改性活性炭对亚甲基蓝的吸附性能及机理

以价廉易得的商业炭为原料,采用氢氧化钾为活化剂,制备出改性微孔活性炭。对其进行了表征分析,并将其用于吸附印染废水中的亚甲基蓝(MB)。结果表明,经活化改性后的活性炭孔径分布均匀,平均孔径为1.2 nm,比表面积高达2 380 m~2/g(比商业炭提高了58.7%)。改性活性炭对MB的吸附过程符合Redlich-Peterson等温吸附模型,其吸附机理符合Langmuir模型的可能性较大,吸附动力学特征符合准2级动力学方程,吸附速率主要受颗粒内活性位点吸附步骤控制。改性活性炭在在室温下对MB的最大吸附量可达305.0 mg/g。吸附过程是自发进行的,温度的升高有利于吸附过程的进行与吸附量的提高。     

向日葵制活性炭对亚甲基蓝的吸附研究

含有亚甲基蓝（MB）的废液直接排放会造成严重的水体污染。为研究生物质活性炭对MB的吸附性能,以农业废弃物向日葵为原料、磷酸（H₃PO₄）为活化剂,制备粉状活性炭（PAC）和块状活性炭（BAC）,并研究PAC对MB的吸附性能。利用比表面积测试（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等方法解析活性炭的孔结构和表面特性。结果表明：活性炭前驱体的形状对活性炭的微观结构有较大的影响。PAC比BAC具有更大的比表面积（分别为701.95 m²/g和566.49 m²/g）和总孔体积（分别为2.23 cm³/g和1.04 cm³/g）;PAC和BAC的平均孔径分别为7.31 nm和12.66 nm,均具有介孔材料的结构特性。两种活性炭表面均分布着丰富的含氧官能团和大量疏松的无定形碳,而存在的偏磷酸盐对孔隙起到支撑作用,这为MB的吸附提供了更多的活性位点和吸附通道。在25 ℃、pH为8、PAC用量为50 mg条件下,PAC对100 mL质量浓度为200 mg/L的MB溶液的吸附效果最好,吸附率达到72.2%。吸附过程符合伪二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir等温吸附模型。     

微波辐射-水蒸气法制备烟杆基颗粒活性炭

研究了以烟杆废弃物为原料,炭化过程中所产生的木焦油为主的复合粘结剂,采用微波辐射-水蒸气法制备颗粒活性炭的可行性。探讨了微波功率、活化时间以及水蒸气质量流量对颗粒活性炭吸附性能和得率的影响。得到了微波辐射-水蒸气法制备颗粒活性炭的最佳工艺:微波功率700 W,活化时间40 m in,水蒸气质量流量1.70 g/m in。此工艺条件制得的颗粒活性炭,碘吸附值1 060.81 mg/g,亚甲基蓝吸附值175 mL/g,得率30.83%。同时,测定了该颗粒活性炭氮吸附,通过BET法计算了活性炭的比表面积,并通过DFT表征了活性炭的孔结构。结果表明:该活性炭为微孔型,BET比表面积为1 109.22 m2/g,总孔容为0.613 1 mL/g。     

木质素基超高比表面积活性炭的制备及其吸附性能

以造纸黑液中提取的酸不溶木质素(AIL)为原料,K2CO3/尿素为活化剂,制备了多级孔结构的超高比表面积活性炭(SSAC),并对其进行了结构表征,研究了SSAC对亚甲基蓝(MB)溶液的吸附性能。结果表明,木质素原炭(LC)呈质地致密、表面光滑的碎片状,仅存在孔径分布集中在0. 66 nm的微孔结构。SSAC则显示出孔洞丰富的3D泡沫状类珊瑚礁形态,为孔径分布集中于0. 69～1. 71 nm和3. 09～48. 6 nm的微-介孔共存的结构,且介孔数量随活化温度的提高而增加。其中,SSAC-900具有最大的比表面积(2 969. 97 m~2/g)和孔容积(2. 018 cm~3/g),可以有效快速地吸附MB阳离子染料。吸附等温线实验表明,Langmuir吸附等温线更适用于拟合SSAC对MB的吸附过程;吸附动力学分析显示,SSAC对MB的吸附行为符合准二级动力学模型。     

石莼基微/中孔复合结构活性炭的制备及性能

以海洋海藻废弃物石莼为原料,通过热解预炭化,KOH活化制备活性炭。以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为吸附性能评价指标,探究了活化工艺对活性炭吸附性能的影响。结果表明,当KOH与石莼半焦质量比(碱炭比)为3.0∶1.0、活化时间为45 min、活化温度为800℃时,活性炭吸附性能最优,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值最大,分别为1824.19 mg/g、914.98 mg/g。FTIR测试表明,活性炭含有大量羟基等官能团。SEM测试表明,活性炭表面粗糙、存在大量孔结构。活性炭的BET比表面积为2616.3 m2/g,Langmuir比表面积高达4883.5 m2/g,平均孔径为2.73 nm。石莼基活性炭的孔结构为微/中孔复合结构,有作为储能、环保材料的潜质。     

木焦油基活性碳的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

木焦油是木质生物质材料的高温裂解产物。以木焦油为碳源,以甲醛化处理后的木焦油为前体,通过碳化-活化制备木焦油基活性碳材料。并以制备的木焦油基活性碳为吸附剂,研究了其对模拟水体中亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,以木焦油为前驱体经高温碳化活化制备的多孔活性碳,比表面积可达1373Sm_²?g_^-1,表面含有丰富的含氧官能团。木焦油基活性碳对亚甲基蓝具有良好的吸附性能,准二级动力学模型能更准确的描述木焦油基活性碳吸附亚甲基蓝的动力学过程。吸附等温线更符合Langmuir等温吸附模型,木焦油基活性碳对亚甲基蓝的最大吸附容量可达559 mg?g_^-1。热力学分析表明亚甲基蓝在木焦油基活性碳上的吸附是放热和自发的。利用木焦油制备的活性碳材料对亚甲基蓝具有较高的吸附容量,是一种具有潜在应用前景的吸附材料。     

高比表面芦苇活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

以芦苇秸秆为原料,KOH为活化剂,通过单因素实验及正交实验优化芦苇活性炭的制备工艺,测定最优工艺下制备的活性炭对亚甲基蓝的吸附性能和吸附动力学,并进行红外光谱分析、BET比表面积结构分析。结果表明,最佳制备工艺为700℃、20%KOH质量分数、3 h时制备的芦苇活性炭。该活性炭理论最大吸附量为648.77 mg/g, Langmuir等温吸附曲线(R²=0.982 0)和二级动力学吸附曲线(R²=0.980 8)能够更好地描述吸附过程。红外光谱分析结果表明,所制备的活性炭中生成了酰胺基团。BET比表面积测定结果表明,最优工艺下制备的芦苇活性炭的比表面积为1 183.40 m²/g,总孔容为0.59 cm³/g,平均孔径为2.00 nm。     

脱油沥青基活性炭的制备及对亚甲基蓝的吸附性能研究

以脱油沥青为原料,采用氢氧化钾活化法制备了比表面积高达3245m~2/g的活性炭。样品的表征利用X-射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM),利用样品活性炭对亚甲基蓝的吸附研究其吸附性能。结果表明:焙烧温度为800℃、氢氧化钾与脱油沥青的质量比为5:1条件下制备出的活性炭样品,有更丰富的中孔结构。脱油沥青基活性炭亚甲基蓝的吸附等温线符合Langmuir模型;提高活化温度,活性炭对亚甲基蓝吸附容量可明显提高,最大吸附容量Q_m可高达518.1 mg/g。     

含氮生物炭对制药废水中洛索洛芬钠的吸附研究

采用KOH化学活化法制备了一种全新含氮生物炭,采用扫描电镜、透射电镜、比表面积测试、元素分析仪及X射线光电子能谱分析仪对含氮生物炭进行了形貌、孔径及N元素表面分布表征。以制药废水中的洛索洛芬钠为吸附对象,研究了溶液浓度、pH、温度等因素对含氮活性炭吸附性能的影响,并探究了吸附过程机理。结果显示含氮活性炭中富含微孔结构,比表面积高达2 493 m²/g,在20℃下吸附洛索洛芬钠量可达157.78 mg/g,吸附过程符合Redlich-Peterson等温吸附模型(R²=0.996 9)。热力学研究结果表明,含氮生物炭吸附能力强,吸附过程为放热过程,温度的升高不利于吸附过程的进行。     

枸杞杆制活性炭对亚甲基蓝的吸附研究

以宁夏农业废弃物枸杞杆为原料,用不同的活化剂分别制备磷酸-活性炭（P-AC）、氢氧化钾-活性炭（K-AC）、磷酸-氢氧化钾-活性炭（P-K-AC）,利用比表面积测试（BET）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）解析活性炭的孔结构和表面特性,并探究活性炭对水溶液中亚甲基蓝（MB）的去除效果。研究结果表明：P-K-AC比P-AC、K-AC具有更大的比表面积（1 519.84 m²/g）和总孔体积（0.81 cm³/g）,P-AC、K-AC、P-K-AC的平均孔径分别为5.28、2.58、1.99 nm,P-K-AC以微孔为主,K-AC、P-AC均为介孔。3种活性炭表面均分布着丰富的含氧官能团和大量的无定型碳,为吸附MB提供了活性位点。在25 ℃条件下,将10 mg的P-AC、K-AC、P-K-AC分别加入50 mL质量浓度为100 mg/L的MB溶液中用于吸附MB实验。结果表明：P-K-AC的吸附效果最好,吸附率达到95%、吸附量为480.81 mg/g;其次是K-AC,吸附量为352.26 mg/g;P-AC吸附量最小,为225.01 mg/g。P-AC,K-AC、P-K-AC对MB的吸附过程都符合伪二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir等温吸附模型。     

文冠果活性炭水凝胶的制备及其吸附性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和文冠果活性炭(XSBAC)为原料,制备文冠果活性炭水凝胶(XSBACH),并应用于亚甲基蓝(MB)的吸附。利用比表面积分析仪(BET)、红外光谱仪(FTIR)等设备对XSBACH的结构进行表征。探讨了亚甲基蓝溶液的浓度、pH值、温度及时间对XSBACH吸附量的影响。结果表明,在吸附时间为120 min, MB溶液浓度为500 mg/L,反应温度为303 K时,XSBACH对MB的吸附量最大,为295.36 mg/g。吸附过程符合伪二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,在303～323 K温度范围内,XSBACH吸附MB的吉布斯自由能ΔG°<0、焓变ΔH°<0、熵变ΔS°<0,表明XSBACH吸附MB是一个自发的放热过程。     

煤基制备活性炭及其吸附性能研究

采用化学活化法,以太原无烟煤为原料,采用NaOH热解和活化两步法制备了高比表面积煤基活性炭。研究了NaOH与无烟煤比例对HSSAAC孔结构和吸附性能的影响,采用低温氮吸附法测定其比表面积和孔结构。结果表明,最好条件下制备样品比表面积为820.49m2/g,为高比表面积的煤基活性炭,苯酚吸附测试证实样品表现出优异的苯酚吸附性能,吸附值为298mg/g。通过NaOH化学活化方法,太原无烟煤成为具有良好吸附能力的高比表面积活性炭的良好前体。     

复合活化剂制备稻壳活性炭影响因素及特性

以稻壳为原料,ZnCl₂-CuCl₂为复合活化剂,制备稻壳活性炭,并以BET比表面积和吸附性能为指标,通过正交试验对制备的工艺条件进行优化,并对制得的稻壳活性炭采用氮气吸附等温线、X射线衍射仪(XRD)表征。结果表明,稻壳可以被制得大比表面积活性炭。影响活性炭比表面积和吸附性能最重要的因素是氯化锌浓度和活化温度,最佳制备工艺条件是氯化锌浓度5 mol/L,氯化铜浓度 0.4 mol/L,活化温度500 ℃,活化时间2 h。该条件下制得的稻壳活性炭比表面积为1 924 m²/g,碘吸附值为1 041 mg/g,亚甲基蓝吸附值为 188 mg/g。     

水蒸汽活化兰炭粉制备多级孔活性炭及性能表征

以兰炭粉为原料,水蒸汽为活化剂制备粉状活性炭。考察了水蒸汽流量、活化温度、活化时间、兰炭粉粒径对碘和亚甲蓝(MB)吸附值的影响。利用全自动吸附仪分析活性炭的比表面积和孔径分布,利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对活性炭表面官能团和活性炭的微晶结构进行表征。实验结果表明:活化温度、活化时间、水蒸汽流量和原料粒度对活性炭的收率和吸附性能都有较大影响。当兰炭粉粒径尺寸为0.9~1.0 mm、活化温度为800℃、活化时间为180 min、水蒸汽流量为50m L/h时,制备活性炭的碘吸附值最高达到1 109.48 mg/g,比表面积为786.82 m2/g。制得的活性炭以微孔和中孔为主,而且具有多级孔的特征。相对于兰炭粉而言,活性炭含氧、含氮官能团数量增多。     

生物发酵前处理生物炭对亚甲基蓝的吸附研究

原始生物炭由于比表面积小、官能团含量低，吸附性能受到影响。为提高生物炭的吸附性能，以棉秆生物质为基质，采用生物质微生物发酵前处理结合低温热空气碳化(TAT)技术制备高比表面积、高含氧官能团的生物炭，并通过扫描电镜(SEM)对发酵前后棉秆生物质的形貌进行表征，采用N₂吸附-脱附实验、傅里叶红外变换(FT-IR)、拉曼光谱对所制备生物炭的比表面积、官能团进行分析。结果表明，微生物发酵前处理所得的棉秆生物质表面附着大量微生物，微生物的分解作用破坏了生物质形貌结构，使所制备的生物炭的比表面积由0.01 m²/g提高至20.53 m²/g,C—O及其他含氧官能团含量大幅增加。吸附实验表明，微生物发酵前处理所得的棉秆基生物炭对亚甲基蓝(MB)的吸附容量为64.9 mg/g，是直接碳化制备的生物炭吸附容量的8倍；发酵前后棉秆生物质所制备的2种生物炭对MB的吸附均符合准二级动力学模型，其吸附过程受生物炭活性位点数和生物炭层状结构的控制；羟基在生物炭和MB之间的相互作用中起着关键作用，是主要的活性吸附位点。     

煤质成型活性炭的制备及其吸附性能研究

以神木烟煤为原料,煤沥青为黏结剂,在较低浸渍比下采用KOH和ZnCl_2活化法制备成型活性炭,利用低温(77 K)N_2吸附法对活性炭的比表面积及孔结构参数进行表征,考察浸渍比对活性炭孔结构的影响及其液相吸附性能,并对比分析两种化学活化法所制活性炭结构与性能的差异.结果表明,在相同浸渍比下,KOH活化法所制成型活性炭的比表面积、总孔容及碘吸附值均高于ZnCl_2活化法.当浸渍比为1.0时,采用KOH活化法可制备出表面积为811 m~2/g,总孔容为0.513 cm~3/g,中孔比例为23.6%,碘吸附值为1 125 mg/g的成型活性炭;采用ZnCl_2活化法可制备出表面积为472 m~2/g,总孔容为0.301 cm~3/g,中孔比例为30.6%,碘吸附值为527 mg/g的成型活性炭.两种活化法所制成型活性炭的孔径主要分布在1.2 nm~2.0 nm的微孔和3.6 nm~4.5 nm的中孔范围内.     

低温干馏椰壳活性炭对苯气体的吸附研究

以椰壳为原料,经过低温干馏、活化,制备了椰壳活性炭。以苯作为吸附质,对制备的椰壳活性炭进行了吸附实验,探索温度对椰壳活性炭吸附性能的影响以及活性炭微观吸附机制,采用比表面积及孔径对椰壳活性炭进行了表征。结果表明,30℃时所制备的活性炭对苯的饱和吸附量为437.0 mg/g,合适的再生温度为150℃。所制备的椰壳活性炭最大比表面积为1 860 m²/g, BJH孔径为48 nm。吸附曲线表明,椰壳活性炭吸附属于BDDT分类中的Ⅱ型;在温度(T)<40℃或压力(P/P_0)>0.5时,椰壳活性炭对非极性苯分子的吸附类型由初始的单分子层吸附转变为多分子层与毛细管凝聚相结合的物理吸附,有利于提高活性炭对苯的吸附效果。     

氯化锌-水蒸气协同活化玉米芯制活性炭的研究

以宁夏农业废弃物玉米芯为原料，制备对亚甲基蓝(MB)吸附性能最优条件下的氯化锌活性炭(ZnAC)，并在此条件基础上利用氯化锌-水蒸气来协同活化制备不同活化温度下的活性炭(ZnHAC)。利用BET、XRD、FT-IR和SEM分析ZnAC和ZnHAC的结构和表面特性，阐释活化机理。结果表明：ZnCl₂单独活化玉米芯的最佳条件为活化温度为500℃、活化时间为1 h、锌料质量比为1.5∶1；所制活性炭的比表面积为2 299.75 m²/g，累积总孔容为1.28 cm³/g，对MB吸附量为531.56 mg/g；此活性炭介孔率高达95%以上，且随着温度的升高，介孔率都有所增加，说明提高温度有利于介孔的形成。相对于ZnAC_T-1.5-1，通入水蒸气之后ZnHAC_T-1.5-1的比表面积和孔容都有明显增大，其中ZnHAC_800-1.5-1的比表面积比ZnAC_800-1.5-1增加了349 m²/g，而介孔孔容、总孔容及孔径近乎...     

CO_2活化制备椰壳基活性炭

以600℃下炭化2h后的椰壳炭化料为原料,通过CO2活化制备椰壳基活性炭,研究了活化温度、活化时间、CO2流量对活性炭得率及其吸附性能的影响。同时测定了该活性炭的N2吸附等温线,通过非定域化密度函数理论表征活性炭孔径分布。在适宜的工艺条件,所制备活性炭的得率为24%,碘吸附值为1428mg/g,其比表面积、总孔容积、微孔容积分别可达:1653m2/g,1.045cm3/g,0.8582cm3/g,且以2nm以下的微孔为主,产品性能达到了双层电容器专用活性炭(LY/T1617—2004)标准。     

生物质活性炭的制备及其对印染废水处理效果的研究

以玉米芯纤维浆为原料,在不同磷酸浓度下采用微波法制备了3种生物质活性炭,考察生物质活性炭对印染废水的吸附性能,并研究生物质活性炭的等温吸附、动力学吸附特性。结果表明:玉米芯纤维浆经30 mL 60%磷酸活化,制备的生物质活性炭吸附性能最佳,该活性炭比表面积为250.534 m~2/g,总孔体积为1.914 cm~3/g。生物质活性炭易吸附模拟印染废水中的甲基橙和酸性大红GR,对甲基橙和酸性大红GR的去除率分别为99.64%和98.71%。生物质活性炭的等温吸附更接近Langmuir模型,吸附方式更接近于单分子层吸附,动力学吸附更符合拟二级动力学方程。