兰炭末水蒸气活化制备活性炭过程中反应温度的影响

以粒度为2.0mm~3.2mm的兰炭末为原料,采用水蒸气高温活化法制备颗粒活性炭,研究活化温度对活性炭结构与性能的影响,阐述活化过程中活性炭孔结构的形成机理,并利用SEM和全自动吸附仪对活性炭的表面形貌、比表面积和孔结构等进行分析表征.结果表明:随着活化温度的升高,活性炭的收率持续减小,碘吸附值呈现先增大后减小的趋势.当活化温度为900℃时,活性炭的收率为59.81%,其碘吸附值最大可达到812.86mg/g,BET比表面积和孔容分别为529.66m~2/g和0.298 9cm~3/g.当活化温度为600℃时,水蒸气活化过程以通孔作用为主导,700℃~800℃时为造孔阶段,而800℃~1 000℃范围内主要进行扩孔反应.     

煤多联产半焦碳酸钾/水蒸气联合活化法制备活性炭的研究

以煤多联产半焦为原料,采用碳酸钾/水蒸气联合活化法制备了适用于烟气脱硫、废水中有机物去除等吸附场景的功能活性炭,并对比了其孔结构和吸附性能与采用常用活化方法制得的活性炭的孔结构和吸附性能.结果表明:半焦经碳酸钾/水蒸气联合活化可以得到微孔率为83％、比表面积为671.7 m2/g的活性炭,其苯酚吸附值达105.2 mg...     

不同预处理方法对活性炭孔结构的影响分析

分别采用酸碱、超声和碱性高温3种方法对活性炭进行预处理,通过扫描电镜(SEM)、低温液氮吸附(N2/77 K)及傅里叶红外光谱(FTIR),研究活性炭表面化学性质与孔结构的变化,并以碘吸附值分析活性炭吸附性能的变化,对比评价不同预处理方法对活性炭孔结构及吸附性能的影响。结果表明:超声预处理对活性炭的孔结构和吸附性能影响不大;碱性高温预处理使活性炭的比表面积和总孔容分别提高31.1%、76.1%,微孔与中孔比例增加,吸附性能增强;经酸碱预处理后,活性炭比表面积和总孔容分别提高26.4%、27.1%,中孔与大孔比例增加,其表面因KOH、HF的影响出现严重烧蚀,吸附性能不及碱性高温预处理的结果。综合考虑各种预处理效果如下:碱性高温酸碱超声,碱性高温预处理效果最优,使AC表面含氧基团增多,提高其对小分子物质的吸附能力。     

熔纺Kraft硬木木质素基活性炭纤维的活化工艺及性能研究

以熔融纺丝制备的Kraft硬木木质素纤维(HKL)为原料,经炭化得到木质素基炭纤维(HKL-CF),再采用水蒸气活化法制备了活性炭纤维(HKL-ACF),通过红外光谱仪和扫描电镜研究了水蒸气活化对活性炭纤维化学结构和表面形貌的影响,采用全自动物理吸附仪、X射线衍射仪和拉曼光谱仪等研究了活化时间、活化温度和活化水蒸气流量对所制备活性炭纤维的比表面积、孔结构和微晶结构的影响规律。研究表明,水蒸气活化处理提高了活性炭纤维中的C—O和C＝C结构含量;随着活化时间的延长,活性炭纤维的比表面积增大,且随活化温度和水蒸气流量的提高呈现出先增大后减小的趋势;晶粒尺寸随着活化时间和温度的提高,逐渐变小,纤维表面的石墨化程度随活化时间的增加,逐渐变大;活化温度800 ℃,活化时间4 h,水蒸气流量1 mL/min下制备的活性炭纤维的BET比表面积最高可达2 081.34 m²/g,总孔容最大为1.60 cm³/g。     

石油焦系活性炭2-甲基噻吩吸附性能研究

以石油焦为原料经高温炭化和水蒸气活化处理制备出石油焦基活性炭,经硝酸氧化处理后,采用静态吸附法测试了2-甲基噻吩在石油焦基活性炭上的吸附性能。研究结果显示,制备的活性炭比表面积高于800 m2·g-1,孔容大于0.45 cm3·g-1,经硝酸处理后比表面积和总孔容有所下降。样品经硝酸处理后,对2-甲基噻吩的饱和吸附量显著增加,硝酸处理40 min得到的活性炭对2-甲基噻吩的饱和吸附量最大。2-甲基噻吩在石油焦基活性炭上的吸附动力学均遵循拟二级动力学模型,饱和吸附量随吸附温度的增加而减小,热力学上表现为放热,熵减且是自发进行的过程。     

吸附法回收油气的研究

分别以活性炭和活性炭纤维为吸附剂吸附回收油气,比较了两者油气吸附性能的差异,研究结果表明:在相同的吸附条件下,活性炭纤维对油气的穿透吸附量为114.0mg/g,明显大于活性炭对油气的穿透吸附量(71.8 mg/g),而且活性炭纤维床层的最高温升仅为4.7℃,低于活性炭床层温升(12.0℃);活性炭纤维对油气的吸附速率快、穿透时间短,但是能处理的油气的浓度小;活性炭重复利用18次后失活,活性炭纤维利用20次后失活.     

油气/水蒸气在TMCS改性MIL-101(Cr)上的吸附性能研究

采用三甲基氯硅烷(TMCS)对MIL-101(Cr)进行表面改性处理以改变材料的疏水亲油性能,经XRD、FT-IR、N2吸附和脱附、表面羟基滴定等表征证明TMCS分子通过与MIL-101(Cr)表面羟基缩合进入骨架。采用C5~C7正构烷烃模拟油气组份,测试了MIL-101(Cr)和TMCS-MIL-101(Cr)的油气和水蒸气的静态吸附性能,并考察了相对湿度对油气动态吸附性能的影响。结果表明,25℃下C5~C7正构烷烃以及水蒸气在TMCS-MIL-101(Cr)上静态吸附量分别为0.433、0.510、0.464和0.233 g?g?1,与MIL-101(Cr)相比TMCS-MIL-101(Cr)的C5~C7正构烷烃静态吸附量较高,水蒸气静态吸附量较低;根据穿透曲线计算,在相对湿度97%时TMCS-MIL-101(Cr)对C5~C7正构烷烃的动态吸附量为相对湿度0%时的80%以上。改性后材料的油气静态吸附性能提升明显,且水蒸气对TMCS-MIL-101(Cr)油气吸附影响较小。     

热解活化法制备高吸附性能椰壳活性炭

以椰壳为原料,采用高温直接热解活化法制备高吸附性能活性炭。研究了活化温度、活化时间对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明,活化温度为 900 ℃,热解活化时间为 8 h,升温速率为 10 ℃/min,制得碘吸附值为 1 628.54 mg/g,亚甲基蓝吸附值为 375 mg/g 的高吸附性能椰壳活性炭,得率为 9.41 %。氮气吸附实验结果表明,该活性炭比表面积 1 723 m²/g、总孔容积 0.87 cm³/g、微孔容积 0.68 cm³/g、中孔容积0.18 cm³/g、平均孔径 2.03 nm。热解活化制备的椰壳活性炭样品性能优于市售水蒸气法椰壳净水活性炭国家标准。     

不同活化法制备的焦化除尘灰基活性炭的性能比较

采用焦化除尘灰为原料,分别用水蒸气和KOH为活化剂制备焦化除尘灰基活性炭,并对所制的活性炭进行碘吸附值、BET比表面积、孔径分布、孔容以及表面形貌测试。实验结果表明,采用KOH活化法制备的活性炭吸附性能强于采用水蒸气活化法制备的活性炭。氢氧化钾活化法制备的活性炭为中孔孔型,BET比表面积达275.51 m2/g。     

水蒸气活化法制备长柄扁桃壳基介孔活性炭的研究

以沙漠治理树种长柄扁桃的种壳为原料,采用水蒸气活化法制得了介孔发达的活性炭,并研究了炭化温度、活化温度、活化时间、水蒸气用量对活性炭吸附性能及产率的影响。结果表明：在炭化温度600℃、活化温度850℃、活化时间60 min、水蒸气与炭化料的质量比为6：1的最佳工艺条件下,制得活性炭样品的产率为12%,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别达到1 175和315 mg/g,介孔率为60.9%,比表面积为1 127 m²/g,平均孔径2.6 nm,在吸附平衡时间为24 h时,活性炭对水溶液中头孢氨苄的吸附量高达245 mg/g,优于相同条件下制得的椰壳和核桃壳活性炭的吸附能力。     

球形活性炭的制备及其对低浓度丙酮的吸附

以苯乙烯、二乙烯基苯为原料,采用悬浮聚合法制备了凝胶型聚苯乙烯树脂球,经磺化、炭化、水蒸气活化,得到聚苯乙烯基球形活性炭(PACSs)。通过氮气吸附、二氧化碳吸附对球形活性炭的孔结构进行表征,采用固定床吸附探究其对低浓度丙酮的吸附性能。结果表明,球形活性炭的孔结构可以通过控制活化时间来调控,其比表面积和总孔容均随着活化时间的延长而增加,其中比表面积在789~2 022 m~2/g内可调,而微孔孔容所占比例(V_(micro)/V_t)和比表面积所占比例(S_(micro)/S_(BET))则随活化时间的延长先升高后降低。活化时间为1 h时,球形活性炭对丙酮具有最大吸附量。同时,孔径在0.4~0.5 nm的超微孔孔容是低浓度丙酮气体饱和吸附量的决定因素。     

硼酸活化粘胶基活性炭纤维的结构与性能研究

对硼酸活化制备的粘胶基活性炭纤维的结构、吸附性能进行了表征，结果表明经硼酸活化的活性炭纤维的孔结构为微孔为主，碳含量比较高，硼含量很低，杂质少、表面含有各种含氧基团，基体微晶有序性差。它对有机蒸气、六价铬、银离子和三价金离子有一定的（还原）吸附能力。对三价金的还原吸附量可达４５０～６９０ｍｇ／ｇ，在金等贵金属的分离回收方面有应用前景。     

水蒸气活化再生乙酸乙烯合成触媒载体活性炭

探讨了活化温度、活化时间、水蒸气流量对再生后活性炭吸附性能和得率的影响,得到了最佳工艺条件:活化温度1 000℃,活化时间60 min,水蒸气流量2.23 g/min。该工艺条件下再生活性炭的碘吸附值1 174.37 mg/g,亚甲基蓝吸附值200 mL/g,得率为62.87%。再生后活性炭的吸附指标达到国家一级品的标准,其中亚甲基蓝吸附值是国家一级品标准的2.22倍。同时,测定了该活性炭氮吸附,通过BET计算了活性炭的比表面积,通过密度函数理论(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1 254.51 m2/g,总孔容为0.592 6 mL/g。     

褐煤添加催化剂快速热解制取颗粒活性炭的研究

以某种褐煤为原料,添加钾、铁催化剂,在高温水蒸气介质下,采用落下床辐射炉快速热解工艺,可以高效率地制造浸提活性炭。详细地考察了催化剂种类,催化剂添加量以及热解温度对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明,在水蒸气介质存在下,褐煤添加催化剂快速热解是制取性能优良颗粒活性炭的一条途径,制得的活性炭不需要再活化,其表面积及吸附性能接近或超过某些商品活性炭。     

污泥-锯末混合ZnCl2活化制备活性炭

以城市污水厂二沉池污泥为主要原料、固体ZnCl2为活化剂,添加一定量锯末,在高温管式炉中采用化学活化法制备污泥活性炭,通过单因素实验考察了锯末添加率、盐料比、活化温度、活化时间对污泥活性炭吸附性能的影响. 结果表明,锯末添加量为20%、盐料质量比为2.0、活化温度为550℃、活化时间为15 min时,所得活性炭碘吸附性能最优,达679.25 mg/g;污泥活性炭具有发达的孔结构,其比表面积达609.68 m2/g,总孔容为0.51 cm3/g,平均孔径为3.51 nm.     

活性炭对汞离子的吸附动力学研究

以椰壳活性炭为原料,采用水蒸气法二次活化制备得到了微孔含量丰富的椰壳活性炭,其亚甲基蓝吸附值165 mg/g,碘吸附值1 090 mg/g。采用氮气吸附等温线对其比表面积和孔结构进行了表征。以氯化汞为污染目标物,考察了活性炭对于Hg2+的吸附性能。结果表明,活性炭对Hg2+的吸附量与其比表面积以及孔结构有关。吸附动力学实验表明活性炭吸附是一个快速吸附和缓慢吸附共存的双速过程,可以用Lagergren伪二级速率方程进行拟合;吸附等温线实验表明活性炭吸附Hg2+是一个放热的过程,属于单分子层吸附,符合Langmuir吸附等温式。     

微波辐射-水蒸气法制备烟杆基颗粒活性炭

研究了以烟杆废弃物为原料,炭化过程中所产生的木焦油为主的复合粘结剂,采用微波辐射-水蒸气法制备颗粒活性炭的可行性。探讨了微波功率、活化时间以及水蒸气质量流量对颗粒活性炭吸附性能和得率的影响。得到了微波辐射-水蒸气法制备颗粒活性炭的最佳工艺:微波功率700 W,活化时间40 m in,水蒸气质量流量1.70 g/m in。此工艺条件制得的颗粒活性炭,碘吸附值1 060.81 mg/g,亚甲基蓝吸附值175 mL/g,得率30.83%。同时,测定了该颗粒活性炭氮吸附,通过BET法计算了活性炭的比表面积,并通过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1 109.22 m2/g,总孔容为0.613 1 mL/g。     

改性活性炭去除水中的二甲基亚硝胺

针对日益严重的水污染,以饮用水中所含的致癌污染物二甲基亚硝胺(NDMA)为对象,选用木质素和椰壳两种商用活性炭作为吸附剂去除水中的NDMA,探索其吸附原理。通过低温氮气吸脱附技术、红外光谱、Boehm滴定和NDMA吸附等温线测绘,研究了惰性条件下高温改性过程中温度对活性炭孔结构、表面性能以及NDMA吸附性能的影响。结果表明:活性炭对水溶液中NDMA吸附性能远远高于分子筛,微孔有利于NDMA吸附;其吸附性能不但与孔结构相关,还受表面化学性质所制约。未改性处理时,由于水分子的竞争吸附,大多吸附位被水分子占据,同时NDMA以亚硝胺极性端被吸附,吸附量较小;改性处理后由于极性官能团的减少,活性炭疏水性增强,水分子吸附减少,NDMA多以甲基非极性端被吸附于微孔内,吸附量成倍增加。此外表面的醛或者酮结构也有利于NDMA吸附量的提高。     

乙二醇水混合溶剂改性活性炭负载Pd催化剂性能

本文研究了乙二醇水混合溶剂预处理温度对活性炭物理结构、化学性质及负载Pd催化剂性能的影响。结果表明:经过高温醇水蒸气预处理后,活性炭比表面积,孔容、孔径基本保持不变,当处理温度超过140℃时,活性炭表面的含氧基团羧基、酚羟基更加丰富,促进了钯离子的吸附及金属Pd在活性炭表面的分散。在N-苄基苯胺氢解反应中表现出更高的反应活性。     

活性炭对诺氟沙星吸附效果的研究

文章以诺氟沙星吸附量为指标,采用硝酸改性和高温热处理两种改性活性炭对诺氟沙星进行吸附研究。结果表明:活性炭对诺氟沙星的吸附主要发生在中孔,中孔孔容和中孔比表面积是影响吸附的主要因素;同时活性炭表面碱性基团量越多,吸附效果越好。硝酸改性不利于活性炭对诺氟沙星的吸附;高温热处理则有利于活性炭的吸附。