纤维素基多孔炭的制备及其用于CO2吸附与分离的研究

多孔炭被广泛用于气体吸附与分离、空气和水的净化、催化等领域。以生物质为原料制备多孔炭将为开发功能多孔材料提供一种绿色、可持续的路径。总结了近年来以纤维素为原料合成多孔炭的研究进展,并着重介绍了纤维素基多孔炭在CO_2吸附与分离等领域的应用。     

莲杆基生物炭吸附CO2的性能研究

以莲杆为前驱体,制备了莲杆基生物炭,采用BET、TG进行了表征分析,通过吸附实验,探究了不同条件下生物炭对CO_2的吸附性能。结果表明,碳化过程中,升温速率、碳化温度对生物炭的比表面积、孔体积有较大影响,5℃·min~(-1)的升温速率下,1000℃下碳化的生物炭的比表面积最大,达378m2·g~(-1)。低温、低流速有利于CO_2的吸附,30℃、50m L·min~(-1)条件下,生物炭的吸附量可达74.98mg·g~(-1)。     

四乙烯五胺功能化有序介孔氧化铝的合成及其CO2选择吸附性能研究

以九水硝酸铝为铝源,非表面活性剂柠檬酸为模板剂,稀氨水为沉淀剂合成有序介孔氧化铝（ OMA）。以四乙烯五胺（ TEPA）为活性组分,采用物理浸渍将其负载到OMA的内孔及比表面上,制备出氨基功能化的OMA用于CO2的选择吸附研究。采用XRD、BET和TEM对合成的吸附剂进行表征,通过自制的固定床反应器测量穿透曲线的方法研究其对CH4／CO2混合气的吸附分离性能。分别考察了负载量和吸附温度对吸附性能和分离因子的影响。结果表明,TEPA负载量为50％的吸附剂、吸附温度为70℃时对CO2吸附量最大,为2．598 mmol／g,TEPA／OMA经过10次吸附-脱附循环后,其吸附性能变化较小,仅下降了8．65％,具有较好的循环稳定性。     

具有发达中孔的多孔炭材料的研究进展

本文综述了国内外在调控多孔炭材料孔径分布，特别是提高其中孔率方面的研究进展，着重介绍了催化活化、界面活化、混合聚合物炭化、有机凝胶炭化、铸型炭化等孔径调控技术及其孔结构形成机理。为控制多孔炭材料的孔径大小和分布，提出其中孔容积（率）和吸附性能提供了理论和实验依据。     

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。     

CO2活化对含铁沥青基炭球中孔形成的影响

研究了含铁沥青基炭球在ＣＯ２中的活化反应,结果表明,在９００℃下含铁沥青基炭球在ＣＯ２中的活化反应速度比水蒸气中的活化反应速度慢．在活化收率相近的情况下,经ＣＯ２活化所得的沥青基球状活性炭比水蒸气活化所得的沥青基球状活性炭中孔比例高．随ＣＯ２活化时间的延长,所得沥青基球状活性炭的中孔孔径变大．高温短时间的ＣＯ２活化更有利于所得沥青基球状活性炭中孔比例的提高．     

中孔炭对葡萄叶中白藜芦醇静态吸附性能的研究

本研究以中孔炭为吸附材料,吸附葡萄叶中的白藜芦醇。通过静态吸附实验,研究其吸附机理。结果表明,Langmuir和Freundlich方程均可以较好地表述中孔炭对白藜芦醇的吸附;中孔炭对白藜芦醇的吸附符合二级动力学模型(R²>0.99),外扩散和粒子内扩散共同控制吸附过程;中孔炭对白藜芦醇的吸附是自发进行的吸热反应(ΔH<0,ΔG<0),且混乱度增加(ΔS>0)。研究为中孔炭在白藜芦醇的纯化应用方面提供了理论依据,以期为吸附法纯化白藜芦醇提供新的吸附剂。     

中孔炭对葡萄叶中白藜芦醇静态吸附性能的研究

本研究以中孔炭为吸附材料,吸附葡萄叶中的白藜芦醇。通过静态吸附实验,研究其吸附机理。结果表明,Langmuir和Freundlich方程均可以较好地表述中孔炭对白藜芦醇的吸附;中孔炭对白藜芦醇的吸附符合二级动力学模型(R~2>0.99),外扩散和粒子内扩散共同控制吸附过程;中孔炭对白藜芦醇的吸附是自发进行的吸热反应(ΔH<0,ΔG<0),且混乱度增加(ΔS>0)。研究为中孔炭在白藜芦醇的纯化应用方面提供了理论依据,以期为吸附法纯化白藜芦醇提供新的吸附剂。     

中孔炭材料的制备及吸附性能的研究

以正硅酸乙酯为模板硅源，酚醛树脂为炭前驱体，运用模板法制备了中孔炭材料。并用红外光谱（FT—IR）、扫描电镜（SEM）、低温N2自动吸附、甲醛和VB12饱和吸附等对样品形貌、孔结构和吸附性能进行了研究。结果表明：制备的炭材料孔径集中分布在2-7nm左右，且中孔孔隙率达到74．6％，比表面积达到1012m^2／g；材料对VB12大分子有较好的吸附性能。表明通过控制正硅酸乙酯的水解条件能制备孔径集中的中孔炭材料。     

介孔SiO2吸附CO2的性能研究

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,端氨基聚氧化丙烯醚（D2000）为模板剂,在水和乙醇的混合溶液中合成了蠕虫状介孔结构的介孔SiO₂（记为MSU-J）。采用物理浸渍的方法利用四乙烯五胺（TEPA）改性介孔MSU-J。采用红外、N₂吸附/脱附、元素分析表征改性介孔SiO₂。红外测试表明,经过物理浸渍可以将有机胺负载到介孔SiO₂上。N₂吸附/脱附试验表明,经过氨基修饰后,介孔SiO₂的介孔结构没有发生变化,但是介孔的孔容、孔径以及比表面积随着氨基浸渍量的增加而减小。在25℃和45℃,0.1 MPa下的纯CO₂吸附试验表明,氨基改性材料对CO₂吸附效果明显提高。当浸渍量为20%、吸附条件为25℃/0.1 MPa时,吸附量达到最大值138.6mg/g。当氨基含量继续增加时,吸附量反而降低。循环性试验表明,制备的吸附剂具有良好的循环性能,循环使用6次,材料的吸附量下降很少。     

超临界CO2-大孔树脂分离纯化葡萄籽中原花青素

将超临界流体萃取技术与大孔树脂吸附技术优化结合,从葡萄籽中提取葡萄籽油和原花青素,形成高效提取、纯化原花青素的集成一体化工艺.首先,采用超临界CO2从葡萄籽中提取葡萄籽油,将萃余物通过水醇溶液提取和加醇沉淀技术粗提原花青素,再从五种大孔吸附树脂筛选出适合吸附分离原花青素的树脂,并考察影响吸附分离工艺的八种因素,总结优化工艺.通过此方法分离得到的原花青素经UV法分析原花青素含量97.82%,总提取率为4.88%.     

氧化铈负载生物炭对CO2吸附研究

采用水热法制备氧化铈负载在生物炭上的催化剂材料,负载量为生物炭物质的量的20％.通过XRD、Raman研究了氧化铈的晶体结构,通过气相色谱研究了材料对CO2的吸附性能.结果表明,通过水热法将氧化铈成功负载在生物炭上,负载后的材料对CO2气体有较好的吸附性能,饱和吸附量为41.01μmol/g(CeO2).     

玉米芯制备多孔炭及其孔结构的表征

以小于20目的玉米芯为原料，以水蒸气为活化剂，在N2保护下，采用物理活化法制备多孔炭，考察了炭化温度、炭化时间、操作方式以及活化时间等操作条件对多孔炭收率、比表面积和孔结构参数等的影响。同时采用N2吸附法，对多孔炭的比表面积及孔结构进行了表征。实验结果表明：经过800□炭化30min，并采用恒温时加料，恒温时取出的操作方式，是制备较高比表面积多孔炭的最佳炭化条件：在同一活化温度下，为得到收率较高的产品，不易延长其活化时间；经过对原料进行酸处理和热压成型，可以提高多孔炭的收率，增加多孔炭的比表面积和总孔容。     

核桃壳生物炭的制备及对废水中Ni2+的吸附

生物炭因其比表面积大和孔隙结构丰富等的特点,可作为一种天然吸附材料,目前被广泛应用于农业、环境和能源等多方面领域。本实验利用丢弃的核桃壳在不同温度条件下制备成生物炭,并探究将其用以吸附废水中重金属镍离子的吸附效果。实验结果表明:核桃壳基生物炭在700℃热解温度下的比表面积最大;静态吸附实验中,生物炭对镍离子有良好的吸附性能,并且对镍离子的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型。     

载金属离子的介孔炭对噻吩吸附性能的研究

采用模板法制备了介孔炭,并利用浸渍法将金属离子Ni^2＋、Co^2＋负载在该介孔材料上。研究了不同吸附剂、温度和浓度对吸附的影响。结果表明,介孔炭负载Ni^2＋或Co^2＋比13X负载Ni^2＋脱硫效果好,Ni^2＋／介孔炭比Co^2＋／介孔炭脱硫效果好。当负载Ni^2＋的量为10％,温度为20℃时,介孔炭的脱硫效果最好。     

有序介孔炭吸附萘的研究

采用溶剂挥发诱导自组装合成了有序介孔炭(OMC).XRD和N2吸附测试表明,OMC具有有序的二维六方结构,平均孔径为3.4 nm,比表面积为504.9 m2·g-1,介孔率为67.6%.研究了OMC对萘的吸附机理,萘在OMC表面的吸附等温线表明,OMC对萘的吸附符合Langmuir吸附等温规律.由Vant Hoff方程计算得出OMC对萘的吸附焓变为-24.83 kJ·mol-1,说明吸附为放热过程,推测其吸附机理为氢键作用力.红外光谱分析进一步证明,萘与OMC表面之间主要以氢键作用产生吸附.吸附温度的升高使-OH伸缩振动峰的红移程度减小,氢键缔合作用力减弱,这可能是导致温度升高时OMC的萘平衡吸附量减小的主要原因.     

松木层孔菌生物炭的制备及其对甲基橙的吸附性能

以松木层孔菌菌渣为原料制备生物炭,并将其应用于甲基橙水溶液的吸附.研究了生物炭用量、吸附温度、吸附时间和超声功率对松木层孔菌生物炭吸附性能的影响,并通过热重分析、比表面积及孔径分析和傅里叶红外光谱分析揭示了松木层孔菌生物炭吸附性能与其结构的关系.结果表明:在超声辅助作用下,生物炭用量对松木层孔菌生物炭吸附甲基橙效果的影...     

水分子在多孔炭材料上的吸附行为研究进展

多孔炭材料具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,是吸附有毒有害气体的关键材料,备受环境、化工、军事化学等领域的关注。多孔炭材料对有毒有害气体的吸附性能受气氛中水分子竞争吸附的影响,研究多孔炭材料对水分子的吸附行为是复杂环境下吸附分离有毒有害气体的基础,对改进多孔炭材料的表面官能团组成和孔结构具有重要的指导意义。基于此,本文综述了国内外关于水分子在多孔炭材料上吸附的机理、过程和影响因素,探讨了水分子作为示踪分子用于多孔炭材料结构表征的潜在可能,并对未来吸附理论的研究方向和指导新型吸附材料设计的应用前景进行展望。     

高稳定性介孔MgO-ZrO2纳米复合物对CO2吸附性能研究

用溶胶-凝胶法制备了介孔MgO-ZrO2纳米复合物,并通过XRD、氮吸附和CO2-TPD等手段表征了材料的结构特征和表面性质。XRD、氮吸附结果表明此纳米复合物具有典型的介孔结构,比表面积达183~212 m2/g,并且有较好的热稳定性,在700℃以下介孔孔道不会坍塌。另一方面,这种纳米复合物表面具有适中的碱性,其碱性位与基体结合牢固,稳定性好。由于其具有发达的孔隙和适中的碱性,二氧化碳在其表面的吸附量达1.6 mmol/g,且经数次循环后材料的吸附性能无明显下降。     

二乙烯苯基共聚物的合成与吸附CO2性能测试

采用溶剂热方法合成了介孔聚合吸附材料,利用氮气吸附仪对采用不同溶剂合成的吸附材料进行了表征,并通过CO2吸附评价实验研究了不同溶剂、不同共聚物以及不同工艺条件对吸附材料CO2吸附性能的影响.结果表明:采用乙酸乙酯为溶剂合成的聚合物比表面积最大且吸附性能最好;采用乙酸乙酯为溶剂添加咪唑为共聚物(摩尔分数33％)时,吸附性...