KOH活化法制备汉麻秆活性炭及其微孔结构的研究

采用生物质材料制备比表面积大、微孔结构发达的活性炭,对于缓解资源紧缺、拓展活性炭在气相吸附和双电层电容器等方面的应用具有重大意义。以汉麻秆为原料、KOH为活化剂制备活性炭,通过正交试验探讨碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭得率和碘吸附值的影响;采用场电镜、孔径分析仪对样品的微孔结构进行分析。结果表明,影响活性炭得率和碘吸附值的最显著因素分别为碱炭比和活化温度,在碱炭比4∶1、活化温度900℃、活化时间为0.5h的条件下,活性炭得率为72%、碘吸附值为2 047mg/g,比表面积为1 924.08m2/g,总孔容为1.01cm3/g,平均孔径为2.1nm;该活性炭的微孔结构发达(微孔率为81.19%),孔径分布较窄,同时存在超微孔和极微孔,且极微孔含量很高。     

稻壳基活性炭的制备及其CO2吸附性能

通过探究不同的实验条件对所制备的活性炭性能的影响,确定了稻壳活性炭的最佳制备工艺条件为炭碱比(PAM)1:2、活化温度800℃、活化时间30 min.研究活性炭对CO2的吸附特性表明活性炭对CO2的吸附以物理吸附为主.X射线光电子能谱分析(XPS)、微观形貌观察及红外光谱分析表明K O H具有优异的造孔能力,可有效去除...     

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。     

NaOH活化法制备高比表面积稻壳活性炭

以农业废弃物稻壳为原料,NaOH为活化剂,制备了中孔发达的高比表面活性炭,研究了碱炭比、活化温度对样品碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响;采用SEM、TEM表征了活性炭的形貌,通过BET法计算了活性炭的比表面积,BJH方程计算出活性炭的孔径分布.结果表明,在碱炭比为3∶1、活化温度为750℃的工艺条件下制备的稻壳活性炭同时具有较高的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值;稻壳活性炭比表面积高达2164m2/g,中孔含量达到63.67%,总孔容达到1.544mL/g.     

稻壳制备活性炭的研究

随着环保问题的日趋重视,各行业对活性炭的需求逐年增加。稻壳是制备活性炭的良好材料,但它的灰分高,如果不对其进行降灰处理,难以制备高质量的活性炭。通过用 Ｎａ Ｏ Ｈ 除灰,制备活性炭实验,研究了 Ｎａ Ｏ Ｈ 溶液浓度、温度、浸渍时间对除灰效果的影响及灰分对活性炭吸附性能的影响。经除灰后,当稻壳炭的灰分为３７．３１％ 、１７．３５％ 和５．６３％ 时,制备的活性炭的碘值分别为７４９．０ ｍ ｇ／ｇ,９９７．０ ｍ ｇ／ｇ 和１ １２７．０ ｍ ｇ／ｇ。     

预活化时间对稻壳基活性炭结构和电化学性能的影响

以农业废料稻壳为碳源,氢氧化钠为活化剂,采用干法两步活化法制备活性炭。X射线衍射分析表明该法能有效去除稻壳中的灰分,提高活性炭的孔隙率。扫描电镜结果表明,活性炭具有发达的孔隙结构。以活性炭制备超级电容器的电极,并组装成扣式电容器。采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等测定超级电容器的电化学性能,并着重探究了预活化时间对活性炭的结构及电化学性能的影响。结果表明,预活化时间为120 min的活性炭的比电容最大,在0.25 A/g电流密度下,可达219F/g,经过1 000次循环后,其电容保持率仍达85.4%。这表明活性炭电极具有较理想的电容特性,且循环性能稳定。     

不同炭化温度的稻壳炭对稻壳炭/高密度聚乙烯复合材料的影响

为了考察不同炭化温度的稻壳炭对稻壳炭/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响,利用马弗炉制备了不同炭化温度(200℃,300℃,400℃,500℃,600℃)的稻壳炭,以该稻壳炭为填料,采用注塑成型的方法制备了稻壳炭/HDPE复合材料,并对其性能进行对比分析。傅里叶变换红外光谱与扫描电镜分析表明,600℃炭化温度的稻壳炭的极性最低,孔结构最完善;熔融结晶分析表明,稻壳炭的加入有利于提高HDPE的相对结晶度;力学性能与动态力学热分析表明,600℃炭化温度的稻壳炭/HDPE复合材料的弯曲强度(45.37 MPa)、刚性及弹性最强,但是不同炭化温度的稻壳炭对稻壳炭/HDPE复合材料的拉伸强度影响不大。     

CO2活化-碱液沸煮制备高介孔率的稻壳活性炭

以CO2活化-碱液沸煮新工艺制备高介孔率的稻壳活性炭,即先以CO2活化,后用NaOH溶液沸煮;采用正交试验研究CO2流量、CO2活化时间、NaOH浓度、NaOH沸煮时间、液固比对活性炭碘值的影响,并优化制备条件;采用N2吸脱附法表征活性炭;探讨孔隙发展机理。结果表明:采用CO2活化-碱液沸煮工艺,可以在无机碱不必经历高温过程的情况下制得介孔率高达79%的稻壳活性炭,其比表面积、孔容积、产率分别达到899m2/g、0.783 cm3/g、26.2%。     

微孔结构与表面改性对活性炭吸附储氢能力的影响

研究了椰壳基活性炭微孔结构和化学改性对其储氢能力的影响。结果表明,物理活化的椰壳基活性炭用HF或NH3.H2O处理后可提高活性炭的吸氢能力,用HNO3处理后吸氢能力几乎没有什么变化,而用H3PO4处理后吸氢能力却有明显的下降。活性炭的比表面积、孔径分布和表面性质都会影响其吸附氢气的能力,其中,比表面积是最主要的影响因素。     

酚醛树脂/活性炭基微孔炭膜制备及结构调控

以酚醛树脂和活性炭为主要原料,甲基纤维素为黏结剂,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为造孔剂,采用压模成型及一步炭化法制备高比表面积酚醛树脂/活性炭炭基微孔炭膜(PRCM),通过调节原料配比及制备工艺参数等实现微孔炭膜结构的可控制备.结果表明,当酚醛树脂质量分数为45%,炭化温度1 150℃,PVB添加质量分数20%时,酚醛树脂/活性炭微孔炭膜的抗折强度、电导率、孔隙率、纯水通量和比表面积分别为8.2 MPa、400.3μS/cm、44.2%、93 L/(m~2·h)和370.2 m~2/g.此外,采用溶胶-凝胶法将纳米TiO_2负载微孔炭膜制备电催化膜电极(TiO_2/CM).在相同配比和制备工艺条件下,对比煤基、煤沥青/活性炭以及酚醛树脂/活性炭三种原料所制备电催化炭膜的电化学和电催化降解苯酚性能.结果显示,TiO_2/PRCM具有最优的电化学活性和催化降解效率.以其所构建的ECMR处理10 mmol苯酚废水时,COD和苯酚去除率分别可达86.5%和94.6%.这是因为PRCM具有较高的比表面积和石墨化程度,导致其具有较高的催化效率.酚醛树脂/活性炭炭基微孔炭膜在含酚废水过程中展现了良好的电化学和机械性能.     

稻壳源白炭黑/炭黑并用对天然橡胶协同补强作用研究

通过扫描电镜观察了稻壳源白炭黑(RHS)在天然橡胶(NR)交联体系中的分散,显示RHS作为刚性补强粒子微观呈纳米尺度均匀分布,这是补强作用的基础。依据非平衡态分子动力学原理,探究了RHS纳米粒子与炭黑(CB)对NR的协同补强作用机理。通过研究双相填料(RHS/CB)对NR协同补强作用,不同的RHS/CB比例对协同补强作用影响较大,适宜的用量比不仅提高物理力学性能,同时改善动态力学性能。     

低温稻壳灰可控制备及复合水泥研究

采用可控式低温稻壳灰制备装置研究了各种因素对稻壳灰产品的影响;X射线及SEM表征表明,制得的低温稻壳灰为无定形态,且颗粒粒度范围为50～100nm.将低温稻壳灰作为水泥掺合料,与硅灰和粉煤灰对比得到:低温稻壳灰对混凝土强度具有明显的提高效用;当水灰比一定,低温稻壳灰掺入量小于20%(质量分数)时,硅灰与稻壳灰的增强效果相近,可以用稻壳灰代替硅灰.     

单分散氧化铅掺杂稻壳活性炭的制备及析氢行为

以稻壳活性炭(ARC)为载体,通过浸渍化学结合法在稻壳活性炭上生成纳米结构的铅颗粒,经煅烧得到单分散氧化铅掺杂稻壳活性炭(PRC)。采用XRD、TEM和氮气吸脱附曲线等方法对上述碳材料进行了表征,结果表明:PRC表面均匀分布有约15nm的氧化铅颗粒,含量为14(m)%。氧化铅掺杂后,ARC的比表面积由988m~2/g下降为732m~2/g。通过线性扫描伏安法(LSV)和稳态极化曲线Tafel响应线性拟合,PRC的析氢动力学参数a值增大了18%,j~0减小了近7倍,抑制析氢效果显著。     

Experimental and Simulation Studies on Milling of Rice Husk

A study was conducted to investigate the size reduction characteristics of rice husk in a batch ball mill. The most popular population balance model was chosen for the analysis. The model parameters are the breakage distribution function (β) and breakage rate function (α). Experiments are conducted with three different feed sizes of rice husk at three different ball charges. From the experimental data, the best fitting breakage distribution function parameter is found. The breakage rate function parameters with process variables such as feed size, ball charge were calculated. The best correlation for the parameter with process variables was obtained by multiple linear regression analysis. Additional experiments were also conducted at different process conditions to verify the correlation. The accuracy of the correlation is also verified for pet coke data of Ray (2000 Ray , P. 2000 . Studies on size reduction characteristics of petcoke using a ball mill. M.Tech. thesis, Indian Institute of Technology Madras, India.  [Google Scholar]). The correlation describes the experimental data with acceptable accuracy for rice husk and also for pet coke data within the range of process variables studied in this investigation. The calculated values of the breakage rate obtained through the developed correlations have been compared with the respective experimental values with root mean square error of 1.25% and correlation coefficient of 0.95. It is also found that the calculated values agree well with the experimental values.     

用稻壳制备亚甲基蓝高吸附容量的超高比表面积活性炭

活性炭因具有高比表面积和丰富的孔结构而被广泛应用于吸附水处理中的污染物。稻壳具有独特的组成和微观结构, 是制备活性炭的优质碳源。以稻壳为原料, 利用过饱和KOH溶液的预活化和活化双重作用, 在不同温度下制备出超高比表面积活性炭。随着活化温度的升高, 活性炭的比表面积和总孔容逐渐增大。900 ℃下制得的活性炭具有超高比表面积, 达到3600 m²/g, 总孔容为3.164 cm³/g, 明显优于商用活性炭(YP-80, 比表面积为1310 m²/g, 总孔容为0.816 cm³/g)。具有最高比表面积的稻壳活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量达到983 mg/g, 几乎是YP-80 (525 mg/g)的两倍。通过吸附动力学拟合, 吸附亚甲基蓝的过程与拟二级动力学模型一致, 表明该过程为化学吸附。     

稻壳裂解制备SiO2气凝胶的研究

稻壳在稀盐酸中沸煮、干燥后，于540℃裂解，制得了一种SiO2气凝胶。ICP-AES测定结果表明了该气凝胶中SiO2质量含量为99.99%，激光粒度仪测定其体积平均粒径为20.77μm，BET法研究表明了该气凝胶的比表面积为251m^2/g。并利用XRD、IR和SEM研究了稻壳在制备气凝胶过程中的结构变化。     

稻壳灰显微结构的研究

采用SEM TEM(SAD)技术 ,首次揭示了稻壳灰的显微结构 :稻壳灰由纳米尺度的SiO2 凝胶粒子(～ 5 0nm)疏松地粘聚而成。稻壳灰结构中除了以往报道过的微米尺度的蜂窝孔 (～ 10 μm)外 ,还含有大量由SiO2凝胶粒子非紧密粘聚而形成的纳米尺度孔隙 (<5 0nm)。纳米尺度的SiO2 粒子和纳米尺度的大量孔隙是稻壳灰具有巨大的比表面积 (5 0～ 10 0m2 g)和超高火山灰活性的根本原因     

Characterization of Biogenic Silica Generated by Thermo Chemical Treatment of Rice Husk

This study presents two routes to produce amorphous silica from an Egyptian rice husk under conditions optimized for least environmental impact and low cost. The first route includes thoroughly washing of the husk sample with water, dry milling and leaching with citric acid. The leaching process was applied in two stages, that is, at 323 K for 180 min and then at 353 K for 60 min. After washing and drying, the leached sample was subjected to a heat treatment in a muffles furnace at four sequential steps. The second route includes all the previously mentioned steps, except the citric acid leaching. The final products were characterized using x-ray fluorescence analysis, carbon content analysis, x-ray diffraction, differential thermal analysis, nitrogen adsorption, mercury intrusion, and scanning electron microscopy. The results show that the citric acid leaching has many advantages with respect to silica yield and porosity as well.     

稻壳裂解制备SiO2气凝胶的研究

稻壳在稀盐酸中沸煮、干燥后,于540℃裂解,制得了一种SiO₂气凝胶.ICP-AES测定结果表明了该气凝胶中SiO₂质量含量为99.99％,激光粒度仪测定其体积平均粒径为20.77μm,BET法研究表明了该气凝胶的比表面积为251m²/g.并利用XRD、IR和SEM研究了稻壳在制备气凝胶过程中的结构变化.