银缓释载银杀菌活性炭的低温水热炭化法制备

采用低温水热炭化法制备了载银活性炭(Ag/AC),以大肠杆菌(E.coli)为实验菌种,考察了不同载银量活性炭的灭菌性能和抗银流失性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及低温液氮吸附对载银活性炭进行表征。结果表明,负载银对活性炭的石墨微晶结构无影响。随着载银量的增加,负载到活性炭上的银晶粒变大,比表面积、孔容积和孔径均变小,抗菌性能提高,银流失量变化不明显,抗流失天数增多。经分析,载银量为1.54%(质量分数)Ag/AC3样品,比表面积为813.35m2/g,100min之内杀灭107 CFU/mL的大肠杆菌,9d内银流失量约为2.9%,可见,在保持较高比表面积的基础上,具备良好的抗菌性能和抗银流失性能。     

载Ag白炭黑抗菌剂的制备及性能研究

以AgNO₃为原料，沉淀白炭黑为载体，采用浸渍法制备载Ag白炭黑抗菌剂，以大肠杆菌为例测试了样品的抗菌性能，并对其抗菌过程进行初步分析。利用单因素实验讨论了银离子浓度、反应温度、反应时间和搅拌速度对载Ag白炭黑抗菌率的影响，确定最优制备条件为：银离子浓度0.2mol/L,反应温度80℃,反应时间1.5h,搅拌速度400r/min。在此条件下制备的载Ag白炭黑具有超过99%的抗菌率，银负载量可达3.0%。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和激光粒度仪对载Ag白炭黑的物相结构、形貌特征、化合价和粒度分布进行了表征。结果表明：载银白炭黑为蓬松的、多孔的无定型结构，平均粒径为9.9μm,其中，银以纳米Ag单质的形式存在，均匀负载在二氧化硅表面和孔道上。     

低温吸附泵用椰壳活性炭材料的结构测试分析

活性炭的结构参数影响低温吸附泵的吸附抽气性能。为了优选适用于NBI装置低温吸附泵的吸附剂,研究分析了六种椰壳活性炭(AC1、AC2、AC3、AC4、AC5、AC6)的结构特征,经实验测试,得到低温吸附等温线。应用BET理论、t图法、DFT法对孔结构进行了分析研究,获得了各活性炭样品的比表面积、微孔比表面积份额、比孔容积、以及孔径分布等结构测试数据。结果表明,六种活性炭中,AC1和AC2结构参数性能更适合NBI装置低温吸附泵的吸附抽气性能需求。     

改性活性炭对SO2和NOx的吸附性能研究

分别采用Cu(NO₃)₂、H₂O₂和KMnO₄对椰壳活性炭进行改性，研究了活性炭微观结构、表面化学性质变化，及其对SO₂、NO_x等酸性腐蚀性气氛的吸附性能。结果表明，Cu(NO₃)₂改性活性炭比表面积显著降低，平均孔径有所下降，Cu(NO₃)₂微晶分布于活性炭表面及微观孔道内，表面以碳、铜、氧和氮元素为主。H₂O₂改性活性炭比表面积有所增加，平均孔径减小，H₂O₂与活性炭表层反应后起到刻蚀效应，引入丰富的微纳孔道结构，使其表面含氧官能团增加，氧元素含量提升。KMnO₄改性活性炭比表面积和平均孔径略微降低，KMnO₄与活性炭表层反应后含氧官能团增加，反应产物附着于活性炭表面，改变其微观结构。三种方式改性的活性炭对SO     

不同浸渍方式对氯化锌活化竹纤维活性炭理化结构和性能的影响

为探究浸渍工艺对活性炭理化性质及性能的影响,以脱除木质素的竹纤维为原料,氯化锌为活化剂,通过真空浸渍、常温搅拌浸渍、物理混合浸渍3种不同的方式浸渍竹纤维,采用化学活化法制备竹纤维基活性炭。通过比表面积及孔径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪等对活性炭的孔隙结构、化学结构和晶体结构进行表征,并探讨不同浸渍方式制备的活性炭对亚甲基蓝的吸附能力及电化学性能。结果表明：常温搅拌浸渍制备的活性炭比表面积最大,为2096.981m²/g,物理混合浸渍制备的活性炭比表面积最小,为1788.566m²/g;常温搅拌浸渍制备的活性炭微孔最多,真空浸渍制备的活性炭中孔最多;竹纤维活化后纤维素及半纤维素基本分解,不同浸渍方式制备的活性炭官能团并无显著差异;活化后纤维晶型遭到破坏形成无序炭结构,3种浸渍方式制备的活性炭均具有部分石墨和无序石墨的特征。电化学性能测试表明：3种活性炭均表现出明显的双电层电容特性及可逆性;不同电流密度条件下搅拌浸渍制备的活性炭比电容均最高,电流密度为0.2A/g时比电容达到257F/g;真空浸渍制备的活性炭电荷转移电阻更低,物理混...     

载银酚醛树脂基球形活性炭的研究

通过共溶法在酚醛树脂中加入硝酸银,经球化、炭化和活化得到了载银球形活性炭。采用电感耦合等离子体质谱仪、X射线衍射、扫描电镜以及氮气吸附等手段进行表征。研究表明:加入银对活化过程具有一定的催化作用,提高了活化烧失率,使孔结构得到一定的发展,但中孔率变化不大。而同时加入聚乙二醇和硝酸银,不仅可提高活性炭的比表面积,还可显著改善其中孔的发育,进而得到具有杀菌消毒性能的球形中孔活性炭。     

纳米银/环化聚丙烯腈复合物的制备与结构表征

采用水相沉淀聚合-原位法合成银/聚丙烯腈(Ag/PAN)复合物, 通过测定其相对黏度, 系统地考察了反应物配比对Ag/PAN复合物分子量的影响。得到较理想的合成条件为, 丙烯腈(AN)单体浓度10%, AgNO₃浓度0.6%, K₂S₂O₈浓度2%。将所得复合物进行预氧化后得到纳米银/环化聚丙烯腈(Ag/C-PAN)复合物。通过FTIR分析复合物的组成, 并得到不同预氧化温度和时间下复合物的相对环化率。采用TEM、XRD等方法对复合物的微观结构进行表征。结果表明, 纳米银均匀地分散于环化聚丙烯腈基体中, 银粒子的晶型为面心立方, 粒径约为10 nm。     

几类载银活性炭纤维抗菌活性的比较

利用水蒸汽活化和化学活化方法，制备了各种原料基活性炭纤维，并利用活性炭纤维的氧化还原特性，在其上负载金属银。研究并比较了这些载银活性炭纤维对大肠杆菌的杀灭作用。结果表明，原料基、活化方法、载银量、纤维的比表面积等因素均对材料的抗菌性能有一定的影响。磷酸活化的活性炭纤维表现出强的抗菌杀菌能力；载银量和比表面积越大，其灭菌能力越强；在适当载银量时，磷酸活化活性炭纤维可在短时间内将高浓度细菌基本杀灭。     

填充银纳米线各向同性导电胶的性能

以Ti (OC₄H₉)₄ 水解形成的溶胶体系为模板, 以AgNO₃ 为银纳米线的前驱体, 低温下合成长径比为50～60 的银纳米线, 采用TEM 和XRD 对所制得的银纳米线进行表征。以银纳米线作为导电胶的导电填料, 成功制备了一种高电导率的各向同性导电胶。导电胶的电学性能和力学性能测试表明: 这种导电胶在导电填料含量为56 wt %时的电导率比填充75 wt %微米银粒子的导电胶高约6 倍(体积电阻率为1. 2 ×10-4Ω·cm) 。由于填料含量的降低, 该导电胶的抗剪切强度(以Al 为基板时的抗剪切强度为17. 6 MPa) 相比于填充75 wt %微米银粒子和75 wt %纳米银粒子导电胶均有不同程度的提高。      

椰壳活性炭孔结构对Li-S电池性能的影响

以椰壳为原料,采用化学活化法制备不同比表面积和孔结构的活性炭,通过改变制备工艺参数来调节活性炭的比表面积和孔结构。将活性炭负载60%(质量分数)硫后,作为锂硫电池的正极材料,研究活性炭孔结构对锂硫电池性能的影响。结果表明:随着活性炭比表面积的增加,中孔比例增加,锂硫电池比容量逐步提高。其中,当活化剂与炭化料的质量比为4时,活性炭的比表面积达到2900m2/g,中孔率达到15.36%。在电流密度为200mA/g时,首次放电比容量高达1294.5mAh/g,循环100次后的可逆比容量仍然高达809.3mAh/g。     

负载含银介孔分子筛活性碳纤维的制备与性能

将CAF加入由以十二胺，正硅酸乙酯，乙醇，水等组成的介孔分子筛（MS）合成反应液中制备负载MS的活性碳纤维（ACF－MS），MS含量由反应液中ACF的含量确定，通过真空浸渍和热分解使ACF－MS载银，载成新型净水材料－负载含银介孔分子筛的活性碳纤维（ACF－MS（Ag)），银含量由浸渍时间控制，在流动水的冲刷下ACF－MS（Ag)样品中的银含量缓慢下降，下降速率随着水流速和样品含银量的增加而增加，与ACF（Ag）相比，ACF－MS（Ag)的耐水冲刷性能显著提高。     

银纳米相吸收增强型钙钛矿太阳电池薄膜的制备及性能研究

分别将银纳米相溶胶(银纳米颗粒、Ag@SiO₂核壳结构、银纳米线)掺入氧化铝异丙醇溶液中制成具有蜂窝结构的介孔层材料, 然后在介孔层表面制备CH₃NH₃PbI₃钙钛矿吸收层得到Al₂O₃/CH₃NH₃PbI₃复合薄膜, 并对复合膜的微观结构、光吸收特性及太阳电池器件性能进行了测试和分析。研究表明, Al₂O₃/CH₃NH₃PbI₃复合膜与CH₃NH₃PbI₃在可见光区域吸收光谱基本相同, 含量极少的Al₂O₃对CH₃NH₃PbI₃吸光性能影响较小。而掺入银纳米相可明显改善CH₃NH₃PbI₃钙钛矿薄膜的吸收性能。当银纳米颗粒、Ag@SiO₂核壳结构和银纳米线相对浓度比分别为0.15、0.3及0.15时, CH₃NH₃PbI₃吸光性能分别达到最佳; 银纳米相浓度继续增大时, 薄膜的光吸收性能逐渐减弱。此外, 掺入Ag@SiO₂核壳结构可使钙钛矿薄膜太阳电池光电转换效率由6.28%增大到7.09%, 而银纳米颗粒和银纳米线由于会增大太阳电池内部载流子传输路径, 提高电子空穴对复合效率, 最终反而降低了太阳电池短路电流密度和光电转换效率。     

介孔石墨相氮化碳载银聚醚砜膜制备及性能研究

膜污染一直是膜分离应用中的主要问题。将不同量的介孔石墨相氮化碳载银(m-g-C₃N₄/Ag)以共混法引入铸膜液中, 通过相转化法制备聚醚砜(PES)纳米复合膜, 系统研究了m-g-C₃N₄/Ag的添加对纳米复合膜形貌、过滤、抗菌、光催化和抗污染性能的影响。结果表明, m-g-C₃N₄/Ag的添加可以改善纳米复合膜的断面结构及表面亲水性。与纯PES膜相比, 纳米复合膜纯水通量随着掺杂量的增加显著提高, 各个样品对蛋白质的截留率均在90%以上, 表明m-g-C₃N₄/Ag的添加在不影响截留性能的前提下, 可以显著提高纳米复合膜的过滤性能。纳米复合膜的抗菌性能随着m-g-C₃N₄/Ag含量的增加而提高, 其中对铜绿假单胞菌的抗菌效果明显高于大肠杆菌。纯PES膜在光照下几乎不发生光降解。相比之下, 所有添加m-g-C₃N₄/Ag的纳米复合膜在可见光照射下均呈现良好的光催化性能, 且光催化活性随着m-g-C₃N₄/Ag的增加而逐渐增强。其中m-g-C₃N₄/Ag添加量最高的纳米复合膜显示出最明显的光催化作用, 在120 min内甲基橙的脱色率可达63%。通过四步过滤实验对所有膜的综合抗污染性能进行表征, 可知所有纳米复合膜通量恢复率均显著高于纯PES膜。水洗和可见光照射后所有膜的膜通量恢复率皆进一步提高。综上所述, 添加m-g-C₃N₄/Ag可以显著提高聚醚砜膜的抗菌性、可见光下光催化降解染料性能, 进而改善其综合抗污染性能。     

ZrO_2-AC电极材料制备工艺的确定及性能表征

采用浸渍-焙烧法对活性炭(AC)进行载锆改性,选取浸渍浓度、浸渍时间和焙烧温度为影响因子,以比电容为评价指标,通过单因素和正交试验确定ZrO_2-AC电极材料的最佳制备工艺,利用BET、SEM、EDS及FT-IR对载锆前后活性炭材料进行性能表征。结果表明:ZrO_2改性活性炭的最佳工艺参数为浸渍浓度1.5mol/L,浸渍时间16h,焙烧温度500℃;活性炭负载ZrO_2后比电容增加了72.6%,比表面积降低了12.75%;ZrO_2-AC电极材料的表面及孔道出现絮状和颗粒状的ZrO_2,Zr元素的质量分数为16.8%,表面形成Zr—O键的含氧官能团。活性炭负载ZrO_2后加速了电极双电层的形成,提高了电极材料的电化学性能,可作为电吸附除盐的电极材料。     

聚酰亚胺基高比表面活性炭及其电化学性能研究

以聚酰亚胺(PI)薄膜边角料为前驱体, 采用CO₂物理活化法制备高比表面活性炭。研究了活化工艺对PI活性炭孔结构性能的影响及其活化机理, 探讨了活性炭孔结构对其电化学性能的影响。结果表明, PI薄膜可以在相对较低的温度下经CO₂活化制备出具有无定型微晶质炭结构、孔隙结构发达的活性炭, 比表面积最高可达2809 m²/g, 总孔容积达1.423 cm³/g; 通过控制CO₂活化工艺, 可实现对PI活性炭的孔道尺度与分布的调控。作为超级电容器电极材料, PI活性炭在100 mA/g条件下, 比电容高达237 F/g, 电容保持率为86%。孔径集中于0.7~2 nm, 并存在适量介孔的活性炭具有极佳的电化学性能。     

MOF衍生的多孔ZnO/C、Ag/ZnO/C复合材料光催化性能研究

以金属有机骨架(MOF-5)为前驱体, 通过高温热处理和湿化学法获得ZnO/C和Ag/ZnO/C两种光催化复合材料。采用X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和紫外-可见分光漫反射(UV-Vis DRS)等方法对所得样品的晶体结构、形貌特征、组成及光谱特性进行了表征。结果显示, 高温热处理保留了MOF-5的原始结构。ZnO/C比表面积为390 m²/g, 载银后比表面积仍达232 m²/g, 负载的银颗粒尺寸约30 nm。光催化降解实验表明ZnO/C和Ag/ZnO/C复合材料对亚甲基蓝(MB)都具有很高的降解效率, 均优于商业TiO₂。Ag/ZnO/C的光催化性能更好, 且具有较好的重复利用和稳定性。因此, 适度的高温碳化和掺杂贵金属是获得优良光催化性能的根本原因。     

负载TiO2活性炭电极材料的制备工艺

采用溶胶-凝胶法对活性炭进行载钛改性,制备TiO2/AC电极材料。通过正交实验考察改性过程中无水乙醇(C2H5OH)、去离子水(H2O)、冰乙酸(CH3COOH)、盐酸(HCl)以及活性炭(AC)这五种成分的最佳加入量。利用比表面积及孔径分析仪(BET)、电化学工作站分别对材料的比表面积和电极比电容进行表征。结果表明,材料组成的最佳加入量为无水乙醇30mL、冰乙酸2mL、盐酸0.3mL、去离子水4.5mL、活性炭2g。各因素对电极的电化学性能影响大小依次为:AC量>CH3COOH量>C2H5OH量>去离子H2O量>HCl量。载钛后活性炭比表面积从680.5m2/g降为523.35m2/g,降低23.1%;比电容从116F/g升到135F/g,升高16.4%。活性炭材料负载TiO2处理后,可以加速电极双电子层的形成,提高电极比电容量。     

氮掺杂活性炭及其载铂催化剂氧还原催化活性

采用化学原位聚合法制备聚吡咯/活性炭(AC)复合物,在惰性气氛进行热处理,制备了氮掺杂活性炭(NAC)。利用化学浸渍还原法制备AC和NAC载铂催化剂,并对比分析他们的氧还原催化性能。氮掺杂处理明显降低了活性炭的比表面积,但因其改善了活性炭水分散性和表面活性,铂在NAC表面沉积和分布较在AC载体表面更均匀。尤其经900℃炭化处理获得的氮掺杂活性炭NAC900,源于其微孔的高比表面积和含氮官能团共同作用,使铂粒子多以尺寸小于5 nm的粒子均匀沉积分布于载体表面,且铂担载量高。循环伏安曲线分析表明,与活性炭载铂催化剂(Pt-AC)相比,氮掺杂活性炭载铂催化剂(Pt-NAC900)的氧还原峰电位更正,氧还原峰电流为前者两倍,且峰电流随循环次数的衰减更低。结果表明,通过对传统炭材料活性炭进行氮掺杂处理,能够增强其载铂催化剂氧还原催化性能。     

石灰消化条件对高比表面积Ca(OH)2性能的影响

在烟气干法脱硫过程中，由于普通Ca(OH)₂比表面积小，孔容和孔径小，导致脱硫效率低，因此制备高比表面积的Ca(OH)₂粉体对烟气净化具有重要意义。消化条件是影响Ca(OH)₂的结构和性能的重要因素。为了制备高比表面积的Ca(OH)₂,对水与石灰的质量比(水灰比)、消化时间、去离子水的初始温度、生石灰初始粒径、搅拌速度等消化条件进行研究，利用比表面积分析仪、激光粒度仪、 X射线衍射仪和扫描电镜对石灰消化产物进行表征。结果表明：制备的Ca(OH)₂具有高比表面积和疏松多孔及晶粒小的特点，不同的消化条件对Ca(OH)₂的性能影响均不同；当水灰比为0.6、消化时间为15 min、去离子水的初始温度为90℃、生石灰初始粒径为>75～150μm、搅拌速度为120 r/min时，石灰消化产物Ca(OH)₂的比表面积为26.990 m²/g,比孔容积为0.908 cm³/g。     

醋酸乙烯载体竹活性炭的磷酸法制备与性能表征

以竹节为原料,采用磷酸法制备醋酸乙烯催化剂载体活性炭。采用N2吸附等温线、Boehm滴定法、热重-质谱仪(TG-MS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM),对磷酸法竹活性炭和水蒸气法椰壳活性炭的吸附性能、比表面积、孔结构、表面官能团和微观结构进行比较。结果表明,竹活性炭的醋酸吸附性能、比表面积和孔隙结构与椰壳活性炭相近;且竹活性炭具有更丰富的—COO-、—OH-和PO、P—O—C和POOH等表面官能团。磷酸法竹活性炭的制备有望为醋酸乙烯催化剂载体活性炭的生产提供新工艺,实现对水蒸气法制备椰壳活性炭的替代。