用磷酸活化褐煤制备活性炭

用磷酸浸渍一步炭活化法对云南先锋褐煤制活性炭进行了研究，结果表明，磷酸加热浸渍对褐煤有较强的活化能力，在浸渍磷酸水溶液中添加硫酸能使产品活性炭的碘吸附值增加45％，但也会使碳损失增加5％～8％。用浓度为40％～60％的磷酸和9％褐煤质量的硫酸添加剂溶液，在80℃浸渍14h，400～430℃炭活化2min即可使褐煤完全活化，得到的活性炭碘吸附值大于800mg／g，产率高于45％。     

用煤焦油沥青制备优质活性炭的研究

以煤焦油沥青为原料，使用KCNS溶液活化处理，选择适宜的工艺条件，制备出优质的活性炭。讨论了煤焦油沥青热处理温度、中间相沥青的粒径、KCNS溶液的浓度、KCNS溶液与中间相沥青的液固化、炭化温度、炭化时间、活化温度、活化时间等主要因素对活性炭性能的影响。结果表明，在适宜的工艺条件下制备的活性炭，强度为90．4％，比表面积为2601.0m^2/g，吸碘值为2216.7mg/g，吸苯值为1099.1mg/g，吸亚甲基蓝值为397.5mg/g，产品性能优良。图1，表8，参7。     

多层流化床含氧水蒸汽活化制备煤基活性炭

为探究多层流化床用于粉状炭化料活化的可行性,采用多层流化床反应器,以大同煤的炭化料为原料,通过含氧水蒸汽活化法制备活性炭,考察操作条件对活性炭的吸附性能、孔结构特性及产率的影响。结果表明,与单层床和3层床相比,双层床活化满足生产高品质活性炭的需求,且能获得较高的活性炭产率。采用在第2层床供入部分氧气的分级供氧方法可提高活性炭的产率,并维持了较高的吸附能力和比表面积。在双层流化床第1层床和第2层床活化温度分别为890 ℃和870 ℃、活化剂中氧体积分数为8.9%、加料速率5 g/min、水碳比1.73的条件下,当第2层床供氧量占总氧量的体积分数为50%时,活性炭的收率达到46%,比表面积为877.1 m2/g,亚甲基蓝吸附值为226 mg/g,碘吸附值为1 025 mg/g,强度为92%,装填密度为334 kg/m3。因此,在双层流化床中采用分级供氧能确保同时实现煤基活性炭制备的高收率和高品质。     

煤制活性炭工艺及吸附性能研究

以黑龙江煤制备活性炭,用正交试验法,考察原料煤种、碱炭比、活化温度、活化时间等因素对活性炭碘吸附值的影响,筛选出适宜煤种并获得了较适宜工艺条件:经酸洗脱灰的勃利煤,活化温度900℃,炭活化时间110 min,碱炭比5/1为最佳试验条件。在此条件下所得活性炭的碘吸附值已达2012 mg/g,比表面积达到1847 m2/g,其对水溶液中苯酚的吸附动力学研究结果表明,活性炭对苯酚的吸附符合二级吸附动力学模型,二级吸附速率常数k2为7.648×10-3g/(mg·min-1)。     

煤基吸附剂制备及其性能优化研究

以神府煤和污水污泥为原料采用微波炭化法制备吸附剂,分别考察了污泥和煤质量比、微波功率、微波炭化时间、碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附性能的影响。借助孔结构分析和模拟废水处理试验,对产品的性能进行了表征。结果表明:微波功率为800W,炭化时间为12 min,碱炭比为3∶1,活化温度为550℃,活化时间为2 h时制取的活性炭的吸附性能较好,碘吸附值为786.36 mg/g,BET比表面积251.78 m2/g,对模拟染料废水脱色率为67%。     

磷酸活化咖啡渣制备活性炭及其表征

以咖啡渣为原料,采用正交试验法,通过磷酸活化制备咖啡渣基质活性炭(CGAC),研究了活化温度、活化时间和磷酸质量浓度对活性炭吸附性能及炭化得率的影响。利用比表面积(BET)、N_2吸附-脱附及孔径分析、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等对其理化性能进行表征。结果表明:以10%磷酸为活化剂,600℃高温活化1.5 h,制得CGAC-1.5 h-600℃-10%H_3PO_4,对水中Cr(Ⅵ)去除率可达98.76%,炭化得率为45.54%。CGAC芳构化程度高,形成了类石墨微晶碳结构,其表面呈现网孔状疏松结构,比表面积可达1 058.75 m~2/g,平均孔径为1.80 nm,是一种微孔型活性炭。经红外图谱分析,活性炭表面的-OH、C=O、C-H等含氧、含氢官能团及芳香环提供的π电子对吸附溶液中Cr(Ⅵ)有重要贡献。     

海泡石的活化及其吸附性能研究

作者对西峡海泡石矿样酸活化条件进行了试验。指出比表面积是决定吸附能力大小的重要因素；选别海泡石的比表面积，比原矿样大；在一定酸度范围内，酸度越高，海泡石比表面积越大。试验结果对进一步提高海泡石的吸附性能，拓展其工业用途，具有一定意义。     

中低温活化条件下超级电容器用活性炭的制备与表征

以印尼褐煤为原料,KOH为活化剂,在400～580 ℃的中低温活化条件下制备出超级电容器用煤基活性炭,采用低温N2吸附、X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）对其孔结构、微晶结构以及表面形貌等进行表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明:在KOH活化制备煤基活性炭的活化过程中,KOH与煤中C的反应始于400～460 ℃;随着活化温度的升高,活性炭的比表面积及总孔容增大,孔径分布变宽,中孔率提高。当活化温度达到580 ℃时,所制活性炭的比表面积高达1 598 m2/g,总孔容达0.828 cm3/g,中孔率达41.4%,该活性炭用作电极材料在3 mol/L KOH电解液中具有良好的充放电性能,在50 mA/g的低电流密度下比电容高达369 F/g,在2 500 mA/g的高电流密度下比电容仍保持305 F/g,其漏电流仅为0.02 mA,且具有良好的循环性能,经1 000次循环后,比电容保持率超过92%,是一种理想的超级电容器电极材料。     

热活化-碱激发法制备尾煤基地质聚合物及吸附Pb(Ⅱ)试验研究

为将排放量巨大的煤基固体废弃物尾煤资源化合理利用,以浮选尾煤为原料,通过热活化-碱激发法制备了尾煤基地质聚合物(Tail Coal Based Geopolymer, TGP)。考察了热活化温度对TGP吸附Pb(Ⅱ)容量的影响,通过SEM、XRD、FTIR、BET等材料表征分析了TGP的物理化学性质,并进行了TGP对Pb(Ⅱ)吸附行为的探讨。结果表明：800℃热活化后的TGP对Pb(Ⅱ)吸附效果最佳,吸附量达228.57 mg/g,远高于原尾煤的吸附量64.48 mg/g,是原煤的6倍;在第六次使用后所有TGP的吸附量均达到最高吸附量的80%以上;当活化温度在600℃以下时,尾煤中的硅铝利用率较低,当活化温度达到600℃以上时,TGP全部转化为非晶态物质,硅铝元素得到充分利用;浮选尾煤以粒径大小不一,结构疏散的不规则颗粒为主,尾煤表面粘附着很多粉末状颗粒,经热活化-碱激发法改性后,原尾煤结构消失,呈现粗糙疏松的凝胶状;在温度为800℃时已经脱出羟基、晶体结构被破坏、产生相变,在1 104 cm^-1处的吸收峰是属于Al-O/Si-O不对称伸缩振动,在683 cm     

三水碳酸镁催化酚醛聚合制备多孔炭及其性能研究

利用水合碳酸镁催化功能及易分解特性,实现间苯二酚-甲醛体系的快速凝胶,通过炭化得到孔隙发达,比表面积大的整体式多孔炭(MCM-Mg)。系统研究了原料浓度、催化剂用量、反应温度、反应时间、炭化温度以及炭化时间工艺等因素对多孔炭性能的影响。结果表明,适宜的制备条件是反应温度85℃、反应时间0.5 h、间苯二酚质量3 g、催化剂用量3 g,炭化温度900℃,炭化时间1.5 h,获得密度为1.23 g/cm3、气孔率为39.71%、收率为29.07%、比表面积为193.475 m2/g,平均孔径为22.696 nm,抗压强度为25.68 Mpa的多孔炭。该工艺具有反应时间短、成本低廉和绿色环保等优点。      

压力对太西无烟煤制活性炭的炭化和活化过程的影响

研究了反应压力对太西无烟煤制备活性炭的炭化和活化过程的影响.反应压力能够改变炭化产物和活化产物的吸附性能和孔径分布.加压炭化影响了热解产物的传质过程，提高了发生二次反应的机会，而加压活化能够影响活化反应的吸附平衡和反应速率.随着反应压力的提高，活性炭产品的堆比重降低，碘和亚甲蓝吸附值提高，比表面积和孔容提高，形成更多的微孔结构.     

机械力活化硫化矿石的吸附孔分形表征

为了揭示机械力活化影响硫化矿石吸附孔隙的分形特征,采集国内某一典型高硫矿山矿样,在六种不同条件下进行机械球磨。联合扫描电子显微镜和低温氮吸附试验,测量各个矿样的孔容,比表面积和孔径分布,深入分析其孔隙形态特征。运用FHH模型计算出各个矿样的分形维数,揭示了活化矿样的分形维数与孔隙参数、气体吸附能力两两之间的关系。结果表明:不同机械力活化条件下硫化矿样对气体的吸附主要集中在2~30 nm的介孔上;不同料球比活化条件下,硫化矿样比表面积的大小顺序依次为:a(1∶3)b(1∶6)c(1∶10);不同球磨速率活化条件下,其大小顺序依次为:d(300 r/min)e(400 r/min)f(500 r/min);硫化矿样分形维数的大小顺序与其比表面积一致,但平均孔径却与之相反。机械力活化增大了硫化矿样的分形维数,提高其对氧气的吸附能力,从而有助于氧化自燃化学反应的发生。     

原料煤的结构特性和添加剂对活性炭孔隙结构及吸附CO2 性能的影响

选用5 种原料煤,3 种添加剂分别考察煤结构特性和添加剂种类对制备活性炭性能的影响,以比表面积、孔径分布、CO₂ 吸附量、碘值、微晶结构尺寸对活性炭进行表征。结果表明:由于5 种原料煤结构特性的不同,经炭化之后微晶高度和层片宽度都有不同程度的变化。太西煤炭化料的微晶结构在后期活化阶段最为适宜,从而以灰分低、挥发分适中的太西无烟煤为原料,制备的活性炭微孔最为发达,吸附CO₂ 的性能最佳;3 种添加剂中NH₄Cl+KNO₃ 效果最为显著,制备的活性炭比表面积为1 093 m² / g,微孔孔容为0. 415 mL/ g,CO₂ 的吸附量为2.41 mmol/ g(0.1 MPa,25 ℃)。     

假槟榔花基多孔炭材料的制备及其电化学性能研究

以假槟榔花为原料, 经高温碳化和氢氧化钾活化制备得到假槟榔花基多孔炭材料。采用XRD、SEM、热重分析仪、比表面积及孔径分析仪等对多孔炭材料进行表征和分析, 用电化学工作站和恒流充放电测试仪测试其电化学性能。结果表明, 假槟榔花基多孔炭材料为无定形炭材料, 为纳米片层结构, 比表面积为1 223.32 m²/g。三电极体系中, 以1 mol/L H₂SO₄和6 mol/L KOH为电解液, 电流密度为0.5 A/g时, 其放电比电容分别为145 F/g和105 F/g; 20 A/g电流密度下, 放电比电容分别为100 F/g和80 F/g。二电极体系中, 在酸和碱条件下, 1 A/g电流密度下循环5 000圈, 其电容保持率均在98%以上。该材料具有高的比表面积和纳米片层结构, 有利于提高材料的电荷储存能力, 材料具有良好的超级电容器特性。     

闪热解对烟煤焦结构及活化过程孔隙生成的影响

采用闪热解方式在不同温度(500,800和1 000℃)和停留时间(10和40 min)条件下制备分级孔活性炭。使用SEM分析煤焦表面形貌,N_2吸附获得孔结构参数、XRD和Raman分别获得芳香层片尺寸和不同杂化炭结构参数。通过活化过程与慢速热解焦结构参数的变化进行对比,探究不同煤焦的碳损失与孔隙形成机制。研究结果表明,闪热解终温是控制中孔生成的主要因素,停留时间影响微晶形态及其空间结构的变化。慢速热解焦(M800-10)烧失率为53.6%时,其比表面积为663.19 m~2/g,微孔孔容为0.246 m~3/g,颗粒表面已被严重刻蚀。闪热解焦(K800-40)烧失率为25.2%时,比表面积为859.14 m~2/g,微孔孔容为0.34 m~3/g,具有明显分级孔结构特征,外部无明显刻蚀。在最佳的闪热解工况下制备前驱体煤焦,可有效消除活化气体和活化产物的内扩散阻力,使颗粒内部和表面同时发生烧失生成大量微孔,有效抑制了颗粒表面烧失并降低活性炭制备成本。     

磷酸活化兰炭粉末制备活性炭的研究

针对兰炭粉末可利用性低及大量堆放带来的污染问题,提出利用兰炭粉末为原料,H3PO4为活化剂,采用化学试剂浸渍预处理,进一步气体活化的方式,单因素法分析不同活化条件对所制得活性炭收率、孔隙结构和碘吸附值的影响。采用ZXF-06/10型自动吸附仪测定所制备活性炭的N2吸附-脱附等温线和孔径分布,确定了H3PO4活化法制备活性炭的最佳工艺条件。试验结果表明:浸渍比和活化温度分别对活性炭的碘吸附值及收率影响显著,当浸渍比为5∶1、H3PO4质量分数40%、活化温度400℃、活化时间40 min时,产品活性炭的碘吸附值最高可达894.13 mg/g,比表面积为926.4 m2/g,总孔容为0.54 m L/g。     

施加生物炭对某水泥用石灰岩矿山排土场生态修复试验研究

本文以冀东某水泥灰岩矿排土场为研究对象，选取面积为180m²的排土场作为试验田。采用对照实验法设置6个试验区，分别为1个自然恢复区(T1)和5个人工修复区(T2～T6)，通过施加不同梯度的生物炭量，调查植被生长情况和土壤理化性质在各试验区之间的差异，了解施加不同量的生物炭对本排土场的生态修复效果。结果表明：施用1kg/m²生物炭，对植物干物质的累计及土壤全氮、有效磷和水解性氮的累计作用效果最显著(P<0.05)；施用2kg/m²生物炭，对土壤中总有机碳和有机质的累计作用效果最显著(P<0.05)；施用8kg/m²生物炭，对土壤中全磷、全钾和速效钾的累计作用效果最显著(P<0.05)；施用1～2kg/m²生物炭，最利于植物的生长。     

预氧化对煤液化沥青制备超级活性炭的影响研究

以神华煤直接液化沥青(CLA)为碳源,针对其熔点低、易形成液相炭化、不利于制备超级活性炭的难题,采用KNO3预氧化、KOH活化的方法,制备出比表面积超过3000m2/g的超级活性炭。利用扫描电镜(SEM)、低温氮吸附仪(BET)、红外光谱仪(IR)等多种手段对预氧化沥青、炭化沥青和活性炭产品进行了表征测试。发现预氧化可避免煤液化沥青在炭化过程中的相态变化,产生具有初级孔道、富含官能团活性点的炭化物,为制备超级活性炭奠定了物质结构基础。在m(KNO3)/m(CLA)为0~0.4之间,活性炭的比表面积随着KNO3的用量增加先增后减。在预氧化温度250~400℃之间,活性炭的比表面积随着预氧化温度的升高先增后减,拐点为350℃。在预氧化时间30~60min内,活性炭的比表面积随着预氧化时间的延长逐渐增大,超过60min,延长预氧化时间对活性炭比表面积基本无影响。     

焙烧温度对硅藻土陶粒孔隙特征的影响

利用天然粘土和硅藻土作为主要原料,制备曝气生物滤池陶粒滤料。研究了焙烧温度对滤料孔径分布、比表面积、显气孔率等性质的影响。SEM形貌分析、压汞法孔径分析及其它的测试结果表明,当焙烧温度在950~1 050 ℃,可以制备出表面粗糙、物理化学稳定性良好的生物滤池陶粒滤料,滤料的比表面积7.76~5.49 m²/g,孔径范围0.003~10 μm,显气孔率73.88%~71.44%,容重0.77~0.84 cm³/g,有关性能指标优于进口陶粒滤料。     

微波辅助改性褐煤-秸秆生物炭对Cr的吸附研究

重金属 Cr(Ⅵ)污染是目前亟需解决的突出环境问题,生物炭吸附法是一种最经济有效的方法之一.针对常规生物炭吸附率低的问题,以褐煤和稻秸秆为原材料制备生物炭,利用响应面设计法研究 NH４Cl、FeCl３、CaCl２ 在微波辅助条件下对生物炭进行改性,并通过 FTIR、XRD、SEM 等对生物炭进行表征,最后利用改性秸秆生物炭对重金属 Cr(Ⅵ)进行吸附研究.结果表明,采用 FeCl３改性,吸附时间为６h、温度６０℃、pH 为７的条件下吸附效果最佳,吸附率为９５．８％.在 FeCl３改性后,Langmuir比表面积由５２．２４ m２/g增加到１２７．５４m２/g,表面出现大量微孔,有利于对重金属的吸附.