A simplified adsorption model for water vapor adsorption on activated carbon

A simplified model was developed to describe the water vapor adsorption on activated carbon. The development of the simplified model was started from the original model proposed by DO and his co-workers. Two different kinds of carbon materials were prepared for water vapor adsorption, and the adsorption experiments were conducted at different temperatures（20-50 °C） and relative humidities（5%-99%） to test the model. It is shown that the amount of adsorbed water vapor in micropore decreases with the temperature increasing, and the water molecules form larger water clusters around the functional group as the temperature is up to a higher value. The simplified model describes reasonably well for all the experimental data. According to the fitted values, the parameters of simplified model were represented by the temperature and then the model was used to calculate the water vapor adsorption amount at 25 °C and 35 °C. The results show that the model can get relatively accurate values to calculate the water vapor adsorption on activated carbon.     

金属盐改性活性炭吸附去除水中苯酚实验研究

金属盐改性活性炭在净水处理中具有广阔的应用前景.利用浸渍法制备了5种(Al3+,H+,Zn2+,Cu2+,Mn7+)改性活性炭,用过滤手段对改性活性炭吸附去除苯酚的性能进行了研究.结果表明,各种改性活性炭过滤去除苯酚性能的高低顺序为:Al3+>H+>Zn2+>CK>Cu2+>Mn7+;活性炭滤柱对苯酚原水具有较强的耐冲击性能,在较低滤速下,铝盐改性活性炭滤柱对中低质量浓度苯酚水的净化能力达99%以上,出水质量浓度低于1 mg/L,整体上优于盐酸活化炭滤柱.在净水深度处理中,铝盐可作为活性炭改性的主要方向之一.     

改性活性炭对苯酚的吸附研究

研究初始浓度,温度,pH值对氨水改性后活性炭吸附苯酚效果的影响.随着苯酚初始浓度的增加,对苯酚的吸附量也相应增加;温度会影响吸附效果,当温度从20℃增加到45℃,相同条件下,苯酚的吸附量有所下降;微酸性有利于吸附,pH值为6左右时,活性炭对苯酚的吸附效果最佳.     

Effect of surface modification of activated carbon on its adsorption capacity for NH3

To investigate the effects of carbon surface characteristics on NH3 adsorption, coal-based and coconut shell activated carbons were modified by treatment with oxidants. The surface properties of the carbons were characterized by low temperature nitrogen sorption, by Boehm's titrations and by XPS techniques. NH3 adsorption isotherms of the original and the modified carbons were determined. The results show that the carbons were oxidized by HNO3 and (NH4)2S2O8, and that there was an increase in oxygen containing functional groups on the surface. However, the pore-size distribution of the coal-based carbons was changed after KMnO4 treatment. It was found that the NH3 adsorption capacity of the modified carbons was enhanced and that the most pronounced enhancement results from (NH4)2S2O8 oxidation. Under our experimental conditions, the capacity is positively corrected to the number of surface functional groups containing oxygen, and to the number of micro-pores. Furthermore, an empirical model of the relationship between NH3 adsorption and multiple factors on the carbon surface was fit using a complex regression method.     

活性炭表面改性及其苯酚吸附性能研究

采用稀硝酸氧化和氮气气氛高温处理两种方法对市售活性炭进行表面改性,采用比表面分析仪、红外吸收光谱和Boehm滴定对改性前后活性炭进行表征,并测定活性炭对苯酚的吸附等温线,探讨影响活性炭对苯酚吸附能力的因素。结果表明：表面改性不仅增加了活性炭的比表面积和孔容,还改变了其表面化学性质。活性炭表面化学性质对苯酚吸附能力有着更重要影响,随着活性炭表面酸性官能团的增加,活性炭对苯酚吸附能力下降;酸性官能团数量减少,吸附能力增加。     

改性活性炭对水溶液中氟离子的吸附性能

选用氧化镁改性活性炭（MgO—AC）为新型吸附剂,用于去除水溶液中的氟离子．系统地研究了反应时间、吸附剂最佳投加量、pH、温度等因素对吸附剂除氟性能的影响情况．反应系统达到吸附平衡的时间为180min．吸附剂最佳投加量为2．8g／L．pH值是影响吸附过程的重要因素之一,本研究最佳反应pH范围为6．0—8．0．吸附等温线研究发现MgO—AC除氟剂吸附等温线方程均符合Langmuir吸附等温线模型,且吸附量随着温度的升高而升高．吸附动力学研究发现动力学数据较好的的符合伪二级动力学模型．本研究对MgO—AC除氟的机理进行了初步探讨．廉价以及较高的吸附性能等优点表明MgO—AC是一种有实际应用潜力除氟材料．     

改性活性炭吸附室内甲醛气体的应用研究

房屋装修导致室内空气中甲醛浓度普遍超标.活性炭吸附法治理室内甲醛污染,具有时效性、经济性和易操作等优点,但吸附饱和后,甲醛易脱附.可以通过活性炭的改性解决脱附问题.本研究认为:活性炭吸附甲醛气体的饱和时间约为5 h;适当减小活性炭的粒径可以提高吸附性能,并能推迟饱和与脱附时间;单位空间容量活性炭用量为8 g/m3;改性的活性炭可以提高吸附性能,同时在实验条件下没有脱附现象;改性活性炭吸附饱和时间为2～4 h;单位空间容量改性活性炭最佳用量为3 g/m3.     

改性活性炭的制备表征及吸附Zn~（2＋）的影响因素

采用不同方法对活性炭（GAC）进行表面改性处理,通过BET,Boehm滴定、扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）测定等方法对改性前后活性炭进行了表征分析,并在不同反应条件下,考察了活性炭改性前后对Zn2＋吸附效果.结果表明：活性炭经不同方法改性后,比表面积和表面各种含氧官能团的种类和数量发生变化,经过硝酸氧化改性的活性炭比表面积有所增加,其官能团总量上增加明显;在pH中性条件下,GAC对Zn2＋的去除率为12%左右,10%N-GAC对Zn2＋的去除率为37%左右,70%N-GAC对Zn2＋的去除率为44%左右,改性后的活性炭对Zn2＋去除率有较大的提高;随着活性炭投加量的增加,各种改性活性炭对Zn2＋去除率都有较大的提高;pH值是影响Zn2＋的吸附去除率的最大因素,随着pH的增大,3种吸附剂对Zn2＋的去除率均增大.动力学研究表明：10%N-GAC吸附Zn2＋反应在前30min属于Lagergren准一级（PFO）反应,吸附30min后的反应属于Lagergren准二级（PSO）反应.     

生物炭对亚甲基蓝的吸附动力学

采用静态吸附试验确定生物炭吸附的最适宜温度、振荡速度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭投加量及吸附时间的范围,选择吸附温度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭的投加量进行正交实验,得到最优吸附工艺条件:反应温度35℃,生物炭的投加量0.4g,亚甲基蓝的浓度45mg/L,生物炭对亚甲基蓝的去除率98.6%,吸附量5.54mg/g.最优条件下的动力学研究表明亚甲基蓝溶质分子在两相界面上进行的吸附达到平衡时,亚甲基蓝浓度与生物炭的吸附量之间符合Freundlich吸附等温线.吸附动力学特性符合准二级吸附动力学,生物炭对于亚甲基蓝的吸附以化学吸附为速率控制步骤.     

活性炭纤维吸附甲烷的理论计算

采用理想狭缝孔模型，微孔容积填充理论和分段吸附机理，用Langmuir公式计算活性炭纤维理想的甲烷吸附等温线，并通过与实测结果的比较分析，对Langmuir公式进行了修正，引入与微孔孔径分布有关的修正系数k，研究结果表明：相对于孔径小于1nm的微孔，活性炭纤维1－2nm微孔对吸附量影响较大，用修正公式计算的结果与实测数据吻合较好。     

活性炭吸附丙酮及其脱附规律的实验研究

为认识吸附剂物质脱附规律,实验测试了在不同真空度、温度、吸附入口浓度和不同脱附初始浓度下活性炭C40／4对丙酮吸附及脱附的性能曲线,实验得出：吸附性能曲线斜率受进口浓度、操作压力的影响;脱附性能曲线斜率受脱附出口初始与脱附平衡浓度差、操作压力的影响;而温度、床层高度、吸附空塔速度只是让穿透曲线左右平移;脱附时真空度越大,脱附气体浓度越大,但脱附速度相应变小;在真空下脱附的脱附柱的出口浓度达到初始脱附浓度的一半时,脱附速度大大减缓,并且由于吸附剂微孔内的毛细管现象作用,在低于0．06～0．07MPa时,脱附出口浓度开始出现较长时间的反弹和维持,然后才缓慢下降;各种因素所引起的操作温度变化不大,对吸附和脱附的速度影响不大。     

磁性活性炭的制备及其吸附性能

为改善粉末活性炭的可分离性,采用化学共沉淀法制备新型磁性活性炭,以亚甲基蓝为目标污染物配制染料废水,对粉末态磁性活性炭对目标污染物的处理效能进行探讨,并与粉末活性炭处理效果进行对比,考察p H、接触时间以及污染物质量浓度对其处理效能的影响.结果表明:合成的粉末态磁性活性炭吸附能力高于粉末活性炭,p H为影响其处理效能的关键因素,偏碱性的p H和适宜的接触时间有利于污染物的去除.当亚甲基蓝初始质量浓度为100 mg/L、磁性活性炭投量为0.4 g/L、p H为9、反应时间为300 min时,亚甲基蓝的去除率达98.9%.亚甲基蓝在磁性活性炭上的吸附过程符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型,热力学分析表明,该吸附过程为自发进行的单分子层吸热反应,且以化学吸附为主.该磁性活性炭具有很好的分离性能,在自然重力沉降条件下10 min内沉淀完全,而在外强磁场作用下30 s内可实现快速分离.     

柚子皮活性炭对刚果红吸附性能试验

采用氯化锌浸渍法制备柚子皮活性炭,研究了该活性炭对染料废水中刚果红的吸附性能。结果表明：在pH＝11时,吸附效果最好;投加量越大,单位质量活性炭对刚果红的吸附量越小;吸附量随溶液初始浓度的升高而增加;刚果红的吸附在90 min内基本可以达到平衡,柚子皮活性炭对刚果红的吸附是物理性质的、自发的;等温吸附可采用Langmuir等温模型拟合且相关性显著;动力学吸附过程很好地遵循准二级动力学模型,刚果红在柚子皮活性炭孔隙中的扩散不是唯一的速率控制步骤,可能有多个步骤共同控制该吸附过程。     

多壁碳纳米管的PEI修饰及NO吸附性能研究

采用CVD法以SBA-16为模板、以Fe为催化剂合成多壁碳纳米管,并对多壁碳纳米管进行羧基化,羧基化后的多壁碳纳米管分别与直链和支链结构的聚乙烯亚胺(PEI)作用.SEM、TEM及IR结果表明,羧基化后的多壁碳纳米管与PEI作用后,多壁碳纳米管表面具有酰氨基和吸附态的PEI.Ram an和XRD研究表明,PEI修饰后的多壁碳纳米管的结构并未改变.采用TG-MS对PEI修饰前后的碳纳米管进行的等温NO吸附-脱附实验表明,经支链PEI修饰的多壁碳纳米管,其NO选择性、吸附能力和吸附量较直链PEI修饰和纯化的多壁碳纳米管明显提高.     

金属氢化物的吸附性能和活性炭贮氢的可行性

目前迫切需要解决氢能在输送和存储上的困难。碳材料吸附和金属氢化物吸附储氢都是经济可行的储氢手段。通过所建立的同心圆柱体物理模型,可以计算金属氢化物脱附和吸附反应锋面的瞬时位置,以及反应的热流量和氢气流量。模拟结果证明,氢气流量和热流量对时间的变化与压力有关,也与热源温度有关;表明合金材料的成分和性能对金属氢化物吸附特性有明显的影响。适当地选择村料并加以性能调整,可以提高其性能和效应。从燃料存储系统的重量及其特性看,碳材料吸附储氢比金属氢化物更适合车用。活性炭吸附技术,能够达到吸放氢条件温和、储氢容量大和成本低这三个基本要求。     

Bromate removal by activated carbon adsorption:material selection and impact factors study

Studies are conducted by using activated carbon process aimed at bromate removal from the raw water.Screening of activated carbon for bromate removal was performed in different activated carbons.GAC Merck possesses the highest iodine number and surface area,the highest number of basic groups and Vmeso,thereby contains the highest adsorption velocity and adsorption capacity.Impact factors of bromate removal on activated carbon were studied.Through static absorption experiments we studied the effect of adsorption time,pH,temperature,anions and organic matter on bromate removal.With the decrease of pH,removal of bromate enhanced,suggests that it may be possible to increase bromate reduction through pH control.The increase of temperature will be favorable to adsorption of bromate on activated carbon.Anions and organic matter can inhibit the adsorption of bromate on activated carbon through competing active sites.Bromate removal can be improved by controlling key water quality parameters.     

透气防毒服用活性微球炭孔结构及其吸附性能

在实验室条件下研制了透气防毒服用石油沥青基球形活性炭（PSAC），采用扫描电子显微镜（SEM）对其形貌进行了观察，通过BET测定对PSAC的孔结构进行了表征，同时以苯和四氯化碳为吸附质研究了PSAC静态吸附性能，并与普通粒状活性炭（GAC）进行对比，比较了PSAC和GAC的二次吸、脱附性能．实验结果表明，PSAC的孔径分布主要以微孔为主，PSAC的吸、脱附速度较快，再生性能优异，是一种高性能的炭质吸附材料．     

活性炭吸附及组合工艺在水处理中的应用和发展状况

介绍了活性炭吸附及组合工艺在国内外水处理中的的应用和发展，指出了好的许多优点。近年来，活性炭吸附与其它水处理技术的组合工艺得到较大的发展，该给合工艺比单纯活性炭吸附具有更大的优势，其发展前景十分广阔。     

粉末炭吸附处理给水厂原水突发乙苯污染研究

为提高城市给水厂应对原水突发乙苯污染的应急处理能力,进行粉末炭(PAC)对水中乙苯的吸附效能研究.通过小试,考察了常规工艺对水中乙苯的去除效果,测定了粉末炭(PAC)对水中乙苯的吸附等温线和吸附动力学曲线.在此基础上,建立了PAC投量与乙苯初始质量浓度和吸附时间之间的数学模型,并通过PAC吸附小试进行了验证.结果表明:常规工艺难以有效去除水中乙苯,向原水投加PAC可快速去除水中乙苯,可作为给水厂应对原水突发乙苯污染的一种有效应急处理技术.     

活性炭吸附甲苯的实验研究及数值模拟

在15,20,25℃的恒温条件下,实验测试了活性炭吸附有机气体甲苯的吸附穿透曲线和吸附区温度变化曲线．然后根据吸附过程中的传质、传热机理,建立了吸附过程中的数学模型,并应用差分方法借助ATHENA VIUAL WORKBENCH对模型进行了数值解,数值模拟了相应温度下的活性炭吸附有机气体甲苯的浓度穿透曲线及其温度穿透曲线,数值计算结果与实验结果很好地相吻合．数学模拟方法为获得在吸附过程中有效传质系数和有效传热系数提供了有效的解决途径,从而为吸附过程的设计、预测和优化提供支持．