超临界水活化褐煤制取活性炭

以超临界水（SCW）活化褐煤制取活性炭为目的,在半连续SCW反应装置上,研究了活化温度（600℃～700℃）、压力（0.1MPa～30MPa）和KOH添加量（质量分数为0%～15%）对小龙潭褐煤所制活性炭吸附性能和孔结构的影响。结果表明：升高活化温度有利于煤转化率、活性炭BET比表面和碘吸附值的增加,同时中孔比例也明显升高。与相同温度下常压水蒸气活化相比,SCW活化反应有利于活性炭的吸附性能和中孔比例的升高。650℃时活化压力由0.1MPa升至25MPa,活性炭BET比表面增加74%,中孔所占比例增加38%左右。煤中添加质量分数10%KOH可进一步促进孔隙生成,活性炭BET比表面可达825m^2/g。此外,KOH还可与煤中的矿物质发生反应,通过酸洗脱除活性炭中的灰分至质量分数2%以下。     

以超临界和亚临界水活化掺金属化合物的酚醛树脂制备球形活性炭(英文)

以掺稀土金属化合物氯化铈的酚醛树脂为原料,采用超临界和亚临界水活化制备了具有较好中孔结构和机械强度的球形活性炭。通过77K氮气吸附对所制球形活性炭进行表征,并研究不同活化方法、活化条件对其孔隙结构的影响。结果表明:氯化铈具有催化作用,在超临界水环境下促进了孔结构的发展,优势中孔分布于4nm和7nm;而活化方法和活化压力对孔结构的影响较小。     

活化条件对酚醛基活性炭布结构及其电化学性能的影响

以实验室自制的酚醛基纤维布为原料,通过水蒸气活化制备了系列酚醛基活性炭布(ACCs),利用低温N_2(77K)吸附法测定了所制活性炭布的孔结构,将所制备的活性炭布用做超级电容器电极材料,用恒流充放电法和交流阻抗技术考察了所制模拟电容器的电化学性能(电解液:1M(CH_2CH_3)_3CH_3NBF_4/PC).结果表明:随着活化温度的升高或活化时间的延长,所制活性炭布的比表面积和平均孔径增大,中孔比表面积也得到明显提高.活性炭布的比电容随着比表面积的增加而增大,其中950℃活化90min的样品在50mA·g~(-1)电流密度下的比电容达到158F·g~(-1).电容保持率(C_(500)/C_(50))随着样品中孔比表面积的增加而增大,900℃活化120min的样品的电容保持率达到91.1%;随着平均孔径的增大,表征电极导电性的参数IR降减小.     

混合活化制备稻壳基活性炭研究

以脱硅稻壳灰为原料,采用混合活化法制取活性炭,通过4种单一活化剂物料比的实验,确定了最佳物料比为1∶3;设计了5种混合活化的配比方案,实验结果表明在NaOH&Na2CO3和KOH&K2CO3配比为2.5∶0.5时碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别达到最优,说明辅助活化剂的加入可有效提高稻壳基活性炭的吸附性能。在总物料比和活化剂混合配比确定的条件下,进行了浸渍液质量分数、活化温度、活化时间3个单因素实验,结果显示,浸渍液质量分数为30%、活化温度为500℃、活化时间为40min时活化效果最佳,其中碘吸附值最高可达1528.76mg/g,可知混合活化对制备稻壳基活性炭有显著作用。     

酚醛基活性炭布的制备及电化学性能研究

以实验室自制的酚醛基纤维布为原料,以二氧化碳为活化剂制备了系列酚醛基活性炭布(Activated Carbon Cloths,ACCs),利用低温N2(77K)吸附法测定了所制活性炭布的孔结构,并将所制得活性炭布用做超级电容器电极材料,采用恒流充放电法和交流阻抗技术考察了所制模拟电容器的电化学性能(电解液:1 M(CH...     

磷酸活化碱木质素制备活性炭

以造纸黑液回收的碱木质素为前驱体,经磷酸活化制备低成本的木质素活性炭,对活性炭进行比表面积、孔结构及形貌的表征;考察活化温度、磷酸与碱木质素浸渍比、活化时间以及N2流量对活性炭产率及孔结构的影响。结果表明:磷酸活化碱木质素制备活性炭的产率都大于60%;在活化温度为550℃,磷酸与木质素浸渍比为1.5,活化时间3 h以及N2体积流量为75 m L/min时,活性炭比表面积达到1 139 m2/g;低成本的碱木质素是制备低成本活性炭的潜在的前驱体材料。     

酚醛树脂基球形炭活化特性的研究

通过常规的活化处理,成功制备出酚醛树脂基球形活性炭（ＰＨＳＡＣ）,研究了活化温度和活化时间对酚醛树脂基球形活性炭的烧失率、强度、孔结构特征的影响。结果表明,随着活化温度的升高和活化时间的延长,酚醛树脂基球形活性炭的烧失率、比表面积和孔容增大,强度下降。这种球形活性炭是以微孔为主的活性炭,其比表面积可达８００ ｍ ２／ｇ,孔容可达０．３５２ ｃｍ ３／ｇ。     

辅助活化法制备超级活性炭的机理

采用辅助活化法合成了大比表面、孔隙结构发达的超级活性炭.详细考察了碱金属和碱土金属的卤化物在活化过程中的辅助活化作用,并利用快速中止反应技术探索了辅助活化机理.结果表明:助活化剂中阳离子的半径及还原后相应金属的还原能力强烈影响着活性炭的孔分布;而阴离子的存在起到调变电子助剂的作用,能够提高活化中心的活化能力.在低温活化段助活化剂主要促进了孔口的扩张,而中、高温活化段推动了径向活化过程.     

氯化锌活化法制备木质活性炭研究

采用氯化锌活化法在不同操作条件下制备木质活性炭产品,通过实验测定相应的活性炭得率及活性炭的碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值.分析研究了氯化锌活化法制备活性炭工艺过程中各种操作参数如浸渍比、活化时间和活化温度对活性炭的得率、活性炭碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值的影响.实验结果表明,浸渍比是氯化锌活化法制备活性炭的最重要的影响因素.综合考虑活性炭的得率和吸附性能受活化操作参数的影响规律,探讨了氯化锌活化法制备木质活性炭的最优操作参数.在实验范围内,选择氯化锌活化法制备木质活性炭的浸渍比100%,活化温度500℃左右和活化时间60～90min比较适宜.     

中药渣制备活性炭及其工艺优化

以中药渣为原料,采用真空化学活化法制备活性炭,并以活性炭的亚甲基蓝和碘吸附值为优化指标,选用Doehlert设计安排实验,在合适的范围内,对影响ZnCl2活化法最重要的两个因素活化温度和浸渍比进行了优化。结果表明,在实验条件范围内,对于所有的响应,活化温度的影响均大于浸渍比,且两者对活性炭产率的影响都不大。得到的最优条件为活化温度474℃,浸渍比1.225,在此条件下制得活性炭的亚甲基蓝值和碘值分别为316 mg.g-1和994 mg.g-1,与理论模型计算值非常接近。和普通商品活性炭相比,用该实验方法所制活性炭具有更好的实际吸附效果。     

海枣核CO2活化和磷酸活化制备活性炭及其结构、吸附性能（英文）

由于具有很大的吸附容量,多孔炭材料是优良的吸附剂。笔者试图比较海枣核分别经CO2活化和磷酸活化所制活性炭的结构和吸附性能。活化过程和工艺条件对炭的物理化学性质影响较大,根据文献报道的结果选取了优化的工艺参数。基于氮气吸附等温线、SEM、FT-IR等分析结果,评估了活性炭的结构特征,吸附性能则由亚甲蓝吸附值表示。CO2活化得到了微孔活性炭,产率为44%、BET比表面积是666 m2·g-1;磷酸活化得到了产率为14.8%的中孔活性炭,BET比表面积为725 m2·g-1。CO2活化活性炭的平均孔径是1.51 nm,磷酸活化活性炭的则为2.91 nm。活性炭的亚甲蓝吸附等温线分别用Langmuir等温线和Freundlich等温线进行了验证,在优化工艺条件下制备的CO2活化炭和磷酸活化炭的亚甲蓝w单分子吸附容量分别为110 mg·g-1和345 mg·g-1。然而,磷酸活化产生的亚甲蓝吸附值最高达455 mg·g-1。     

孔结构对煤基活性炭电极材料电化学性能的影响(英文)

以太西无烟煤为前驱体,NaOH为活化剂制备电化学电容器电极材料。采用N2吸附法及电化学测试对活性炭的孔结构和电化学性能进行了表征。在1mol/L(C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯有机电解液体系中,研究了孔结构对活性炭电极材料的电化学性能的影响。结果表明:以NaOH为活化剂可制备出比表面积943mol/L～2479mol/L、比电容57F/g～167F/g的活性炭电极材料。活性炭电极材料的比电容不仅取决比表面积,而且与活性炭的孔径分布有关。孔径为2nm～3nm的中孔的存在可以有效降低电解液的扩散阻力,提高电极材料比表面积的利用率,从而使电容器的电化学性能得到增强。     

通过与热塑性树脂共热处理来改造性炭的孔结构研究

三种具有不同比表面积的活性炭-椰壳基AC-C、粒状AC-P和竹基AC-B分别与四种热塑性前驱体(改性剂)-聚乙烯醇(PVA),羟基丙基纤维素(HPC),柠檬酸(CiA),含氟聚酰亚氨(FPI)混合后,在900℃热处理1h.通过氮气吸附法和扫描电镜对改性后活性炭的孔结构进行了表征.实验发现,热塑性树脂对活性炭AC-B的孔结构改性最显著;而另外三种改性剂PVA,HPC和CiA的改性结果使得AC-B的表面积降低,这是由于对其微孔结构改性效果不同所引起的:PVA可消除所有微孔,HPC可以有效消除极微孔,而CiA仅减少极微孔体积,但增加了超微孔体积.一方面,30%CiA的添加量,导致AC-B的外表面积增加了170%;另一方面,改性剂FPI通过增加极微孔,使其表面积增加达2倍之多.通过选择改性剂,能够改变活性炭基体中的微孔孔径分布,实际上是通过增加或减少其中的极微孔来实现.     

通过与热塑性树脂共热处理来改造活性炭的孔结构研究

三种具有不同比表面积的活性炭—椰壳基AC—C、粒状AC—P和竹基AC—B分别与四种热塑性前驱体（改性剂）—聚乙烯醇（PVA），羟基丙基纤维素（HPC），柠檬酸（CiA），含氟聚酰亚氨（FPI）混合后，在900℃热处理1h。通过氮气吸附法和扫描电镜对改性后活性炭的孔结构进行了表征。实验发现，热塑性树脂对活性炭AC—B的孔结构改性最显著；而另外三种改性剂PVA，HPC和CiA的改性结果使得AC—B的表面积降低，这是由于对其微孔结构改性效果不同所引起的：PVA可消除所有微孔，HPC可以有效消除极微孔，而CiA仅减少极微孔体积，但增加了超微孔体积。一方面，30％CiA的添加量，导致AC-B的外表面积增加了170％；另一方面，改性剂FPI通过增加极微孔，使其表面积增加达2倍之多。通过选择改性剂，能够改变活性炭基体中的微孔孔径分布，实际上是通过增加或减少其中的极微孔来实现。     

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。     

Characterization and use of high surface area activated carbons prepared from cane pith for liquid-phase adsorption

Carbonaceous adsorbents with controllable surface areas were chemically activated with KOH at 780 degrees C from char that had been carbonized from cane pith at 450 degrees C. The pore properties including the BET surface area, pore volume, pore size distribution, and mean pore diameter of these activated carbons were characterized and derived using the t-plot method based on N(2) adsorption isotherms. The activated cane pith carbons, with KOH/char ratios of 2-6, exhibited BET surface areas ranging from 912 to 2299 m(2) g(-1). The scanning electron microscopic (SEM) observations revealed that the surface morphology of honeycombed holes on all activated cane pith carbons was significantly influenced by the KOH/char ratio. The adsorption kinetics and equilibrium isotherms of acid blue 74, methylene blue, basic brown 1, p-nitrophenol, p-chlorophenol, p-cresol, and phenol from water at 30 degrees C on the activated carbons were studied. The adsorption kinetics were suitably described by a simplified kinetic model, the Elovich equation. All adsorption equilibrium isotherms were in agreement with the Langmuir equation, and were used to compare the covered area (S(c)/S(p)) of the activated carbons at different KOH/char ratios. The high-surface-area activated carbons were proven to be promising adsorbents for pollution control and for other applications.     

Arsenic removal by iron-doped activated carbons prepared by ferric chloride forced hydrolysis

Ferric chloride forced hydrolysis is shown to be a good method for increasing the iron content of activated carbons (ACs). Iron content increased linearly with hydrolysis time, and ACs with iron content as high as 9.4 wt.% at 24 h hydrolysis time could be prepared. The increase in iron content did not produce any modification in the textural parameters determined by nitrogen adsorption at 77 K. Iron-based nanoparticles, homogeneous in size and well-dispersed in the carbon matrix, were obtained. Nanoparticles forming iron (hydr)oxide agglomerates at the outer surface of the carbon grains at hydrolysis times higher than 6 h were also produced.