微波椰壳活性炭制作过程中的热分析研究

以椰壳炭为原料,水为活化剂,利用同步热重/差热分析仪(TG/DTA)对椰壳炭活化的机理、反应热效应以及微波辐照对微波椰壳活性炭制备的影响进行了探讨。结果表明:在40℃/min升温条件下,不同的椰壳炭都有一个吸热脱水失重阶段。浸渍后失重速率、活化点以及相应放热温度区间也随着增加。椰壳炭浸渍时间为48 h,在390~998℃失重达到32.048%,放热温度区间为153.62~855℃,放热效应有利于水蒸气与炭在800~900℃高温下的吸热活化反应,同时微波辐照能使水-椰壳炭迅速达到活化反应温度。当活化时间为3~5 min,水蒸气流量为3.5~5.5 mL/min时,微波椰壳活性炭的碘吸附值达到1 031 mg/g,亚甲基蓝吸附值达到10mL.0.1/g。研究结果为微波椰壳活性炭的制备提供了理论依据。     

氨解改性煤基活性炭电极材料的电化学性能

以印尼褐煤为原料、KOH活化法制备的煤基活性炭,采用氨水在高压条件下对其进行改性,应用N2吸附仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了活性炭的孔结构和表面化学性质,测定了活性炭制作的电极在3mol/L KOH电解液中的电化学性能.结果表明,经过氨水高压改性处理的活性炭的比表面积和孔结构变化不大,但改性后活性炭表面的N原子含量增多,活性炭表面负载上一定量的C-N,N-H和-NO2等含氮官能团;改性后活性炭的比电容可达348F/g,比改性前提高27%;改性后活性炭电极的导电性增强,循环充放电性能更好,在42.5mA/g的电流密度下经1 000次循环充放电,比电容的保持率可达98.9%.     

硝酸氧化改性煤基炭膜及其表面含氧官能团生成调控研究

采用硝酸氧化法对煤基炭膜表面进行氧化改性,通过X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)对炭膜表面含氧官能团进行定性和定量分析,研究氧化改性过程及工艺条件,来调控引入炭膜表面含氧官能团的种类和数量.研究结果表明:炭膜表面氧化程度与硝酸浓度和改性温度有关;整个氧化过程分为2个步骤,首先C-O和C=O等官能团被引入炭膜表面,然后其进一步氧化成COO官能团,其中第1步容易发生,而第2步则需要通过提高硝酸浓度和反应温度来实现.     

椰壳纳米纤维素晶须的氧化法制备

椰壳纤维资源丰富,然而纳尺度化的利用较少。采用氧化法制备椰壳纳米纤维素晶须的TEM结果表明,椰壳纤维的基原纤直径为6nm~10nm,长度为0.5μm~1.5μm;其微原纤直径为20nm~40nm,长度为1μm~4.5μm。X-ray衍射结果表明椰壳纤维的结晶形式为纤维素Ⅰ型,次氯酸钠-氢氧化钠溶液能更有效地分离提取纳米纤维素晶须,且该纳米晶须的结晶度约为52%。红外显微镜结果表明纳米纤维素晶须结晶度值的提高是因为木质素、半纤维素以及杂质的减少,实验用纤维素、半纤维素和木质素的含量分别约为40.16%,39.96%和19.88%。     

煤基活性炭比表面积表征研究

为了建立适用于不同类型及孔结构煤基活性炭比表面积的科学计算方法,用物理吸附分析法对宁夏煤基活性炭比表面进行表征,通过研究Langmuir比表面积和BET比表面积理论模型,探讨了两种比表面积表征结果的特点和原因．结果表明,同一材料的Langmuir比表面积大于BET比表面积,本质上是由于依据Langmuir方程得到的单层吸附量大于依据BET理论所求得的单层吸附量．     

改性煤基活性炭对Cr(VI)吸附性能的试验

研究以改性煤基活性炭为吸附剂对Cr(VI)进行静态吸附试验,探讨了吸附时间、溶液pH、吸附剂质量、Cr(VI)起始质量浓度对吸附剂吸附性能的影响.试验表明,煤基活性炭经改性后,对Cr(VI)具有良好的吸附性能;在室温时酸性条件下能快速达到吸附平衡,Cr(VI)去除率可达99%以上.改性煤基活性炭对Cr(VI)吸附效率明显提高.     

改性煤基活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的试验

研究以改性煤基活性炭为吸附剂对Cr（Ⅵ）进行静态吸附试验,探讨了吸附时间、溶液pH、吸附剂质量、Cr（Ⅵ）起始质量浓度对吸附剂吸附性能的影响．试验表明,煤基活性炭经改性后,对Cr（Ⅵ）具有良好的吸附性能;在室温时酸性条件下能快速迭到吸附平衡,Cr（Ⅵ）去除率可迭99％以上．改性煤基活性炭对Cr（Ⅵ）吸附效率明显提高。     

煤基活性炭载体预处理对甲醇气相氧化羰化合成DMC性能的影响

研究催化剂的浸渍制备方法、煤基活性碳载体、不同浓度HCl、HNO3预处理条件对甲醇气相氧化羰化合成碳酸二甲酯催化剂活性的影响。实验结果表明：分步浸渍法优于一步法;在已选择煤基AC载体中,以宁夏华辉AC3为载体制备的CuCl/AC催化效果最优,甲醇转化率为22.5%,DMC选择性为92.3%,DMC时空收率为131.2 g.kg^-1.h^-1;6 mol/L HCl预处理效果最好,甲醇转化率为24.1%,DMC选择性为94.7%,DMC时空收率为147.2 g.kg^-1.h^-1。     

煤基活性炭孔结构对电化学性能的影响

以太西无烟煤和灵武烟煤的配合煤为原料在硝酸锰存在下经水蒸气活化制备了活性炭,利用气体吸附仪和电化学工作站表征其孔结构及循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等电化学性能.结果表明,比表面积SBET小于900m2/g时,比电容与比表面积成正比,SBET大于900m2/g时,比电容与比表面积成反比;活性炭的总孔容和微孔孔容对比电容的影响与比表面积存在相似的规律;中孔对比电容的影响最为显著,比电容随中孔孔容的增加迅速增加,在0.11～0.14cm3/g区间增幅明显减小,大于0.14cm3/g后迅速减小;制备的煤基活性炭电极的电化学行为表现为双电层电容与准电容协同作用;活性炭电极接触电阻很小,最大约为0.8Ω.     

重铬酸钾改性煤基活性炭催化合成环己酮缩1，2-丙二醇缩酮

以环己酮和1，2-丙二醇为原料，重铬酸钾改性煤基活性炭为催化剂催化合成了环己酮1，2-丙二醇缩酮．并得到了较佳合成条件，环己酮为0．05mol，n（环己酮）：n（1，2-丙二醇）=1：2．0，催化剂用量为总反应物质量的2．9％（环己酮质量的7％），8．0mL环己烷作分水剂，反应时间为4．0h，产率为92．7％．结果表明，该催化剂具有较高的催化活性．     

工艺条件与活性炭性能

本文讨论了制备活性炭的工艺条件对活性炭性能的影响，着重阐述了气体活化法的工艺条件如炭化温度、活化温度、原料灰分、原料粉碎细度等对制品性能的作用。     

硫酸改性污泥活性炭对水中Cr6+的吸附

用硫酸改性污泥活性炭考察硫酸浓度及改性时间对活性炭吸附容量的影响,在最佳改性条件下研究了振荡时间、初始浓度、pH值对活性炭吸附Cr6+的影响.并对改性前后污泥活性炭吸附Cr6+的等温吸附特性、动力学模型进行分析.结果表明:采用体积比为1∶5的硫酸,改性2 h,活性炭对Cr6+吸附容量达9.44 mg/g,较原污泥活性炭提高了53%;改性前后污泥活性炭对Cr6+的吸附均符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型.     

负载金属球形活性炭吸附苯并噻吩的研究

通过负载不同过渡金属于阳离子交换树脂,再经焙烧及CO2活化,制备负载金属球形活性炭吸附剂,并采用间歇床实验研究制备条件与脱硫条件对吸附剂脱硫性能的影响.结果表明:3类负载金属球形活性炭C-Fe、C-Ni和C-Cu的最佳炭化温度分别为430℃、450℃和440℃;对苯并噻吩的平衡吸附硫容分别为14.33 mg/g、12.97 mg/g和10.22 mg/g;吸附时间为4 h.当剂油质量比分别为0.15、0.17、0.22时,脱硫率达到最大,分别为67%、63%、54%.采用乙醇超声清洗和焙烧的方法,经3次再生处理后,吸附剂脱硫活性显著降低.     

活性炭低温氧/氮等离子体表面改性的研究

利用低温氧、氮等离子体将商品活性炭进行表面改性,采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和电位滴定法分析、测定改性前后活性炭表面官能团的种类与数量.结果表明,同功率下P-O2改性时活性炭烧失率远比P-N2改性的高;在P-O2改性过程中,活性炭烧失率随等离子体发生功率的增大而升高,而在P-N2改性过程中,活性炭烧失率随着等离子体发生功率的变化有一峰值,该峰值在低功率范围内随功率的增大而增大,在高功率范围内随功率的进一步增大反而降低.活性炭经P-O2改性在炭表面上引入了大量的含氧官能团,经P-N2改性的活性炭随着活性炭表面改性强度的提高,表面含氧酸性官能团逐渐减少,含氮官能团逐渐增加,获得了富含硝基、胺基和酰胺基的活性炭.     

微波活化甘蔗渣合成活性炭及其电化学电容特性

以甘蔗渣为原料,ZnCl2为活化剂,分别采用微波加热活化和管式炉加热活化制备了一系列活性炭材料,并研究了微波活化法制备的活性炭在水或离子液体电解液体系中的电容特性.氮气吸附测试表明:活化剂的浓度与活性炭的孔结构密切相关,加热方式对孔径结构的影响不大,但微波活化法在加热效率和均匀性方面具有明显的优势.当活化剂的浓度从20wt%增大到60wt%时,活性炭的平均孔径从2.5nm逐渐增大到7.0nm.电化学测试表明:在离子液体中炭材料的电容性能与其孔径大小密切相关,孔径尺寸越大,其电容性能越好.离子液体电容器能提供远高于水相电容器的能量密度.AC60在功率密度为2.5kW/kg时,仍能提供9.2Wh/kg的能量密度.     

椰壳制备活性炭负载氧化铜处理酸性大红GR染料废水

以海南废弃椰壳为原料,采用化学活化法（H3PO4为活化剂）制备椰壳粉末活性炭负载氧化铜催化剂处理酸性大红GR染料废水。研究了椰壳粉末活性炭的制备及负载金属氧化铜的工艺条件,用单因素实验法分别考察了磷酸浓度、液固比、活化温度、活化时间、焙烧温度、焙烧时间以及硝酸铜用量对废水中COD和色度去除率的影响。结果表明：制备椰壳粉末活性炭负载氧化铜催化剂的最优条件为：磷酸浓度65％,液固比3：1,活化温度600℃,活化时间2．5h,硝酸铜溶液（0．5mol·L-1）用量15mL,焙烧温度300℃,焙烧时间2．5h。用此条件下制备的样品处理废水可使COD和色度的去除率分别达到97．48％和99．98％,其相应的出水指标分别为16mg·L-1和5倍数,均达到我国纺织染整工业污染排放标准GB4287--92规定的一级排放标准。     

水稻秸秆和椰壳生物质碳对菲的吸附动力学对比

以水稻秸秆为前驱物质,在700 ℃高温条件下酸处理制备含灰分和去除灰分的2种水稻秸秆生物质碳吸附剂; 对这2种生物质碳的内部结构与表面形态进行粒度与扫描电镜显微观察与分析,并与椰壳生物质碳进行对比; 然后,以菲为目标污染物,采用批处理试验方法,系统考察上述3种生物质碳对菲的吸附性能及其结构特征的异同。结果表明:酸处理制成的去除灰分水稻秸秆生物质碳有效提高了比表面积、孔容与碳含量; 水稻秸秆生物质碳对菲的吸附能力很强,并且吸附率很快,在1 min内吸附率就可达到70%; 上述3种生物质碳对菲的吸附能很好地遵循伪二级动力学方程,而且伪二级吸附速率常数随菲初始质量浓度的增大而逐渐减小,说明其主要受颗粒内部扩散控制。由此可见,酸处理水稻秸秆生物质碳是一种理想的污染土壤修复材料。     

Melamine Modification of Spherical Activated Carbon and Its Effects on Acetylene Hydrochlorination

Commercial spherical activated carbon(SAC) was modified by impregnation to enhance the catalytic properties of SAC in acetylene hydrochlorination through melamine modification. Different modification conditions for SAC with nitrogen were compared by changing the SAC-Melamine ratios. The effect of carbonization temperature on the modification was also investigated. Surface chemistry and adsorption properties of the modified and unmodified SACs were studied by scanning electron microscope(SEM), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), elementary analysis, BET, and temperature-programmed desorption(TPD). Moreover, the catalytic properties of SAC in acetylene hydrochlorination under differently modified conditions were also investigated. Elemental analysis showed that the nitrogen content of the modified SAC was greatly improved. XPS revealed that nitrogen mainly exists in Pyrrole nitrogen and Pyridine nitrogen. TPD showed that desorption of C2H2 was changed by modification. The conversion rate of acetylene was up to 70% under the following reaction conditions: temperature, 150 ℃; C2H2 hourly space velocity(GHSV), 36 h-1; feed volume ratio V(HCl)/V(C2H2) = 1.15. The catalytic properties of SAC were improved significantly via melamine modification.     

微波辐照蚕豆壳制造活性炭

研究了微波辐照蚕豆壳制造活性炭新工艺。实验结果表明，微波工艺所需时间仅为传统工艺的１／４５，而所得活性炭产品的亚甲蓝脱色力为国家标准一级品（ＬＹ２１６－７９）的１．５倍。