炭化对活性炭孔结构及甲烷吸附性能的影响

在惰性气氛下对以石油焦为原料,以KOH为活化剂制得的超级活性炭进行了二次炭化处理,并考察了处理前后超级活性炭的孔结构变化及不同压力下该活性炭对甲烷的吸附行为。结果发现：活性炭经1200℃下二次炭化处理后其BET比表面积及孔容有所下降,孔径分布变窄;其对甲烷孤质量吸附量下降,对甲烷的体积吸附量在较低压力下（＜3MPa）稍有增加,而在较高压力下（＞3MPa）时明显减少。     

竹炭粒径对竹活性炭的吸附性能与孔结构的影响

研究了竹炭粒径对KOH活化法制备的竹活性炭吸附性能和孔结构的影响。结果表明,竹炭粒径0.18~0.27 mm和0.55~0.88 mm时活化得率较高。竹活性炭碘吸附值和亚甲基蓝吸附值都随竹炭粒径的减小而先减小后增大,与活性炭的比表面积BET和总孔容积变化趋势相一致;苯酚吸附值随竹炭粒径的减小而先增大后减小。竹炭粒径对竹活性炭碘吸附值和苯酚吸附值的影响较小,0.11~0.15 mm粒径竹炭制备的活性炭的亚甲基蓝吸附值最大。0.18~0.27 mm和0.55~0.88 mm粒径竹炭制备的活性炭的平均孔径较小,说明0.18~0.88 mm粒径竹炭制备的活性炭的微孔率相对较高,有利于在低分子质量气体吸附方面的应用。因此,竹炭制备高性能活性炭的较佳粒径为0.18~0.88 mm。     

石油沥青基球形活性炭孔结构和吸附性能的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)对实验室自制的石油沥青基球形活性炭(PSAC)的形貌进行了观察,通过BET测定对PSAC的孔结构进行了表征,并探讨了PSAC孔的形成机理。结果表明,活化过程炭粒内表面微晶晶格缺陷上的氧化反应与烧失过程是孔形成的主要机理。同时以苯和四氯化碳为吸附质研究了PSAC静态吸附性能,并与普通粒状活性炭进行对比,研究了球形活性炭的二次吸、脱附性能。实验结果表明,PSAC的吸、脱附速度较快、再生性能优异,是一种高性能的炭质吸附材料。     

稻壳炭脱硅制活性炭及吸附性能研究

研究稻壳炭脱硅工艺,探究氯化锌法和磷酸法活化脱硅稻壳炭工艺。结果表明,通过热碱溶解回流有很好的脱硅效果。磷酸活化法制备稻壳活性炭相对氯化锌活化法而言,得率较高,在浸渍比为2∶1,浓硫酸添加量为1%,预处理温度240℃,预处理时间1 h,活化温度500℃的实验条件下制得的活性炭,亚甲基蓝吸附值66 mg/g,碘吸附值679 mg/g。实验表明该工艺制得的活性炭不仅吸附性能较好且产量高,在工业应用上具有很好的经济价值。     

活性炭的孔隙结构与吸附性能

本文根据吸附势理论和微孔容积充填理论的最新成就,概述了活性炭吸附性能与孔隙结构之间的定量关系。通常只需根据一条完整的苯蒸气的实验吸附等温线,便可求得活性炭的微孔结构特性参数W_o~o、xo和δ,以及中孔的表面积Sme。已知这些参数,便可推算该活性炭对各种气体和蒸气在宽温度和比压范围的吸附平衡值,并可计算出微孔容积按其尺寸的分布曲线。     

活性炭孔结构和表面官能团对吸附甲醛性能影响

通过对不同比表面积和孔结构的活性炭进行甲醛吸附的研究，以重量法精确测量活性炭对甲醛气体的饱和吸附量，比较各种活性炭和改性活性炭的吸附效果。实验表明，活性炭对甲醛分子的吸附与其孔结构和表面官能团密切相关，微孔比表面积大吸附效果明显，中孔比表面积大达到吸附平衡的时间短。此外，通过对活性炭浸渍改性的研究表明，强氧化性的HNO，和H202处理的样品均有利于对甲醛分子的吸附，而氨基改性过的样品吸附效果减弱，主要原因是HNO3改性增加了活性炭表面的C=O、O-C=O等含氧官能团的量，从而改善了对甲醛的吸附效果。     

磷酸活化法活性炭的吸附性能和孔结构特性

采用磷酸活化法在不同操作条件下制备得到各种活性炭,实验测定了相应活性炭的亚甲蓝吸附值、氮气吸附等温线及活性炭的比表面积和孔容。分别研究了磷酸活化法制备活性炭的主要操作参数,如浸渍比、活化时间和活化温度对活性炭吸附性能和活性炭的孔结构特征的影响。实验结果表明,浸渍比是磷酸活化法制备活性炭的最重要的影响因素。综合考虑活性炭的吸附性能和孔结构特征受活化操作参数的影响规律,探讨了磷酸活化法生产木质活性炭的最优操作参数。在实验范围内,磷酸活化法制备木质活性炭的最优操作条件宜选择浸渍比为100％～150％、500℃左右活化温度和60～90min的活化时间。     

沥青基球状活性炭吸附性能的初步研究

通过对非极性有机物（苯）及极质有机构（氯仿）的动态吸附及对溶液中碘的吸附，初步研究了沥青基球状活性炭（ＰＳＡＣ）的吸附性能：作为对比研究了沥青基活性炭纤维（ＰＡＣＦ）和普通粒状活性炭（ＡＣ）与ＦＳＡＣ的吸附性能；结果表明，ＰＳＡＣ无论在气相还是液相吸附方面，其吸附性与ＰＡＣＦ相近，而明显优于ＡＣ。另外，亦从微观孔结构的角度初步探讨了造成它们吸附性能差异的原因。     

物理吸附仪测定活性炭载体比表面积及孔结构的方法

介绍了利用物理吸附仪测定活性炭的基本原理、模型及测定方法。通过改变相对压力点（P／Po）使活性炭孔结构的测定更加准确。     

超级活性炭的制备和结构及其性能研究进展

超级活性炭是一种新型高效吸附功能材料,由于它具有比表面积高、微孔分布集中且吸附性能优良等特点,正越来越广泛地受到重视并在许多领域推广,概述了超级活性炭的制备、结构及其性能研究进展。     

Preparation and characterization of polymer‐based spherical activated carbons with tailored pore structure

A series of spherical activated carbons (SACs) with different pore structure were prepared from divinylbenzene‐based polymer through CO₂ activation. The effect of activation temperature and retention time on the yield and textural properties of the resulting SACs were studied. The SACs were characterized by N₂ adsorption, X‐ray diffraction, scanning electron microscopy, and aqueous adsorption assays. Either increasing activation temperature or extending retention time decreases the yield of SACs. The BET surface area and pore volume increase with activation temperature and reach a maximum at 1000°C and then decrease at higher activation temperatures. At 1000°C, BET surface area, total pore volume, and mesopore pore volume increase with retention time from 0.5 to 2 h, and meanwhile micropore volume decreases. The micropores are gradually widened into mesopores with increasing activation temperature or extending retention time. SEM and XRD analyses of SAC10 verify the presence of developed porous structure composed of disordered micrographite stacking. Aqueous adsorption assays indicate that SACs have good adsorption capacity for phenol. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

活性炭孔结构及电化学性能协同优化

以马尾藻为原料,采用KOH活化法制备了高微孔率马尾藻基活性炭,结合二氧化碳与碳反应动力学机理,对马尾藻基活性炭进行二氧化碳扩孔改性,研究了二氧化碳改性对高微孔率马尾藻基活性炭孔结构特性和电化学性能的影响。研究表明：二氧化碳改性后马尾藻基活性炭的比表面积明显减小,由3155m²/g减小至2776m²/g,但是改性后活性炭中孔比表面积明显增大,由181m²/g增大至538m²/g,活性炭孔径介于2~8nm的中孔含量明显增多,比表面积的减少是由于微孔比表面积的减少导致的。改性后活性炭微孔含量降低,孔径介于0.4~0.6nm的微孔结构基本消失,但是孔径介于0.6~1nm的微孔结构却有所增加,活性炭微孔平均孔径增大。改性后马尾藻基活性炭的比电容性能以及倍率性能得到明显提升。经过二氧化碳改性后,马尾藻基活性炭的孔结构和电化学性能得到协同优化。     

热改性活性炭吸附有机气体的性能

根据热重分析结果,确定了活性炭热改性的温度条件;采用Boehm滴定、傅式转换红外光谱仪（FTIR）、比表面积分析仪对活性炭表面物化性质进行了测试;以甲苯、丙酮、二氯乙烷、甲醇为吸附质,在283K下进行了固定床吸附实验,探讨了改性前后活性炭表面结构变化与吸附量之间的关系,同时计算了相应的动力学参数和吸附能。实验结果表明,热改性可以改善活性炭的孔径分布和改变表面官能团的分布,吸附量与有效孔容呈明显的线性关系;一阶动力学方程和二阶动力学方程均可描述四种吸附质在活性炭上的吸附过程;孔内扩散模型表明改性活性炭对有机气体的吸附速率均大于未改性活性炭;四种吸附质在活性炭上的吸附能均小于20kJ?mol-1,表明活性炭对四种有机气体以物理吸附为主。     

A comparison of adsorption characteristics of various activated carbons

The physico-chemical characteristics of activated carbons obtained from different agricultural by-products by pyrolysis in a stream of water vapor have been investigated. It was established that under the same conditions of treatment the physico-chemical and adsorption characteristics of activated carbons depend on the composition of the initial raw materials. Activated carbon obtained from apricot stones has the best properties. It is characterized by a large specific surface area and micropores volume and high iodine and methylene blue adsorption activity. The activated carbons produced from cherry stones and grape seeds are characterized by predominating meso- and macropores structure. It can be supposed this is related to the larger content of lignin in those materials.     

Adsorption of methylene chloride vapor on activated carbons

A laboratory investigation on the adsorption of hazardous methylene chloride (METH) vapor on the commercial activated carbons BPL and PCB, which were made from bituminous coal and coconut shell, respectively, was conducted at 283, 293, 303, and 313 K. The physical properties and surface functional groups of the two activated carbons were also measured and compared with each other. The experimental results indicate that the adsorption capacity of carbon PCB is slightly higher than that of carbon BPL. It was found that the Langmuir, Freundlich, and Dubinin–Radushkevich adsorption equations were well fitted by the measured adsorption data. The values of the parameters of the adsorption equations were determined for the two adsorbents. The physical properties (e.g. micropore volume) of the adsorbents are consistent with the parameters obtained from the adsorption results.     

酸改性活性炭对甲苯、甲醇的吸附性能

分别用1 mol·L^-1硝酸、1 mol·L^-1盐酸、1 mol·L^-1硫酸对商业活性炭进行浸渍改性。采用比表面积及孔径分析仪、Boehm滴定、傅里叶转换红外光谱(FTIR)对活性炭的物化性质进行表征。以甲苯、甲醇为吸附质,在283 K下进行了固定床吸附实验。研究表明:酸改性能去除表面碱性基团,显著增加表面酸性含氧官能团的含量;酸改性活性炭的吸附量与其比表面积、总孔容、微孔孔容、表面总酸性官能团呈现出良好的线性关系;Langmuir方程比Freundlich方程更加适合描述甲苯、甲醇在活性炭上的吸附;甲醇在活性炭上为物理吸附,甲苯在活性炭上以物理吸附为主,与表面官能团之间的化学键作用能增强甲苯吸附量;甲苯、甲醇在活性炭上的微孔有效扩散系数的大小顺序为:AC-N>AC-1>AC-S>AC-C;并且甲醇的微孔有效扩散系数大于甲苯。     

不同结构活性炭对CO_2、CH_4、N_2及O_2的吸附分离性能

制备了比表面积为1943 m2/g的纯微孔活性炭AC-1和比表面积为1567 m2/g,中孔比例为47.18%的活性炭AC-2.分别以AC-1及AC-2为吸附剂测定CO2、CH4、N2和O2的298 K吸附等温线,考察了两种活性炭对CO2/N2、CO2/CH4及CH4/N2气体混合物的吸附分离性能.实验结果表明,孔结构是影响吸附剂吸附分离性能的主要因素.富中孔活性炭AC-2较AC-1更适用于CO2/N2、CO2/CH4气体混和物的吸附分离,而微孔活性炭AC-1对CH4/N2混合体系的吸附分离性能优于AC-2.     

活性炭表面含氧官能团对水中卤乙酸吸附去除的影响

为了改善极性、亲水性卤乙酸(HAAs)分子在非极性、疏水性活性炭上的吸附性能,利用N₂等温吸附实验、X射线光电子能谱实验（XPS）、HAAs等温吸附实验等方法,对几种不同产地的活性炭孔隙结构、表面元素形态结构组成,以及HAAs吸附性能进行了研究,考察了活性炭孔结构及含氧官能团对HAAs吸附性能的影响.活性炭表面含氧官能团对HAAs的吸附性能影响显著,当活性炭表面含氧官能团组成较小时,其HAAs吸附能力较强.     

活性炭材料的孔结构调控及表面修饰

活性炭材料是一种性能优良的吸附剂,在环境治理方面具有重要的意义。活性炭材料的孔隙结构及表面性质决定了活性炭的性能,通过孔隙结构的调控和表面修饰可以提高其吸附性能。概述了活性炭的各种孔结构调控和表面修饰处理的方法,展望了其发展趋势。