活性炭负载TiO2复合光催化剂的光催化活性研究

采用水热法将TiO2负载在不同活性炭上形成复合光催化剂,通过SEM和XRD对所得复合催化剂进行表征,并对亚甲基蓝(MB)进行光催化降解。结果表明:复合光催化剂具有很高的光催化降解率,其中椰壳活性炭载体优于煤质活性炭载体。负载的TiO2均为锐钛矿晶型,晶粒发育较完善、粒径小、分布均匀。TiO2负载量的提高未能改变光催化活性,反而降低了复合光催化剂的吸附能力。煅烧处理可以进一步提高光催化活性。     

活性炭负载纳米TiO2光催化降解气相丙酮

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制得Fe、N离子共掺杂的以活性炭(AC)为载体的光催化剂(TiO2/AC),在紫外光照射下进行了气相丙酮的光催化降解研究。探讨了丙酮初始质量浓度、紫外光光强、催化剂用量、反应器内湿度等因素对其降解率的影响。结果表明,活性炭与TiO2的协同作用大大提高了对丙酮的降解效果;紫外光光强的增加对丙酮降解率有一定提高;使用3g光催化剂,丙酮的初始质量浓度为39.40mg/L;反应器内相对湿度为63%时,丙酮的降解效果最好,降解反应155min后丙酮的降解率达92.63%;催化剂循环使用6次后丙酮的降解率为83.91%。     

沥青基球形活性炭对CO2的吸脱附行为研究

考察了沥青基球形活性炭(PSAC)的孔结构与CO2吸附容量间的内在关系及其脱附性能.采用N2吸附法分析PSAC的孔结构,由穿透曲线测试其对CO2的平衡吸附量.实验结果表明:在CO2/N2混合气氛下,活性炭对CO2的吸附容量与孔径小于1nm的微孔比表面积呈线性关系;当PSAC担载5%的三聚氰胺后,对CO2(15%)的平衡吸附量由0.91mmol/g增加到1.15mmol/g,提高了26.3%;采用抽真空脱附时,循环脱附效率为74.6%,而电解吸-抽真空耦合脱附工艺可使CO2的循环脱附效率接近100%.     

CaCl2/石墨烯复配对活性炭-甲醇工质对吸附解吸特性的影响

为同步增强活性炭-甲醇吸附制冷系统的热质传递能效,本文在压块活性炭制备工艺中引入炭素前驱体原位CaCl₂浸渍嵌合与石墨烯复配过程,制备了中、微孔同步发达的新型炭材料CA-GC及石墨烯复配炭SC-GC;并对其吸附/解吸特性、导热系数及制冷特性进行对比研究。结果表明：CaCl₂浸渍嵌合显著提升了炭表面及炭骨架内部的钙氧化物吸附点位丰度(灰分达到19.38%),从而显著提升了CA-GC的Sokoda&Suzuki平衡吸附量((533.38±6.97) mg/g)和导热系数((1.058±0.77) W/(m·K))。石墨烯的复配过程进一步强化了复合炭材料SC-GC的导热系数((2.61±0.15) W/(m·K))和平衡吸附量((712.84±30.66) mg/g)。当解吸温度为100℃,循环时间60 min时,基于SC-GC构建的吸附制冷床连续制冷循环脱附量、制冷量和制冷功率分别达到(533.10±14.17) mg/g、(486.95±9.79) kJ/kg和(973.86±15.28) kJ/(kg·h)。     

改性活性炭对SO2和NOx的吸附性能研究

分别采用Cu(NO₃)₂、H₂O₂和KMnO₄对椰壳活性炭进行改性,研究了活性炭微观结构、表面化学性质变化,及其对SO₂、NO_x等酸性腐蚀性气氛的吸附性能。结果表明,Cu(NO₃)₂改性活性炭比表面积显著降低,平均孔径有所下降,Cu(NO₃)₂微晶分布于活性炭表面及微观孔道内,表面以碳、铜、氧和氮元素为主。H₂O₂改性活性炭比表面积有所增加,平均孔径减小,H₂O₂与活性炭表层反应后起到刻蚀效应,引入丰富的微纳孔道结构,使其表面含氧官能团增加,氧元素含量提升。KMnO₄改性活性炭比表面积和平均孔径略微降低,KMnO₄与活性炭表层反应后含氧官能团增加,反应产物附着于活性炭表面,改变其微观结构。三种方式改性的活性炭对SO     

活性炭负载Co0.8Zn0.2Fe2O4铁氧体的制备及电磁性能研究

采用溶胶-凝胶法制备活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合吸波材料研究。以柠檬酸为络合剂制备Co0.8Zn0.2Fe2O4铁氧体溶胶,加入活性炭于溶胶中,经浓缩制得活性炭/钴锌铁氧体凝胶,再经过低温煅烧,制备出形态和结构理想的活性炭负载钴锌铁氧体复合材料;详细地考察烧结温度、煅烧时间及活性炭与铁氧体的配比等工艺参数对复合材料的形态和结构的影响;分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能量散射X射线荧光光谱(EDX)对制备出的复合材料进行形貌、结构及组成表征分析。采用波导法在8.2～12.4GHz波段对活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合材料进行电磁参数测试分析,结果表明所制备活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合材料具有较高的电、磁损耗角正切值,其吸波性能较好。     

活性炭负载TiO2光催化材料的研究

活性炭(AC)及活性炭纤维(ACF)作为光催化剂载体具有较高的比表面积和较强的吸附性能,可以有效提高负载型光催化剂TiO2/AC和TiO2/ACF对有机污染物的光催化降解效率.首先介绍了TiO2光催化剂的结构特性以及各种掺杂改性方法,对负载型TiO2/AC及TiO2/ACF光催化剂的各种制备方法进行了详细评述.在此基础上,讨论了影响有机污染物光催化降解性能的重要因素,指出了负载型TiO2光催化材料研究中有待解决的问题和发展方向.     

蒲绒活性炭负载Fe2O3的制备及其在软质聚氯乙烯中的阻燃应用

以蒲绒为原料、H₃PO₄为活化剂制备了蒲绒活性炭（AC）,利用浸渍焙烧法,制备了AC负载Fe₂O₃（AC-Fe₂O₃）复合物,将AC及AC-Fe₂O₃应用于软质聚氯乙烯（PVC）的阻燃处理,制备了AC阻燃软质PVC（AC/PVC）复合材料和AC负载Fe₂O₃阻燃软质PVC（AC-Fe₂O₃/PVC）复合材料。采用热重分析法研究了AC/PVC和AC-Fe₂O₃/PVC阻燃复合材料的热分解行为,采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、锥形量热（CONE）等方法测试了AC/PVC和AC-Fe₂O₃/PVC阻燃复合材料的阻燃性能。结果表明：添加阻燃剂所制备的PVC基复合材料均达到UL-94 V-0级,LOI值均有提高。相比纯PVC,AC/PVC和AC-Fe₂O₃/PVC复合材料的热释放速率峰值和烟释放总量均有明显降低。这主要是由于AC和Fe₂O₃在凝聚相发挥协同阻燃作用。一方面AC的加入起到了物理阻隔的作用;另一方面Fe₂O₃的加入促进了PVC的早期交联碳化反应,催化PVC在燃烧前期形成更加稳定的炭层,使残炭率提高,可以有效抑制PVC的燃烧。     

ZnCl2活化茄子秸秆制备活性炭及表征

以茄子秸秆为原料、ZnCl2为活化剂制备活性炭。通过正交实验方法确定了制备活性炭的最佳工艺条件,采用低温氮气吸附、BET、Langmuir和BJH理论对其孔结构进行了表征,利用红外光谱分析样品的表面官能团,扫描电镜观察表面形貌。结果表明以茄杆活性炭的最佳工艺条件:浸渍比为2,浸渍时间为8h,活化温度为550℃,活化时间为60min,所得的活性炭的碘吸附值为1270.06mg/g,亚甲基蓝吸附值为17.4mL/g;BET和Langmuir比表面积分别为1649.615和1851.649m2/g,吸附总孔容为0.488cm3/g,吸附平均孔径为2.241nm。     

HCl-H2S-H2O体系中HCl与H2S对20碳钢腐蚀的交互作用

目前有关HCl-H2S-H2O体系中HCl与H2S对碳钢腐蚀的交互作用的试验数据较少。利用电化学方法测试了20碳钢在90℃,不同浓度的HCl,H2S单一腐蚀液及HCl和H2S混合腐蚀液中的腐蚀速率,分析了HCl-H2S-H2O体系中HCl与H2S对20碳钢腐蚀的交互作用。结果表明:20碳钢在单一的HCl或H2S腐蚀液中的腐蚀速率随HCl或H2S浓度的增大而增大;在HCl-H2S-H2O体系中,不论H2S浓度高低,HCl的存在均会促进H2S对20碳钢的腐蚀;只有当HCl的浓度较低(≤248.72 mg/L)时,H2S的存在才会促进HCl对20碳钢的腐蚀;而当HCl浓度较高(≥499.16 mg/L)时,H2S的存在不仅不会促进HCl对20碳钢的腐蚀,还会在一定程度上起阻碍作用。     

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.     

纳米碳管与活性炭复合电极电吸附脱盐性能的研究

为考察纳米碳管（CNTs）、活性炭（AC）及其复合电极的电吸附脱盐性能，将其粉末压制成电极，组装成脱盐器，比较电极电吸附脱盐能力和脱盐能耗。结果表明，在活性炭电极中添加纳米碳管有效地降低了电极电阻和脱盐能耗，少量纳米碳管的添加能在一定程度上提高其电极比表面积、孔容以及在盐水中的比电容；当复合电极中纳米碳管的含量为10％时，其电极在盐水中的电吸附比电容达到113.5F/g，其电极脱盐效果最为显著，其脱盐耗能比活性炭电极降低约67％左右。     

氯化铜/活性炭复合电极的制备及性能的研究

以酚醛树脂为活性炭基体,采用化学掺杂法掺杂氯化铜,制备氯化铜／活性炭复合电极材料。通过物理吸附考察了金属氯化铜的存在下不同活化时间对金属复合活性炭孔径分布的影响,实验表明活化时间越长,比表面积越大,中孔含量越高。通过透射电镜和X射线衍射对复合电极的微观结构进行了研究,表明金属铜以纳米级均匀分散在活性炭中。通过比较活性炭电极和复合电极的电化学性能,说明掺杂金属铜可以有效提高比电容,并对充放电机理进行了探讨。     

活性碳纤维负载钴酞菁催化氧化2-巯基乙醇的研究

将四（2,4-二氯-1,3,5-三嗪基）氨基钴酞菁以共价键形式键合在活性碳纤维（ACF）载体上,制得了活性碳纤维负载钴酞菁催化剂（ACF-CoPc）,采用热重分析、原子吸收光谱和氮气等温吸附法对其进行了表征。原子吸收光谱测得金属酞菁的负载量为5.26μmol/g。氮气等温吸附法测得ACF-CoPc的比表面积为1235.9m2/g,孔径分布以2nm左右的小孔为主。以2-巯基乙醇为催化对象,采用超高效液相色谱研究了ACF-CoPc的催化氧化性能。结果表明ACF-CoPc对2-巯基乙醇具有很好的催化氧化性能,反应4h时对2-巯基乙醇的去除率高达100%,氧化产物为2,2’-二硫二乙醇。而且催化剂ACF-CoPc经6次循环使用后,对2-巯基乙醇的去除率没有持续下降,这表明该催化剂具有良好的重复使用性。     

Catalytic ozonation of dimethyl phthalate over cerium supported on activated carbon

Cerium supported on activated carbon (Ce/AC), which was prepared by dipping method, was employed to degrade dimethyl phthalate (DMP) in water. The mineral matter present in the activated carbon positively contributes to its activity to enhance DMP ozonation process. A higher dipping Ce(NO₃)₃ concentration and calcination process increase its microporous volume and surface area, and decreases its exterior surface area. The catalytic activity reaches optimal when 0.2% (w/w) cerium is deposited on activated carbon. Ce/AC catalyst was characterized by XRD, SEM and BET. The presence of either activated carbon or Ce/AC catalyst considerably improves their degradation and mineralization in the ozonation of DMP. During the ozonation (50 mg/h ozone flow rate) of a 30 mg/L DMP (initial pH 5.0) with the presence of Ce/AC catalyst, TOC removal rate reaches 68% at 60 min oxidation time, 48% using activated carbon as catalyst, only 22% with ozonation alone. The presence of tert-butanol (a well known OH radical scavenger) strongly inhibits DMP degradation by activated carbon or Ce/AC catalytic ozonation. TOC removal rate follows the second-order kinetics model well. In the ozonation of DMP with 50 mg/h ozone flow rate, its mineralization rate constant with the presence of Ce/AC catalyst is 2.5 times higher than that of activated carbon, 7.5 times higher than that of O₃ alone. Ce/AC catalyst shows the better catalytic activity and stability based on 780 min sequential reaction in the ozonation of DMP. Ce/AC was a promising catalyst for ozonizing organic pollutants in the aqueous solution.     

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。     

成型活性炭的制备及其甲烷吸附性能的研究

以羧甲基纤维素(CMC)为粘结剂、比表面积为2325m2/g的粉状活性炭为原料,考察了成型活性炭的制备及其对甲烷吸附性能的影响。正交实验结果表明,影响甲烷体积吸附量的因素由大到小依次为:成型压力>热处理温度>热处理时间>粘结剂的添加比例,并且得出了这种成型活性炭的最佳成型工艺,即:成型压力62.5MPa,热处理温度250℃,热处理时间90min,粘结剂质量添加比例20%。用最佳条件制备的成型活性炭在298K和3.6MPa下对甲烷的体积吸附量可达167.9。     

中孔活性碳纤维

目前生产的活性炭纤维 (ACF)以微孔为主 ,孔径大体在 10 左右 ,吸附小分子 (Mw在30 0以下 ) ,而吸附大分子需开发中孔 (2 0～ 5 0 )产品。介绍了中孔ACF的制造方法及其制品的应用。