超级活性炭的制备和结构及其性能研究进展

超级活性炭是一种新型高效吸附功能材料,由于它具有比表面积高、微孔分布集中且吸附性能优良等特点,正越来越广泛地受到重视并在许多领域推广,概述了超级活性炭的制备、结构及其性能研究进展。     

超级活性炭的制备和结构及其性能研究进展

超级活性炭是一种新型高效吸附功能材料,由于它具有比表面积高、微孔分布集中且吸附性能优良等优点,正越来越广泛地受到重视并在许多领域推广应用．概述了超级活性炭的制备、结构及其性能研究进展．     

炭化对活性炭孔结构及甲烷吸附性能的影响

在惰性气氛下对以石油焦为原料,以KOH为活化剂制得的超级活性炭进行了二次炭化处理,并考察了处理前后超级活性炭的孔结构变化及不同压力下该活性炭对甲烷的吸附行为。结果发现：活性炭经1200℃下二次炭化处理后其BET比表面积及孔容有所下降,孔径分布变窄;其对甲烷孤质量吸附量下降,对甲烷的体积吸附量在较低压力下（＜3MPa）稍有增加,而在较高压力下（＞3MPa）时明显减少。     

KOH活化咖啡渣制备活性炭及其孔结构的影响

采用KOH活化废弃的咖啡渣制备活性炭,在相同碱炭比(3∶1)、相同炭化温度(450℃)条件下,采用高温800⁹00℃,对样品进行80900℃,对样品进行80¹00 min的活化操作,制备出3种活性炭材料,根据N2吸附等温线及BET法分析,其比表面积,分别为1 500,1 675,2 111 m100 min的活化操作,制备出3种活性炭材料,根据N2吸附等温线及BET法分析,其比表面积,分别为1 500,1 675,2 111 m²/g。采用扫描电镜(SEM)、BJH理论分析得到的3种样本的吸附特性及孔结构特征,咖啡渣活性炭表面孔结构变化为:由表面中孔及微孔转变成大孔骨架-中孔、大孔骨架-微孔系统结构,3种活性炭样品平均孔径分别为2.508,2.267,1.926 nm。咖啡渣含碳量较高,达到57.23%,经过炭化活化后,含碳量最高为79.59%。利用FTIR光谱分析了样品所含官能团的变化情况。     

KOH活化咖啡渣制备活性炭及其孔结构的影响

采用KOH活化废弃的咖啡渣制备活性炭,在相同碱炭比(3∶1)、相同炭化温度(450℃)条件下,采用高温800~900℃,对样品进行80~100 min的活化操作,制备出3种活性炭材料,根据N2吸附等温线及BET法分析,其比表面积,分别为1 500,1 675,2 111 m~2/g。采用扫描电镜(SEM)、BJH理论分析得到的3种样本的吸附特性及孔结构特征,咖啡渣活性炭表面孔结构变化为:由表面中孔及微孔转变成大孔骨架-中孔、大孔骨架-微孔系统结构,3种活性炭样品平均孔径分别为2.508,2.267,1.926 nm。咖啡渣含碳量较高,达到57.23%,经过炭化活化后,含碳量最高为79.59%。利用FTIR光谱分析了样品所含官能团的变化情况。     

活化温度对酚醛基活性炭纤维的孔结构和电化学性能的影响

从酚醛纤维出发,经过炭化和KOH活化制备了酚醛基活性炭纤维（PACF）,并对不同温度下活化样品的比表面积、孔结构以及所制备的双电层电容器（EDLC）的电化学性能之间的关系进行了探讨。氮气（77K）吸附法测定PACF活性炭纤维的孔结构和比表面积;采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试对超级电容器的电化学性能进行了测试。结果表明：900℃是KOH活化酚醛纤维制备用于EDLC电极材料的最佳活化温度,该温度下活化样品具有最佳的循环性,稳定性和较小的内阻,比表面积为2311m^2·g^-1和比电容264．IF·g^-1（充放电电流为1000mA·g^-1）。PACF系列样品均呈现出典型的微孔炭的特征,不同活化温度下制备的PACF,虽然表现出不同的比表面积和比电容,但是其整体孔径分布范围基本相同,都在0.5nm～3．0nm之间。随活化温度的升高,样品的电容性能和功率特性越来越好,内阻也随活化温度的升高而降低。     

致孔剂对沥青基活性炭结构性能的影响

梧桐枯叶经过热处理,制备生物炭致孔剂,考察了不同热处理温度所得致孔剂对沥青基活性炭性能结构的影响。通过X-射线衍射、N_2物理吸附等方法对沥青基活性炭进行表征。研究表明,随致孔剂热处理温度以及含量的增高,活性炭的比表面积和碘值先增加后降低,致孔剂热处理温度450℃,含量6%时,沥青基活性炭碘吸附值为915 mg/g,比表面积为980 m²/g,中孔率为43.4%,比未加入生物炭致孔剂时,沥青基活性炭的中孔率提高了25.7%。     

木棉基活性炭纤维的结构与吸附性能

采用浸渍磷酸氢二铵及化学活化法制备了3种木棉基活性炭纤维,其中AK-1没有经过预氧化处理,AK-2先浸渍再经预氧化处理,AK-3先经预氧化处理再浸渍;表征了3种活性炭纤维的表面物理化学结构及吸附性能。结果表明:3种活性炭纤维的平均孔径均约为2nm;预氧化处理提高了纤维的比表面积和纤维表面的含氧基团含量。AK-1具有最大的苯酚吸附量为65.8mg/g;AK-3具有最大的亚甲基蓝吸附量为156.7mg/g;AK-2具有最大的比表面积为1518m2/g和最多的表面含氧基团,对苯酚和亚甲基蓝的吸附量均不高,说明表面含氧基团降低了纤维对苯酚和亚甲基蓝的吸附量。吸附动力学研究表明,木棉基活性炭纤维吸附苯酚和亚甲基蓝符合拟二级动力学方程。     

PAN基活性炭纤维的制备及孔结构分析

采用水蒸汽活化法制备了具有不同比表面积的ＰＡＮ基活性炭纤维，并对其孔结构进行了较为详细的分析，结果表明，ＰＡＮ基活性炭纤维孔结构以直径小于１０Ａ的微孔为主，孔径分布窄，Ｄ－Ｒ，Ｄ－Ａ方程对其有良好的适用性。Ｈ－Ｋ法分析结果与Ｄ－Ｒ，Ｄ－Ａ方程结果相一致。     

活性炭纤维的制备及性能表征

采用预氧丝碳化、活化制备活性炭纤维,研究了制备工艺对活化效率的影响,并对活性炭纤维的表面化学结构和物理吸附性能进行了表征。结果表明,活化后纤维表面微孔增加,平均孔径变小,纤维中炭含量减少、氧含量增加。ＣＯ２Ｎ２ 活化处理更容易得到微孔丰富的活性炭纤维。     

高比表面积煤基活性炭的制备及其吸附性能的研究

以太西无烟煤为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备高比表面积煤基活性炭,着重考察了碱炭比、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：当碱炭比为4、活化温度为800℃、活化时间为1h时,可以制得比表面积达3215m^2／g,碘吸附值达2884mg／g,亚甲蓝吸附值达548mg／g的高比表面积煤基活性炭。     

椰壳纤维制备活性炭纤维的研究

本文以椰壳纤维为原料,采用正交试验方法研究了(NHe)2HPO4作为活化剂,经预处理、炭化和活化过程制备活性炭纤维,其比表面积达到1268.1 m2.g-1,含有一定量的中孔孔结构,主要集中在2～4nm.通过对比分析,得出了各反应条件对反应产物性能的影响,并对活化机理进行了分析.     

高比表面积活性炭制备技术的研究进展

文中评述了近年来制备高比表面积活性炭的主要研究成果;化学活化可以在几个小时内制备出高比表面积的活性炭,但却带来了严重的环境污染;与化学活化相比,物理活化具有工艺简单、清洁等优点,成为今后研究和开发的热点。     

高比表面积煤质活性炭的制备与活化机理

以煤为原料,采用KOH活化法制备了高比表面积活性炭,分别考察了活化温度、浸渍比和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能的影响;测试了高比表面积活性炭在-196℃对N₂的吸附等温线、比表面积和孔径分布。结果表明,当活化工艺参数为活化温度900℃,浸渍比4,活化时间1.5 h的条件下可以制得较好的高比表面积活性炭产品,其比表面积为3135 m²·g^-1,孔容为1.72 cm³·g^-1,碘吸附值为2657 mg·g^-1;采用扫描电子显微镜观察了高比表面积活性炭的微观结构,采用气体分析仪检测了活化过程中的尾气成分,提出了高比表面积活性炭的活化机理。     

高比表面积活性炭吸附存储天然气性能研究

天然气中少量乙烷和丙烷的存在会直接影响活性炭对天然气的吸附存储容量。为此,体积法测定了高比表面积活性炭对甲烷、乙烷和丙烷的吸附等温线,吸附温度分别为283,293,303和313K;采用Langmuir-Freundlich(LF)方程拟合吸附等温线,得到各气体的方程参数,进而采用LRC关联式预测多组分吸附平衡数据,并计算活性炭对模拟天然气的存储能力。结果表明:活性炭对3种气体的吸附等温线都属于I型等温线,采用L-F方程可以很好地描述各气体的吸附等温线;高比表面积活性炭对模拟天然气的存储量随吸附温度的升高而显著降低,在吸附存储压力为3.5 MPa,吸附温度从283 K上升到313 K,相应的存储量(体积比)由139降低为103;与纯甲烷的吸附存储相比,模拟天然气的吸附储量(体积比)提高约20。     

活化温度对聚丙烯腈基活性中空炭纤维结构和吸附性能的影响

用质量分数为4%的磷酸氢氨溶液预处理聚丙烯腈(PAN)中空纤维,经预氧化及炭化后,用二氧化碳气体在不同温度下活化40 min,得到PAN基活性中空炭纤维(PAN-ACHF)。考察了活化温度对PAN-ACHF的比表面积、孔径分布、形态和吸附性能的影响。结果表明,随着活化温度的升高,PAN-ACHF表面的孔逐渐加深,且数目逐渐增多,比表面积逐渐增大;当活化温度为900℃时,BET比表面积最大为1 422 m2/g,中孔的比表面积也达到最大,为1 234 m2/g,且孔径主要集中在2~5 nm;PAN-ACHF对肌酐和VB12的吸附率都随着活化温度的升高而增大,当活化温度为900℃时,PAN-ACHF对肌酐和VB12的吸附率都达到最大值.分别为99%和84%。     

植物基活性炭的制备及吸附应用研究进展

从植物基活性炭的制备及其吸附应用两个部分对国内外的研究进行了综述。介绍了不同生物质原料对活性炭品质和用途的影响,总结了常用活性炭炭化方法,着重阐述了不同活化方法的优缺点和研究现状,并对不同活性炭改性技术的特点和应用进行了比较。植物基活性炭的应用主要包括对硫化氢等工业废气和甲醛等室内废气的吸附净化,对废水中有机染料、有机药物、小分子有机化合物和重金属的吸附,以及被用于制作超级电容器电极材料等。最后针对目前研究中对植物原料的特点考虑不足、制备过程存在环境污染等问题,指出根据植物前体的性质优化制备方法、开发绿色高效制备技术、提高活性炭回收再利用效率将是今后的主要研究方向。     

活性炭表面性质对染料废水生化出水深度净化效果的影响

不同种类活性炭对实际废水的吸附效果差异很大,由此对某大型染料生产厂的染料废水生化出水进行了活性炭吸附实验研究,对具有不同表面性质的活性炭的吸附效果进行了比较,探讨了染料废水生化出水吸附效果与活性炭表面官能团、吸附指标、比表面积之间的关系。结果表明,活性炭的吸附作用不仅与活性炭比表面积有关,还与孔结构有密切关系;染料废水生化出水中的溶解性有机物与活性炭表面碱基团可通过氢键、静电作用在活性炭表面吸附。     

响应曲面法优化木薯酒精污泥基活性炭制备及对没食子酸的吸附性能

以木薯酒精厂生产过程中产生的脱水污泥为原料,采用响应曲面法Box-Behnken模型优化了木薯酒精污泥基活性炭的制备工艺,同时对最优成品进行一系列表征分析,并将其应用于没食子酸废水的处理研究.活性炭的最优制备条件为活化温度489℃,浸渍时间14h,活化时间51 min,氯化锌浓度21.53％,该条件下样品的碘吸附值达5...