改性活性碳纤维对苯胺吸附特性分析

开展了等离子体改性活性碳纤维对苯胺吸附性能的理论和实验研究。通过改变等离子体改性功率和改性时间,探寻最佳改性条件;采用BET、XPS、FTIR、热重测试对改性前后活性碳纤维理化特性进行了表征分析。结果表明,在等离子改性功率为22W,时间为3min时为最佳改性条件;改性后的活性碳纤维对水溶液中苯胺的去除率可达79.3%,去除率提高了8%。微观上等离子体改性使得活性碳纤维表面含氧官能团含量增加,增强对溶液中苯胺的吸附效果。吸附实验结果表明,改性前后活性碳纤维对苯胺的吸附在溶液pH为6时,吸附效果最佳;但达到同一去除率时改性活性碳纤维的速度更快,并且平衡吸附容量也更大。采用准一级和准二级动力学模型对该吸附过程进行描述,其改性前后均用准二级动力学拟合效果更好,表明活性碳纤维结构的特殊性使其对苯胺的吸附以化学吸附为主。活性碳纤维的等离子体改性提高了其对水溶液中苯胺的吸附速度和容量,增强去除效果降低了苯胺对环境的危害。     

改性活性炭对低浓度二氧化硫吸附动力学模型研究

碱改性活性炭是一种广泛应用于半导体工业和数据中心净化室内吸附二氧化硫的高效材料,但是鲜有针对符合真实建筑环境的低浓度二氧化硫吸附实验及动力学模型进行研究。首先研究了氧化铜-氢氧化钾改性活性炭（CuO-KOH@AC）、氢氧化钾改性活性炭（KOH@AC）、氢氧化镁改性活性炭[Mg（OH）₂@AC]等3种碱改性活性炭在温度为25 ℃、相对湿度（RH）为50%、二氧化硫质量浓度为2 612 mg/L条件下对二氧化硫的吸附性能,结果显示碱改性活性炭对二氧化硫的吸附能力受碱负荷量的影响更多。然后测定了CuO-KOH@AC在二氧化硫质量浓度为522~13 400 mg/L的吸附等温曲线实验值,验证了Langmuir模型、Freundlich模型、Dubin-Radushkevich（D-R）模型的有效性,其中Freundlich模型在低二氧化硫浓度条件（二氧化硫质量浓度为522 mg/L,误差为-12.18%）下拟合效果最好。CuO-KOH@AC在二氧化硫质量浓度为2 612 mg/L、不同RH（1%、50%、75%）条件下的吸附实验表明,RH增加能够促进二氧化硫在吸附剂表面的吸附。傅里叶变换红外光谱对CuO-KOH@AC吸附二氧化硫后的分析表明,吸附剂表面的吸附物种为—SO₃（或SO₄^2-）和—SO₂。X射线光电子能谱对CuO-KOH@AC吸附二氧化硫后的分析结果显示,吸附剂表面S⁶⁺形态占80%~90%,其比例随着RH的增加而增加。CuO-KOH@AC最终以SO₄^2-形式吸附气态二氧化硫,吸附过程以化学吸附为主。     

活性碳纤维化学改性的研究进展

介绍了活性碳纤维的结构特点及表面化学组成,综述了近年来活性碳纤维化学改性的国内外研究进展,并阐述了活性碳纤维化学改性今后的研究方向。     

中孔活性碳纤维及其吸附特性

活性碳纤维具有丰富的有效吸附孔,孔径分布窄,吸脱行程短,吸脱速度快,吸附容量大。是,一般活性碳纤维的孔径较小,限制了对大分子的吸附,使其应用受到一定限制,近年来,科学工作者进行了中孔型活性炭纤维的研制,以拓宽其应用领域,本文着重阐述了中孔活性碳纤维的制造方法及其吸附特性。     

活性碳纤维对硝基酚的吸附行为和应用研究

研究了粘胶基活性碳纤维(ACF)在水溶液中对硝基酚的吸附行为,包括ACF对硝基酚的吸附等温线、吸附容量、再生方法、吸附和再生速率、对硝基酚的吸附选择性等。结果表明:ACF对硝基酚的吸附容量达到664mg g,该吸附是一个可逆过程,吸附和解吸速率快;采用质量分数10%的NaOH作再生剂,可以恢复吸附能力,重复进行吸附-再生过程,ACF的吸附容量不变,对硝基酚的回收率均>90%。对进水硝基酚质量浓度为9790mg L的废水,吸附处理后出水浓度达到一级排放标准,同时可以回收硝基酚。     

活性碳纤维对苯胺的吸附性能研究

采用静态吸附法探究活性碳纤维对苯胺溶液的吸附能力,探讨了在不同的吸附时间、不同质量的活性碳纤维、不同初始浓度的苯胺溶液和不同p H值、盐效应、温度等条件下对吸附效率的影响,同时探讨了颗粒活性炭对苯胺溶液的吸附能力。研究结果表明,活性碳纤维对苯胺溶液具有良好的吸附效果,即使在常温下,活性碳纤维对苯胺都具有较高的吸附效率,而盐的质量分数也会提高其吸附效率,对实际应用有参考价值;相同质量的颗粒活性炭对苯胺溶液的吸附效果不及活性碳纤维。     

活性碳纤维吸附法脱蜡降浊点的研究

探讨了活性碳纤维对润滑油基础油脱蜡降浊点的工艺,考察两种不同比表面积的活性碳纤维在不同温度和不同空速条件下对浊点降低效果的影响和穿透量。结果表明,空速1 h-1,温度50℃,比表面积1 800 m2/g的活性碳纤维浊点降低效果最好,下降的总温度可达10℃。当吸附的基础油体积达到脱蜡塔体积的23倍时,活性碳纤维被穿透。SEM、BET等分析结果表明,比表面积1 800 m2/g的活性碳纤维的孔容、孔径比1 000 m2/g的活性碳纤维大,其表面具有更多的活性位点,更有利于蜡烃组分的吸附。通过尿素络合法分析吸附前后基础油的烃类组成情况,正构烷烃的质量分数由20%下降至10%。气相色谱仪分析吸附前后正十二烷与异构十六烷含量的变化证明,活性碳纤维对正构烷烃具有选择性吸附。     

活性碳纤维对甲醛吸附转化性能的研究

用对胺基苯甲酸(PABA)浸渍粘胶基活性碳纤维(Rayon-ACF)和聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACF),考察了两者对甲醛吸附性能的差异。结果表明:PAN-ACF和Rayon-ACF经PABA溶液浸渍处理后,样品中的N含量都明显提高,但其比表面积、微孔容积和总孔容都有所下降;不过对甲醛溶液蒸汽的吸附容量都明显提高。这主要是归因于浸渍处理后样品中-NH2的增加,进而由于化学吸附而使得对甲醛吸附量增加。Rayon-ACF样品的甲醛吸附容量远高于PAN-ACF样品,这可能同Ray-on-ACF样品有较多表面含氧官能团以及较大的微孔容积有关。甲醛在ACF的微孔空间中易于形成高凝缩的三聚甲醛,从而其吸附容量相应提高。     

表面改性碳纤维对肼类废水吸附研究

利用化学方法对碳纤维(ACF)表面进行改性,研究改性活性碳纤维对偏二甲肼废水的吸附效率。结果表明,经化学改性后活性碳纤维对偏二甲肼废水的吸附效率提高,其中以HNO_3改性的活性碳纤维对UDMH的去除率达到87.2%,且解析效果良好。     

不同原料基活性碳纤维的结构及吸附特征研究

采用Ｘ－射线衍射，ＳＥＭ和ＢＥＴ比表面分析仪，探讨了不同原料（聚丙烯脂，聚乙烯醇，粘胶，天然纤维和沥青碳纤维）基活性碳纤维的结构和吸附特征。实验表明，所制备的活性碳纤维都具有大致相同的乱层石墨结构，其微晶参数Ｌｃ，Ｌａ和ｄ值分别为１．０～１．２，３．９～５．０，０．３８～０．４０ｎｍ，微晶尺寸越小，活性碳纤维（ＡＣＦ）的比表面积越大。ＡＣＦｓ的表面形态都不相同且基本保持着原料纤维的形态，ＡＣＦｓ对有机物苯的吸附量与纤维的比表面积成正比，但对Ａｇ~＋的吸附则与比表面积关系不大，此外，吸附还原在ＡＣＦ上的Ａｇ粒形态与ＡＣＦ的表面形态有关，ＮＡＣＦ和ＡＡＣＦ上吸附的Ａｇ粒尺寸小于３００ｎｍ。     

载二氧化硫活性炭微波辐照解吸研究

研究了微波辐照不同操作条件(微波功率、载气流量、饱和活性炭量、再生时间、再生次数)对活性炭再生的影响,并提出了最优操作工况,同时对后续研究的重点提出了建议,最后对解吸机理进行了探讨。     

热改性活性炭纤维对甲苯的吸附和分形分析

在氮气气氛中,N2的流量为100 mL/min,分别在450℃和950℃并均加热30 min制备了活性炭纤维的热改性样品,分别改性样品记为ACF1和ACF2。分别考察了未改性样品ACF0和改性样品ACF1及ACF2对低浓度甲苯的吸附等温线。基于甲苯吸附等温线,利用Mandelbrot分形理论对3种ACF样品进行了分形维数(Df)的分析,计算得到3种ACF样品的Df值分别为Df,0=2.542 5,Df,1=2.569 2,Df,2=2.573 4,从分形理论角度解释了热改性改善ACF吸附性能的原因。最后通过对ACF样品的表征数据验证了试验结果和ACF结构分形分析的正确性。     

氯苯酚在活性炭纤维上吸附平衡的研究

研究了水溶液中氯苯酚在活性炭纤维上的吸附平衡,实验探讨了反应温度、溶液pH值对活性炭纤维吸附平衡的影响。实验结果表明,平衡吸附量随着温度降低而升高;当pH值<7时,平衡吸附量几乎不随溶液的pH值而变化,而当pH值>7时,氯苯酚在活性炭纤维上的平衡吸附量随着pH值的增加而减小,pH值愈大,平衡吸附量减小的愈快。分别采用Langmuir模型和Freundlich模型描述吸附平衡等温线,在实验范围内Langmuir模型与实验数据吻合较好。     

活性炭纤维的吸附性能研究与应用

介绍了活性炭纤维的生产原料和工艺,阐述了活性炭纤维在物理吸附性能和化学改性后吸附性能的研究进展,指出活性炭纤维在废气、水处理、催化、医学领域、电子工业等领域有广泛的应用,并对活性炭纤维的发展前景进行展望。     

硝酸改性活性炭吸附双酚A的实验研究

采用硝酸氧化法对活性炭(AC)进行改性,考察改性前后活性炭的孔面结构与表面性质的变化,并进行双酚A吸附特性的对比。BET分析表明,改性后活性炭(MAC)虽然比表面积减小,但总孔容增大,平均孔径也由改性前的1.87nm增大到2.01nm。FTIR分析表明,MAC的表面引入羧酸等含氧基团,减少了醌基等基团。AC的双酚A的平衡吸附量约为3.72mg/g,且随初始浓度的增大,吸附量变化不大,而MAC对双酚A的平衡吸附量随初始浓度增大而明显增大,当溶液初始浓度为100mg/L时,最大吸附量在5.78mg/g左右。说明硝酸改性活性炭更利于对双酚A的吸附。     

活性炭纤维的研究进展

介绍了活性炭纤维的特点,阐述了活性炭纤维在处理大气污染物、废水,以及作为催化剂和催化剂载体方面的研究进展,指出活性碳纤维的表面改性是提高活性炭纤维品质的重要途径.对我国活性炭纤维的发展前景进行了展望,认为应注重研究和开发活性发纤维优良的导电性、耐热性、耐高温等方面特定功能特性.     

用活性炭纤维吸附回收废气中环己烷

采用活性炭纤维吸附回收装置处理含环己烷废气。综述了废气处理要求、工艺流程、装置操作参数和安全保障及吸附剂的选择等。现场生产数据表明,该工艺装置处理含环己烷废气,环己烷的吸附效率大于99%,具有很好的经济前景。     

PAN基活性炭纤维研究及展望

综述聚丙烯腈（ＰＡＮ）基活性炭纤维（ＡＣＦ）的基本性能、应用及未来展望。     

改性活性炭处理含酚废水的研究

分别采用高温、超声波、化学试剂、掺杂壳聚糖方法对活性炭进行了改性处理,并将其用于含酚废水的处理。结果表明:四种改性处理方法的效果依次为掺杂壳聚糖改性>化学试剂改性>高温改性>超声波改性;当壳聚糖与活性炭的掺杂比例为1∶6时,最大吸附量达到67.1 mg/g,与未改性前的最大吸附量相比提高了116.2%。     

粘胶基活性炭纤维在水深度处理中的应用研究

分别用粉状活性炭、粒状活性炭和粘胶基活性炭纤维处理污水处理厂出水。通过对水中COD、氨氮、浊度、pH值等指标进行对比实验,初步研究结果表明,活性炭纤维的吸附速率最快,达到吸附平衡所用时间最短,对水中COD吸附容量达124．6mg／g,浊度的去除率为83％,但对氨氮、pH值无明显吸附效果。