椰壳活性炭复合改性及其对模拟烟气中CO_2的吸附性能

以椰壳活性炭为载体,进行HNO3+TEPA复合改性和KOH+TEPA复合改性,并考察活性炭复合改性前后对模拟烟气中CO2的吸附性能,结果表明,KOH+TEPA复合改性后吸附性能提高,HNO3+TEPA复合改性后吸附性能降低。KOH+TEPA复合改性后的活性炭(OH-TEPA-AC)在303K条件下,对模拟烟气(10%(体积分数)CO2,90%(体积分数)N2)中CO2的静态吸附量从改性前的0.670mmol/g提高到1.182mmol/g。在303K条件下,活性炭OH-TEPAAC对模拟烟气中CO2的动态吸附量稳定在0.970~1.152mmol/g间,对引入水分的烟气中CO2的吸附量稳定在1.192~1.215mmol/g间,表现出良好的循环吸附性能及对水分的稳定性。动力学分析表明,OH-TEPA-AC对模拟烟气中CO2的平均吸附热值为-52.0kJ/mol,保证了工业实际应用的经济性。     

活性炭改性及其对噻吩吸附性能的研究

吸附是一种极具应用前景的汽油深度脱硫分离技术。采用硝酸氧化、焙烧、负载金属等方法对活性炭进行改性,利用静态实验研究了改性活性炭对模拟汽油中噻吩的吸附脱除性能。结果表明硝酸氧化可以增加活性炭表面酸性基团的量,提高脱硫性能;N2气氛下焙烧后吸附剂脱硫效果明显优于未处理活性炭;活性炭表面负载Fe、Zn、Cu、Ni金属离子改性中,Fe离子改性活性炭脱硫效果最好。根据上述实验结果,进行了活性炭复合改性实验,得出68%硝酸氧化后再进行Fe离子负载,吸附剂脱硫率最高,噻吩的脱硫率可达到85%。     

氨水改性活性炭及其吸附性能的实验研究

针对煤层气提纯分离所用活性炭进行氨水改性研究,探讨氨水浓度和改性时间对活性炭吸附CH4和N2的等温线、分离因子以及其表面化学结构的影响。结果表明:氨水改性后活性炭对甲烷吸附量提高了2.08%,并且分离系数由原始的5.02提高到5.38,其中吸附量的决定性因素在于活性炭样品的孔径大小,另外改性后在表面引入了碱性基团,改变了样品的极性,其中12 h,10%浓度氨水改性活性炭效果最佳。     

活性炭纤维对SO_2气体吸附性能的研究进展

主要介绍了活性炭纤维对SO2气体的吸附性能特点,同时还分别介绍了单纯活性炭纤维、物理改性和化学改性活性炭纤维在吸附SO2方面的研究成果,并对活性炭纤维吸附SO2研究和发展趋势进行了展望。     

活性炭表面改性及其对CO_2吸附性能的影响

采用硝化-还原法对高比表面积活性炭进行改性以提高其对CO2的吸附性能。利用氮吸附、FT-IR、元素分析、XPS等方法对改性前后的样品进行表征,并通过高压吸附装置测试CO2吸附性能。结果表明,改性样品对CO2的吸附量在室温下和319.15K下分别为17.72mmol/g和14.01mmol/g,比原样分别提高了49%和70%(单位比表面积吸附量的增加幅度),这可能与改性样品的表面连接了碱性较强的伯氨基等含氮官能团有关。改性样品经4轮缓和条件下的吸附-脱附循环后,吸附量未明显下降,表明改性样品仍以物理吸附为主。     

活性炭的双氧水表面改性及其吸附二氧化硫性能研究

目的 制备武器装备贮存微环境用单组分的二氧化硫吸附材料。方法 采用双氧水对椰壳活性炭进行表面改性,研究改性活性炭孔隙结构、表面化学性质的变化及其对二氧化硫吸附性能的影响。结果 活性炭存在微孔和中孔,改性后活性炭比表面积略有增加,平均孔径减小。双氧水与活性炭反应起到刻蚀作用,在活性炭表面产生了纳米尺度的网孔结构,降低了活性炭表面碳微晶有序程度,同时双氧水与活性炭反应时起到了氧化作用,提升了活性炭表面氧元素和含氧官能团含量。体积分数为20%的双氧水改性活性炭的吸附容量最高,达到154.15 mg/g,约为改性前的5倍。结论 双氧水对活性炭经表面改性后,产生了纳米尺度的孔隙,并提升了活性炭表面含氧官能团,在两者协同作用下显著提升活性炭对SO₂吸附性能,具有良好的装备应用前景。     

竹基活性炭的煅烧-铵盐复合改性及表征

采用煅烧-铵盐复合改性方法制备了室温甲醛去除用竹基活性炭，并运用热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、N₂吸附脱附仪等分析了复合改性对样品热稳定性、组织结构、比表面积和表面官能团的影响规律。结果表明：经煅烧-铵盐复合改性的竹基活性炭样品由非晶体组成，样品表面富含羟基、■、C—H或O—H等官能团，样品中含有大量的介孔、大孔等，其比表面积、孔容分别为164.21m²/g、0.1363mL/g,分别是未改性样品的195.49倍、10.65倍，从而使样品的室温甲醛去除率达到97.21%,比未改性样品增加了46.99%。煅烧-铵盐复合改性有利于改善竹基活性炭的孔结构、表面性质等，从而提高其室温甲醛去除性能。     

烟气脱硫中CaS与SO_2的反应机理研究

为了研究固硫反应中Ca S与SO2的反应机理,采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-311G++(d,p)水平上优化得到反应物、中间体、过渡态和产物的稳定构型和相应的能量值。结果表明:Ca S与SO2反应时,先络合生成具有链状的中间体IM1,随后经过S原子与O原子成键,生成过渡态TS;TS经过分子重排和能量重新排布生成中间体IM2、IM3、IM4,最后生成产物Ca SO4和硫单质;由中间体IM4到产物P1的过程能垒最大,说明该步骤是反应的速率控制步骤。     

改性活性炭吸附去除NO实验研究

通过实验对比了木质活性炭、煤质活性炭与椰壳活性炭对NO的吸附性能,并分析了O2对NO吸附过程的影响。此外,为提高活性炭材料对NO的吸附性能,用3%KOH对活性炭进行预处理,并负载Cu,考察了不同Cu负载量对改性活性炭吸附去除NO的影响。结果表明:椰壳活性炭对NO表现出优良的吸附性能,而煤质和木质活性炭的吸附性能较差;O2的存在对活性炭吸附NO具有显著的促进作用;KOH预处理可明显提高活性炭对NO的吸附效果,实验条件下,吸附量提高了0.0175mmol/g;对于Cu负载活性炭,当Cu的质量分数为8%时,Cu/AC-K对NO的吸附效果最好,在30min仍然具有87.2%的脱除率。     

β-萘酚改性活性炭及其对钴吸附性能的研究

采用β-萘酚改性制备选择性吸附钴的活性炭材料,SEM和FTIR表征测试发现,活性炭改性中受到溶胀作用,颗粒变粗大和疏松,表面结构中官能团和基团增多。并研究了β-萘酚浓度、改性时间、改性温度等改性条件对钴吸附性能的影响。同时探讨了改性活性炭吸附时间、温度、剂量等条件对吸附效率的影响,通过对等温吸附模型进行拟合,研究改性活性炭吸附钴的行为。结果表明,β-萘酚改性活性炭对钴吸附的优化工艺为氢氧化钠溶解β-萘酚后与亚硝酸钠按1∶1摩尔比混合配制α-亚硝基-β-萘酚溶液,浓度为1 mol/L、改性时间1.5h、温度95~100℃、吸附时间1h、吸附温度25℃、溶液中性条件下,钴吸附率达到99%以上,钴吸附平衡浓度下降到1mg/L以下,最大吸附容量为25.52mg/g。吸附等温线符合Langmuir等温线模型,拟合系数为0.99995,表明改性活性炭对钴的吸附模式是以单层吸附为主。     

氧化改性活性炭吸附脱氮选择性研究

以芳烃萘作为参照物,研究了超大比表面积活性炭MSC-30对喹啉、吲哚和咔唑的吸附选择性。进一步采用3种不同的氧化改性方法对MSC-30活性炭进行了氧化改性,考察氧化改性对活性炭吸附脱氮选择性的影响。结果表明,该活性炭及氧化改性样品选择性吸附脱氮。氧化改性后,活性炭对氮化物的选择性进一步提高,并且对氮化物的吸附量增加。通过量子化学密度泛函理论(DFT)对目标吸附质的前线轨道能量分布进行计算,结果证明,活性炭对于氮化物的吸附选择性高于对芳烃萘的选择性,这和吸附质的反应活泼顺序一致。氧化改性的活性炭,由于表面含氧基团增加,不利于吸附稳定的萘,而有利于吸附较活泼的吲哚和喹啉,尤其倾向于吸附碱性氮化物喹啉。在强氧化的活性炭样品MSC-N和MSC-NS上,喹啉的吸附量分别高达1.05和1.06mmol/g。     

硫脲改性活性炭及吸附金性能研究

为了改善活性炭吸附性能,利用硫脲溶液在超声波辅助条件下对活性炭进行改性,探究了不同改性及吸附条件下的吸附金的效果,利用场发射扫描电镜(SEM)及傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对改性前后的活性炭孔结构和表面特性进行表征。结果表明,最佳改性条件为3 mol/L的硫脲溶液,温度为95～100℃,时间为3 h;吸附环境适宜pH值为2～2.5,投入0.5 g改性炭,吸附时间为1.5 h,吸附率达到97%。表征发现,改性后活性炭孔结构明显,比表面积增大。硫脲的加入改变了原有基团的波谱峰,同时产生了新基团,如—NH_2、■、C—H、■等,增强炭的吸附。改性炭的吸附等温线符合Langmuir与Freundlich等温线模型,表明改性炭的吸附模式是以单分子层吸附为主与多层吸附共同作用的吸附模式,拟合后得到的饱和吸附容量为0.208 mmol/g,实际得到的饱和吸附容量为(0.194 mmol/g),吸附效果较好。     

阳离子改性的有机复合膨润土吸附材料的制备、表征及吸附性能研究

用十六烷基三甲基氯化铵(1631)、十八烷基三甲基氯化铵(1831)阳离子表面活性剂分别与四乙烯五胺(TEPA)、二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)复合改性哈密膨润土,制得系列改性膨润土吸附材料。FT-IR、XRD和TGDTA等表征结果表明,改性及有机复合改性膨润土的层间距显著增大。以新疆新鑫冶炼厂实际废水为吸附研究对象,研究发现,当改性膨润土投加量为25g/L、pH为9.0、吸附时间为60min时,有机改性膨润土对冶炼废水中Cu~(2+)、Ni~(2+)的去除率可达78%左右,而有机复合改性膨润土对废水中Cu~(2+)、Ni~(2+)的去除率最高可达95%以上,若吸附条件控制得当,经有机复合改性膨润土处理后的冶炼废水,其Cu~(2+)、Ni~(2+)的含量可达到国家排放标准。     

活性炭吸附剂的孔结构表征

利用低温氮吸附法 ,对 6种不同来源的活性炭吸附剂的孔结构进行了表征。结果表明 :各种不同的活性炭吸附剂均具有较大的比表面积和发达的微孔 ;其中两种活性炭吸附性能更佳 ,作为吸附剂效果较好     

改性活性炭吸附甲苯废气的研究进展

甲苯是一种有毒的挥发性有机物,会对环境造成严重危害。活性炭吸附法是处理甲苯的经典工艺,但普通活性炭通常存在灰分高、吸附选择性差、孔径分布不均匀及表面官能团限制等问题。为了更高效、更有针对性地吸附目标物质,需要对活性炭进行改性处理。研究人员从选择合适的改性物质、处理工艺、操作条件及改性物剂量等方面不断尝试来确定最佳改性方法。目前活性炭的改性方法主要有酸碱改性法、负载杂原子和化合物改性法、低温等离子体改性法、微波改性法等。酸碱改性法通过去除活性炭中酸碱可溶性物质来降低灰分含量,从而扩大其比表面积和孔道容积。相较酸改性,碱改性可提高活性炭表面碱性官能团数量,增强其表面π-π色散力,使活性炭整体的非极性提升,有利于其吸附弱极性的甲苯。负载杂原子和化合物改性法是利用负载的杂原子和化合物与甲苯之间的络合作用来提高活性炭的吸附性能,但引入的杂原子和化合物含量过高时易堵塞孔道,降低活性炭对甲苯的吸附容量。低温等离子改性法具有能耗低、使用范围广和效率高等优点,是一项去除污染物的环保新技术,不仅可改变活性炭表面的化学性质,也会对其界面物性产生影响,在活性炭表面处理方面显示出广阔的应用前景。微波改性法利用微波能量在活性炭表面产生更多的活性位点,配合通入的还原性气体还能分解活性炭表面的酸性官能团,增强其碱性。微波加热可以去除活性炭孔道内部的杂质,但随着温度的升高,会造成炭骨架收缩,不利于吸附的进行。其中微波辐照功率、改性物的浓度及辐照时间是微波改性法中需要控制的关键因素。本文综述了活性炭及各种改性活性炭吸附甲苯的研究进展,通过吸附等温模型对比分析了不同改性活性炭对甲苯的吸附性能及吸附机理。研究表明,活性炭的比表面积、孔道结构及表面化学性质等是影响吸附性能的主要原因。本文还探讨了不同改性方法对活性炭理化性质的影响,对于提高活性炭的吸附效率具有重要意义,也为研制高效吸附甲苯的改性活性炭奠定了理论基础。最后,提出了活性炭研究中亟待解决的问题与其今后的发展方向,为后续研究和工业生产应用提供参考。     

柱状活性炭与酸改性球形活性炭对甲苯的吸附研究

为研究酸改性后的球形活性炭对甲苯的吸附性能,用HCl改性球形活性炭,并与未改性的柱状和球形活性炭进行对比分析。采用ASAP 2020 plus HD88全自动静态化学吸附仪对活性炭的比表面积、总孔容、微孔孔容、中孔孔容等进行检测。利用Nicolet 6700型傅里叶红外光谱仪检测三种活性炭的透光率。利用SEM3400型扫描电镜对活性炭的微观形貌进行观察。考察了三种活性炭在相同进气量下的穿透时间,在不同进气量和进气浓度下各自的穿透时间,活性炭甲苯吸附饱和量等方面的动态吸附性能。结果表明,改性后的球形活性炭在吸附性能和吸附量上都优于另外两种活性炭,更适合用于低浓度甲苯气体的净化。     

改性活性炭对苯废气吸附性能的研究

对低浓度含苯废气的有效去除方法之一是活性炭吸附法。针对治理工业含苯废气，研制了高吸附量、低成本的活性炭。亦即，通过对普通煤质活性炭进行酸碱改性处理，除去酸碱可溶性物质，使活性炭的灰分大大降低，从而提高了活性的比表面积，同时，提高了活性炭的吸附活性。进而，通过研究不同的改性方法对活性炭的苯饱和吸附量、比表面积、孔径及灰分的影响，确定了最佳改性方法。研究结果表明：采用酸、碱交替改性方法处理普通活性炭，是提高活性炭的苯吸附量、增大比表面积的简单有效方法。     

富含石英煤矸石制备13X型分子筛-活性炭及其对SO_2的吸附性能

以富含石英的煤矸石为主要原料,经NaOH碱熔活化、水热反应合成出13X型分子筛-活性炭复合材料。首先将与NaOH混合后的煤矸石在Ar气氛中高温活化,然后将活化后产物加入到一定浓度的NaOH溶液中,分别研究了钠硅比、水钠比、陈化时间与晶化时间对产物的影响。最后,通过XRD、SEM考察了复合材料的物相及形貌,并研究其对SO2的吸附性能。结果表明,产物为纯净的13X型分子筛-活性炭复合材料,晶形完好、平均粒径为1~2μm;其对SO2吸附量为50.3mg/g。     

改性酒糟基活性炭的制备及其对刚果红的吸附

以酒糟为原料,磷酸为活化剂制备活性炭,利用硝酸铁在活性炭表面原位生成羟基铁制备羟基铁基酒糟碳(FGAC),以刚果红为污染物,进行活性炭的吸附性能研究。研究结果表明:在25℃,吸附时间为180min,初始溶液pH=3,FGAC用量为0.15g,50mL刚果红溶液的条件下,制得的FGAC对刚果红的吸附率达到97.05%。因此FGAC是一种具有潜力的高效吸附剂,能有效去除水中的刚果红。     

沙柳活性炭纤维改性及其对铅离子的吸附性能

采用硝酸对自制的沙柳活性炭纤维进行处理来制备改性吸附材,并与未改性活性炭纤维进行对比,借助红外光谱、扫描电镜等方法分析两者的性能及结构差异。在含铅污水的净化试验中,重点对比分析了水溶液pH值对吸附效果的影响,线性吸附等温线及吸附动力学模型拟合的差异及循环再吸附性能。结果表明:经硝酸改性后活性炭纤维的整体形貌保持不变,其表面含氧官能团及微孔数量增多。随着pH值的增大,改性吸附剂对铅离子的吸附量和吸附速率均大于未改性活性炭,用Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型可以更好地描述此吸附过程,且改性活性炭纤维具有良好的循环再吸附性能。