活性炭纤维脱硫的催化特性研究

将活性炭纤维对不同组成气体的吸附性能进行了比较，结果证明在有O2和H2O存在的情况下．活性炭纤维的吸附量大大增加；通过对脱硫前后活性炭纤维的红外光谱扫描，证明活性炭纤维脱硫后其表面存在SO4^2-，气体中的SO2被氧化成了SO3；对活性炭纤维脱硫温度的研究表明，随着温度的增加，活性炭纤维的脱硫速率增加，这符合催化反应的规律；通过对ACF连续动态脱硫过程的研究表明ACF表面活性位在催化循环中能够获得再生。以上研究证明活性炭纤维脱硫过程具有催化反应特性，确实存在催化反应过程。     

氮表面修饰活性炭纤维的脱硫性能

为了研究氮表面修饰活性炭纤维脱硫性能,将活性炭纤维（ACF）浸渍在不同浓度尿素溶液中,然后在不同温度下进行热处理,对ACF进行含氮官能团表面修饰改性处理。评价了其脱除模拟烟气中二氧化硫的性能,并通过SEM、XPS和TG等手段研究了改性处理对ACF的表面含氮官能团的影响。实验结果表明：热处理温度为750℃、尿素溶液浓度为2.4mol/L制备条件下得到的样品具有最佳脱硫性能, 其平台阶段脱硫效率达到了60%;浸渍尿素热处理改性ACF可以增加表面含氮官能团的数量,其中对脱硫性能起主要作用的吡啶氮增加最多,含量是未改性的近5倍。     

活性炭纤维对凝结水中 Fe3＋的吸附研究

通过静态吸附和动态吸附实验,考察了活性炭纤维（ ACF）对Fe3＋的吸附性能,研究了不同实验条件下的动态吸附穿透曲线;通过扫描电镜,观察了吸附前后ACF的表面形貌。结果表明：ACF对Fe3＋的吸附既有物理吸附又有化学吸附;随着ACF比表面积增大或吸附溶液温度升高,对Fe3＋的吸附容量增大;动态吸附时,当流速为10 mL／min,最有利于出水达标。     

TiO_2/ACF催化剂的制备、表征及对水中甲基橙的降解

以TiCL4、氨水、吐温80为主要原料,分步水解法制备出混晶纳米二氧化钛分散乳液,采用XRD、TEM等分析手段,对乳液的物相、形貌进行了表征。选用活性炭纤维(ACF)为载体,浸渍提拉法制备出混晶型TiO2/ACF光催化剂,采用SEM,EDS等分析手段,对薄膜的表面形貌和成分进行了分析。在可见光下研究了影响甲基橙降解效率的因素,结果表明,在最佳实验条件下,日光照射30 min后对甲基橙溶液的降解率为94.6%,混晶纳米二氧化钛在可见光下的光催化活性明显。     

新型ACF可见光催化剂的制备与比较机理研究

利用水合肼还原法制备Cu2O,并向溶液中投入TiO2粉末的方法制备的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-1),与经过水合肼还原法制备的Cu2O,溶胶凝胶法制备的Ti O2混合的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-4),在反应设备中进行吸附脱除NO实验对比,证明前者吸附效率高而选择ACF-1进行下一步调整,水合肼还原法制备Cu2O过程中,先后对TiO2投入量的不同,和ACF负载时间不同进行调节,在反应设备中进行脱除NO实验,最后选定由Ti:Cu=0.5:1,负载时间为50min条件下制备的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-1),并对ACF-1与ACF-4进行XPS表征,分析改性前后ACF表面元素含量和官能团的变化。研究表明,改性后ACF表面官能含量增加,增强了ACF对NO吸附能力,使脱硝效率达61%。     

负载型TiO2/ACF光催化剂的制备及同时脱硫脱硝实验研究

选用活性炭纤维(ACF)为载体,浸渍提拉法制备出负载型TiO2/ACF光催化剂,采用扫描电镜(SEM)、X-射线能谱(EDS)等分析手段,对薄膜的表面形貌和成分进行了分析。研究了浸渍时间、浸渍液浓度和浸涂次数对TiO2负载量的影响,发现影响TiO2负载量的主要因素是浸渍液浓度和浸涂次数,而浸渍时间对负载量的影响不明显。利用该催化剂进行了光催化同时脱除SO2和NO实验,在最佳实验条件下,SO2脱除效率为97.5%,NO脱除效率为49.6%。     

ACF氮等离子体改性对负载型TiO2催化剂光催化性能的影响

为了解载体表面改性对负载型光催化剂表面活性的影响,采用氮等离子体对活性炭纤维表面进行改性,并以钛酸四丁酯为前驱体,水解法负载TiO2,制备了复合光催化剂。通过扫描电子显微镜观察了复合光催化剂的表面形貌;用氮气吸附法比较了活性炭纤维表面改性前后负载TiO2样品的比表面积和孔隙分布的情况;利用XPS测试分析了利用改性前后活性炭纤维负载TiO2的复合光催化剂表面的化学结构。结果表明,载体表面改性前后获得的复合光催化剂样品具有相似的形貌和孔隙结构;而载体经表面改性后获得的复合光催化剂表面吸附氧物种量提高了近3％,用其光催化净化浓度为20mg／m^3的甲醛气体400min,甲醛的降解率达98％以上。     

低温等离子体吸附两段式系统降解硫化氢

为了克服单一低温等离子体(NTP)降解硫化氢(H₂S)能耗高和副产物排放的问题,采用低温等离子体活性炭纤维(ACF)吸附两段式系统降解硫化氢,考察不同充电电压两段式系统与单一低温等离子体系统对H₂S降解率及副产物的影响,分析低温等离子体与活性碳纤维协同降解硫化氢的机理.研究表明：两段式系统能够显著提高H₂S的去除率、降低能耗、去除副产物,并能延长ACF的穿透时间,增加吸附反应H₂S的容量.当气体流量达到11.8 m³/h、充电电压为6 kV时,两段式系统能使H₂S的去除率提高15%,能耗节省26.5%,ACF能够有效地去除SO₂和O₃,在ACF穿透前气流出口检测不到污染物;当充电电压从3 kV升高到7 kV时,ACF的穿透时间延长2到16倍.     

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.     

化学改性强化活性炭纤维吸附重金属离子

为提高活性炭纤维(ACF)对水中重金属离子的吸附性能,采用两种不同改性方法对ACF进行改性处理,比较其对水中Pb(II)、Cu(II)和Co(II)的竞争吸附效能,并对改性前后ACF表面的物理化学特征变化进行分析.结果表明:改性ACF均具有较大的比表面积和孔容积;HNO3及Fe改性后ACF结晶程度较未改性ACF有所降低,且Fe改性ACF具有明显的Fe衍射峰.ACF对重金属离子吸附速率较快,60 min吸附基本达到平衡,HNO3及Fe改性ACF的吸附平衡时间有所增加.初始p H变化直接影响ACF对Pb(II)、Cu(II)和Co(II)的去除效果.3种ACF对重金属离子的亲和力顺序均为Pb(II)Cu(II)Co(II),随着平衡质量浓度的增加,其对Pb(II)和Cu(II)的吸附量增大,而对Co(II)的吸附量呈先增加再下降趋势.Langmuir和Freundlich模型均能较好地描述竞争吸附中Pb(II)和Cu(II)离子的吸附过程,但不能有效模拟Co(II)离子的吸附过程.     

改性活性炭纤维在含磷废水中的应用

为了提高活性炭纤维(ACF)对水体中磷的吸附性能,采用硫酸亚铁溶液对其进行改性,并用正交实验法分析得到最佳改性条件为：pH值为3,FeSO₄·7H₂O的质量浓度为100kg/m³,FeSO₄·7H₂O和ACF的质量比为2.5,反应时间3h.将改性后的ACF对模拟含磷废水进行静态吸附,测定了吸附等温线,研究了吸附时间、投加量、pH值对处理效果的影响,实验结果表明,改性后ACF对磷的吸附效果较好,去除率可以达到99%.     

负载铁锰氧化物的活性炭除砷酸盐的性能研究

为了提高活性炭对水中的砷酸盐的去除能力,采用共沉淀法制备了2种负载铁锰氧化物的改性活性炭(FM-GAC-1,FM-GAC-2).测定了2种改性活性炭表面的零点电荷、酸碱官能团以及金属溶出量.研究2种改性活性炭去除五价砷的吸附等温线和反应动力学,考察pH值、水中共存离子对其去除五价砷的影响.结果表明,FM-GAC-1和FM-GAC-2表面的零点电荷分别为6.7、6.0;酸性官能团的含量分别为2mmol·g-1、1.667mmol·g-1,碱性官能团的含量分别为1.3mmol·g-1、2.06mmol·g-1;pH值在近中性时金属溶出率最低.在25℃时,FM-GAC-1和FM-GAC-2对五价砷的吸附容量分别为28.87mg·g-1和30.32mg·g-1,随着温度的升高,吸附容量略有下降.吸附速率采用拟二级反应动力学拟合效果最好,化学反应步骤是改性活性炭除砷的限速步骤.pH值偏酸性有利于吸附的进行,水体中SiO32-、PO43-对两者吸附砷酸盐有显著影响.     

微孔活性炭纤维的制备及性能研究

以沥青基炭纤维为原料,采用（H2O＋CO2）物理活化的方法制备出微孔活性炭纤维（ACF）,研究了制备工艺对活性炭纤维微孔结构及性能的影响.结果表明：活化温度和时间对活性炭纤维比表面积影响较大;随着活化温度的升高,活性炭纤维的比表面积明显提高;在一定温度下活化时,活化初始阶段比表面积增加较快,活化一定时间后比表面积升高趋势变缓.铵盐浸渍处理加快了活化反应的进行,使活性炭纤维比表面积明显升高,孔径增大.     

微波再生对颗粒活性炭吸附性能的影响

采用正交试验,研究了颗粒活性炭(GAC)微波再生的最佳条件,考察了再生后GAC的孔径与表面官能团的变化.以十二烷基苯磺酸钠和腐植酸为吸附质,对比了GAC再生前后的吸附效果.结果表明:再生影响因素依次为微波功率、微波时间、载气速率,最佳条件为微波功率730,W,微波时间180,s,载气速率0.54,L/min;随着再生次数的增加,碘值减小,亚甲基蓝值增加;以N2为载气,再生后GAC的碱性官能团数量增多.再生GAC对有机物的吸附容量减少.     

Adsorption characteristics of carbon tetrachloride from aqueous solution onto polyacrylonitrile-based activated carbon fiber

The isotherm, mechanism and kinetics of carbon tetrachloride (CT) adsorption by polyacrylonitrile-based activated carbon fiber (PAN-ACF) were investigated in batch reactors and a continuous flow reactor, and the regeneration of PAN-ACF was also studied. Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) adsorption equations can well describe the adsorption isotherm. CT is mainly adsorbed on the exterior surface of PAN-ACF with low boundary layer effect and rate-controlling step of intra-particle diffusion. The adsorption dynamics in the batch reactor well fits with the pseudo-first-order model, and the breakthrough curves in the continuous flow reactor can be well described by the Yoon-Nelson model. The ACF can be recycled through thermal regeneration, whereas the adsorption capacity decreases from 7.87 to 4.98 mg/g after the fourth regeneration. 78%–94% of CT can be removed from the wastewater of a fluorine chemical plant on a pilot scale, which confirms the efficacy of ACF under industrial conditions. The results indicate that PAN-ACF is applicable to CT removal from wastewater.     

粘胶基活性炭纤维净化酸性染液废水研究

以真丝绸染色用弱酸性艳蓝A模拟染液废水为净化对象,研究粘胶基活性炭纤维（ACF）对该染液废水的净化效果．研究表明：ACF投加量、光照、染液pH对净化效果均有影响;在可见光照射条件下,ACF投加量为0．5g、染液pH值为2时,ACF对浓度为40mg／L的该染液废水的净化效果最好,反应8h后,净化率可达96％．     

苯乙烯和四氯化碳合成肉桂酸

通过浸渍法制备了CuCl/γ-Al₂O₃ 和CuO/γ-Al₂O₃ 催化剂。在CuCl/γ-Al₂O₃ 和CuO/γ-Al₂O₃ 分别与吡啶组成的催化体系中, 苯乙烯和四氯化碳发生加成反应, 生成1,3 , 3, 3-四氯丙基苯(I)。当CuCl/γ-Al₂O₃ 和CuO/γ-Al₂O₃ 最佳活化温度分别为650 ℃和750 ℃, CuCl 和CuO 的负载质量分数分别为20.0 %和10 .0%时,1, 3, 3 , 3-四氯丙基苯(I)的收率分别为62.8%和70.3%。在对甲苯磺酸-硫酸、FeCl₃·6H₂O、Fe₂(SO₄)₃·7H₂O、ZnCl₂ 和硫酸锌等酸性催化剂存在的情况下, 1, 3 , 3, 3 -四氯丙基苯(I)在醋酸溶液中水解生成肉桂酸(II), 收率分别为87.0 %、48.0%、84 .4%、77 .4%和87 .1%。1, 3 , 3, 3 -四氯丙基苯(I)和肉桂酸(II)的纯度为96 .0%～ 99.0 %。     

臭氧处理工业废水新进展

介绍了臭氧处理工业废水技术的国内外研究状况及最新进展,以及超声波、紫外线、H2O2和活性碳等与臭氧联用等强化技术,充分展示了臭氧及其联用技术在水处理工业中具有操作简单、处理效果好、无二次污染等优点,说明了该技术在水处理领域具有广阔的应用前景.     

活性炭低温氧/氮等离子体表面改性的研究

利用低温氧、氮等离子体将商品活性炭进行表面改性,采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和电位滴定法分析、测定改性前后活性炭表面官能团的种类与数量.结果表明,同功率下P-O2改性时活性炭烧失率远比P-N2改性的高;在P-O2改性过程中,活性炭烧失率随等离子体发生功率的增大而升高,而在P-N2改性过程中,活性炭烧失率随着等离子体发生功率的变化有一峰值,该峰值在低功率范围内随功率的增大而增大,在高功率范围内随功率的进一步增大反而降低.活性炭经P-O2改性在炭表面上引入了大量的含氧官能团,经P-N2改性的活性炭随着活性炭表面改性强度的提高,表面含氧酸性官能团逐渐减少,含氮官能团逐渐增加,获得了富含硝基、胺基和酰胺基的活性炭.     

炭纤维载体表面快速固着机理研究

采用炭纤维作为生物膜载体材料进行了污水处理实验,对炭纤维载体表面快速固着机理进行了研究。研究发现,炭纤维能够在水中快速且大量的固着活性污泥微生物。采用表面积测定仪、扫描电镜和XPS研究了炭纤维的表面特征。结果显示,炭纤维的表面形貌、表面官能团及表面活性碳原子是影响炭纤维表面微生物快速且大量固着的主要因素。