA3100型比表面积分析仪器,采用低温氮气吸附法测定试样的BET比表面积;利用HR-150A型洛氏硬度仪测定试样的洛氏硬度;利用SEM方法对测试试样的形貌进行观察和分析;进而探讨活化吸附机制。结果表明：用10％（质量分数,下同）的氢氧化钾活化和14％碳酸钠活化的块状多孔炭样品的吸附性能良好,其中碳酸钠活化样品的BET比表面积达到620．96m^2／g,总孔容达0．3969ml／g,洛氏硬度为45。     

利用海藻酸钠制备多孔炭及其油污水处理应用

针对油污废水对环境的污染问题,本文提出可用高温炭化海藻酸钠制备的多孔炭材料解决油污水问题。实验首先考察不同炭化温度得到的多孔炭材料对油污水的吸附性能影响;其次多孔炭材料的用量对油污水处理的影响;最后考察了多孔炭材料在油污水中的吸附时间对油污水处理的影响。实验结果证明,当炭化温度为900℃时,多孔炭材料的吸附能力最强,油污剩余量最少;当多孔炭材料的质量与油污水的体积比为1 g∶0.5 L时油污水的含量最低;当吸附时间为6 h时,油污水的含量最低。结果表明,多孔炭材料用于油污水的治理具有广泛的应用前景,可望在未来油污水处理方面发挥更大的作用。     

KOH活化多孔炭对甲基橙的吸附及其动力学研究

探究碱性改性的生物质炭对印染工业污水中甲基橙的吸附性能。结果表明：改性竹笋生物质炭具有大的比表积和丰富的孔结构，其对15 mL 30 mg·L^-1的甲基橙在210 min后达到平衡，最佳投加量和最大吸附量分别为7 mg·L^-1和64.1 mg·g^-1，吸附动力学更加符合准二级动力学模型。     

氯化锌活化法制备多孔炭陶复合吸附材料

以氯化锌浸渍的木屑为原料,黏土为粘结剂,制备炭陶复合吸附材料。讨论了炭化温度和保温时间对其吸附性能的影响,并对其孔隙结构进行了表征。结果表明,随温度和保温时间的增加,炭陶复合吸附材料的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值呈先上升后下降的趋势;木屑受到活化作用形成活性炭而发生收缩,在活性炭和陶土之间形成空隙,有利于形成孔隙结构发达的炭陶复合吸附材料。在温度500℃、保温时间1 h的较佳工艺条件下,制得炭陶复合吸附材料的比表面积为809.5 m²/g,总孔容积为0.298 cm³/g,中孔容积为0.185 cm³/g,微孔容积为0.113 cm³/g,炭陶的含炭量为60.7%,碘吸附值为680.5 mg/g,亚甲基蓝吸附值为165.0 mg/g。     

多孔炭材料的制备及在废水处理中的应用研究进展

以微孔炭、介孔炭及大孔炭为代表的多孔炭材料,因其三维多孔结构和良好的热稳定性而具有优异的吸附性能,其主要制备方法有活化法、软硬模板法等。在介绍了三种多孔炭材料制备方法与特点的基础上,综述了多孔炭材料作为吸附剂在重金属离子废水、染料废水和其他废水处理中的应用研究进展。     

KHCO3一步活化法制备高含氧量褐煤基超级电容器多孔炭球

作为富含含氧官能团的有机大分子，褐煤被认为是制备富氧多孔炭材料的天然前驱体。对褐煤进行酸洗氧化改性进一步增加其氧含量得到酸洗氧化褐煤(OAWSL),以KHCO₃为活化剂，在高温下分解并与碳反应生成大量气泡，气泡穿透碳层逸出形成大量孔隙，并鼓泡形成了独特的球状表面，得到了多孔炭球。同时探究了KHCO₃添加量对多孔炭结构和作为超级电容器电极材料时电化学性能的影响。研究发现，酸洗氧化褐煤与KHCO₃质量比为1∶3时得到的多孔炭球具有最均匀球状结构、最大微孔占有率(90.88%)和最高氧含量(22.17%)。以该多孔炭球为电极材料，在以6 mol/L KOH为电解液的三电极体系中得到了323 F/g的比电容(0.1 A/g),组装的超级电容器最大能量密度为6.17 W·h/kg,在2 A/g电流密度下循环20 000次后电容保持率为96%,库伦效率保持100%,可为褐煤基富氧多孔炭材料的制备提供理论支撑。     

磷酸三钾活化合成分级多孔炭及其电化学性能

多孔炭的表面性质、孔径分布及比表面积是影响其电化学性能的主要因素。为了对多孔炭孔结构及电化学性能等进行调控,采用聚乙烯吡咯烷酮为碳源、纤维水镁石为模板、磷酸三钾为活化剂,通过一步炭化–活化法制备了分级多孔炭(HPC),并研究了磷酸三钾添加量对多孔炭孔径分布、比表面积及电化学性能的影响。基于X射线衍射、氮气吸脱附、扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线能谱仪、横流充放电、循环伏安及交流阻抗等测试,结果表明：磷酸三钾活化后样品HPC/K₃在0.5 A/g电流密度下比电容可达281.94 F/g,远高于未活化HPC/K₀的200.31 F/g;经过8 000次充放电循环后容量保持率可达84.7%。研究表明磷酸三钾活化可以显著改善多孔炭的电化学性能,此外,以纤维水镁石为模板合成多孔炭,还可以为天然矿物纤维水镁石的高附加值应用提供新思路。     

磁性生物炭的制备及其吸附性能的研究

利用微波辐照技术,以稻草秸秆为碳源,Fe Cl3为赋磁剂,在无需还原剂的条件下制备了磁性生物炭(MBC)吸附剂。对吸附剂进行了表征,并且分析了初始p H、温度、吸附时间等条件对MBC吸附孔雀石绿特性的影响。结果表明,MBC对孔雀石绿的吸附符合Langmuir等温模型和准二级动力学吸附方程;用微波再生法对MBC再生,重复5次后,MBC对孔雀石绿的吸附量为原始吸附量的70%,表现了良好的再生能力。     

ZIF-8衍生氮掺杂多孔炭吸附剂的制备及对罗丹明B吸附性能的研究

因孔径结构和氮掺杂的协同效应,氮掺杂多孔炭质吸附剂在吸附处理染料污染物方面备受关注。本文在低温水热处理葡萄糖的基础上,原位合成了葡萄糖@ZIF-8复合物,1000℃下直接高温碳化,得到了不同氮配位环境的多孔炭材料。研究发现,包覆的半聚合葡萄糖在碳化时可抑制ZIF-8中氮物种的逸出程度,使得炭质吸附剂具有较高的氮掺杂浓度和优异的罗丹明B(RhB)吸附性能。吸附动力学结果表明,25℃时,样品GZC-10在240 min内可吸附饱和,平衡吸附量为283 mg·g^-1,吸附扩散行为符合伪二级动力学模型。吸附等温线能够很好地符合Langmuir模型,最大吸附量为383 mg·g^-1,远高于文献报道的同类MOF衍生炭材料。本文制备的氮掺杂多孔炭质吸附剂具有吸附量大、动力学快、润湿性好等优良性能,是一种高效的水处理材料。     

不同压强下微波水热炭的制备及其磷吸附性能

研究利用蚯蚓粪为原料在不同压强条件下利用微波加热制备水热炭,以三格化粪池出水中磷为对象,利用水热炭进行吸附实验,同时探究了水热炭的磷脱附实验。研究表明当制备压强控制为2.5 MPa,微波加热时间为4 h,水热炭对磷的吸附效果最好,为1.8 mg/g,吸附量较2.0 MPa条件下制备的水热炭增加了14%,吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温方程。上述结果说明,蚯蚓粪水热炭对于去除粪污中磷及其回用具有巨大潜力。     

微波氯化铁活化法制备桉木基多孔活性炭的研究

以桉木屑为原料,氯化铁为活化剂,微波加热的方法制备生物质多孔炭,研究了制备工艺条件对多孔炭的得率,吸附性能和铁含量的影响。结果表明,桉木基多孔炭的较优制备条件为:氯化铁与桉木屑的质量比为1∶1,微波功率为750 W,微波辐照时间为25 min。在该条件下,桉木基多孔炭的得率为45. 5%,桉木基多孔炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和苯酚吸附值分别为133. 3,492. 4,229. 3 mg/g,铁含量为0. 10%。     

褐煤与稻秸秆混合制备生物炭及其对重金属的吸附研究

以稻秸秆和褐煤为原料,按配比2:1混合后,在600℃下制备生物炭.采用Box-Behnken Design中心组合的响应面法,对生物炭的制备条件进行优化.考察了时间、功率、氯化铁浓度、微波功率、时间对生物炭改性的影响,以吸附率为评价指标,考察不同pH条件下,改性生物炭吸附重金属铬的效果.实验结果表明,各影响因素中,反应...     

微波氯化铁活化法制备桉木基多孔活性炭的研究

以桉木屑为原料,氯化铁为活化剂,微波加热的方法制备生物质多孔炭,研究了制备工艺条件对多孔炭的得率,吸附性能和铁含量的影响。结果表明,桉木基多孔炭的较优制备条件为:氯化铁与桉木屑的质量比为1∶1,微波功率为750 W,微波辐照时间为25 min。在该条件下,桉木基多孔炭的得率为45. 5%,桉木基多孔炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和苯酚吸附值分别为133. 3,492. 4,229. 3 mg/g,铁含量为0. 10%。     

生物质多孔炭吸附CO2的研究进展

本文对生物质多孔炭吸附CO₂的研究进展进行了综述,介绍了不同的生物质作为前驱体制备的吸附材料,着重对生物质多孔炭材料的结构与性能的构效关系进行了分析,总结了影响CO₂吸附的主要因素,并对生物质多孔炭材料目前存在的问题和发展方向进行了分析和展望。