一步快速活化法制备生物质活性炭及其对乙酸乙酯的吸附再生

活性炭吸附法因技术成熟、简单易行、吸附效率高等优点而被广泛应用于挥发性有机化合物（VOCs）的处理中。本文以山林废弃物的野山桃核为原料,烟道废气及硝酸铁为活化剂,制备了一系列生物质活性炭,并利用固定床吸附装置对其吸附、再生性能进行了研究。利用二氧化碳和水蒸气模拟烟气,在固定流量的烟气活化氛围中进行活化,并探讨了不同硝酸铁的量对活性炭的孔隙结构及其吸附再生性能的影响。利用N₂ 吸附-脱附实验、扫描电镜、拉曼光谱和红外光谱等技术研究了活性炭详细特征。结果表明：当硝酸铁的质量分数为0.2% 时,所制备的活性炭AC-3具有最大的比表面积和平均孔径,分别为923m2/g及2.57nm。其对乙酸乙酯的饱和吸附量也最大,为973.04mg/g。利用烟气对AC-3活性炭进行活化再生处理,经过3次重复吸附-解吸再生实验,其饱和吸附能力仍可达91.5％以上,实现了废弃烟气资源化利用及活性炭的循环回收,从而达到废气治理的目标。     

枸杞杆制活性炭对亚甲基蓝的吸附研究

以宁夏农业废弃物枸杞杆为原料,用不同的活化剂分别制备磷酸-活性炭（P-AC）、氢氧化钾-活性炭（K-AC）、磷酸-氢氧化钾-活性炭（P-K-AC）,利用比表面积测试（BET）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）解析活性炭的孔结构和表面特性,并探究活性炭对水溶液中亚甲基蓝（MB）的去除效果。研究结果表明：P-K-AC比P-AC、K-AC具有更大的比表面积（1 519.84 m²/g）和总孔体积（0.81 cm³/g）,P-AC、K-AC、P-K-AC的平均孔径分别为5.28、2.58、1.99 nm,P-K-AC以微孔为主,K-AC、P-AC均为介孔。3种活性炭表面均分布着丰富的含氧官能团和大量的无定型碳,为吸附MB提供了活性位点。在25 ℃条件下,将10 mg的P-AC、K-AC、P-K-AC分别加入50 mL质量浓度为100 mg/L的MB溶液中用于吸附MB实验。结果表明：P-K-AC的吸附效果最好,吸附率达到95%、吸附量为480.81 mg/g;其次是K-AC,吸附量为352.26 mg/g;P-AC吸附量最小,为225.01 mg/g。P-AC,K-AC、P-K-AC对MB的吸附过程都符合伪二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir等温吸附模型。     

活性炭纤维对有机废水的吸附研究

以碱性木质素为原料通过静电纺丝法制备得到活性炭纤维。采用比表面积及孔径分析仪对活性炭纤维进行表征分析,同时以该活性炭纤维为吸附剂对甲苯、甲醇和丙酮3种有机废水进行吸附法净化处理,结果表明该活性炭纤维的比表面积达到807.77 m~2/g,孔容为0.484 cm~3/g,中值孔径为2.11 nm;活性炭纤维对3种有机废水具有一定的吸附净化效果,3种有机物中甲苯的吸附最快,吸附量最大;对甲苯、甲醇和丙酮的最大吸附量分别是229.12、156.68和103.34 mg/g。3种有机废水的吸附动力学分析结果表明:活性炭纤维对甲苯、甲醇和丙酮的吸附数据分别与准二阶模型、Werber-Morris模型和准一阶模型具有较好的拟合相关性。     

向日葵制活性炭对亚甲基蓝的吸附研究

含有亚甲基蓝（MB）的废液直接排放会造成严重的水体污染。为研究生物质活性炭对MB的吸附性能,以农业废弃物向日葵为原料、磷酸（H₃PO₄）为活化剂,制备粉状活性炭（PAC）和块状活性炭（BAC）,并研究PAC对MB的吸附性能。利用比表面积测试（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等方法解析活性炭的孔结构和表面特性。结果表明：活性炭前驱体的形状对活性炭的微观结构有较大的影响。PAC比BAC具有更大的比表面积（分别为701.95 m²/g和566.49 m²/g）和总孔体积（分别为2.23 cm³/g和1.04 cm³/g）;PAC和BAC的平均孔径分别为7.31 nm和12.66 nm,均具有介孔材料的结构特性。两种活性炭表面均分布着丰富的含氧官能团和大量疏松的无定形碳,而存在的偏磷酸盐对孔隙起到支撑作用,这为MB的吸附提供了更多的活性位点和吸附通道。在25 ℃、pH为8、PAC用量为50 mg条件下,PAC对100 mL质量浓度为200 mg/L的MB溶液的吸附效果最好,吸附率达到72.2%。吸附过程符合伪二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir等温吸附模型。     

兰炭基活性炭的制备工艺优化及吸附性能研究

以榆林某公司的兰炭为原料,KOH粉末为活化剂制备活性炭。通过改变活化过程中时间、温度、炭碱比等因素,从而探究活性炭的碘吸附能力。通过响应曲面优化处理活性炭制备过程中活化因素,从而确定最佳工艺。采用比表面积测定,红外光谱分析,扫描SEM电镜等对活性炭结构及性能表征进行分析结果表明,上述活化条件都会影响活性炭吸附能力和孔隙结构。当活化过程中的温度达到750℃,时间为0.5 h,炭碱比为1:3的时候,KOH的活化效果最佳,所制样品的碘吸附值最大且为1 162.91 mg/g,其BET比表面积可达655.15m2/g,Langmuir比表面积为908.22 m2/g。通过红外分析可知活性炭与预处理兰炭原料红外光谱图走势极其相似,只是活性炭出现了较强的芳基烷基醚C-O伸缩振动峰。通过扫描显微电镜分析可知与原料兰炭相比,活性炭样品组织表面非常粗糙并且有大量的孔隙出现,样品结构非常疏松。     

响应面法优化咖啡壳基高性能活性炭 活化条件的研究

以咖啡壳为原料、KOH为化学活化剂制备高性能活性炭,在单因素试验探索活化时间、活化温度和碱炭比对活性炭碘吸附值影响的基础上,运用响应面法进行活化工艺参数优化。通过对模型优化确定最佳工艺参数为活化时间5 min、活化温度950℃和碱炭比（KOH和咖啡壳炭化料质量比,下同）4∶1;该条件下制备的活性炭的碘吸附值为2 214 mg/g（实验值）,和预测值（2 209.5 mg/g）基本相符,验证了模型的有效性。     

球磨改性热解炭吸附磺胺甲唑

针对热解炭颗粒大、表面活性弱、吸附能力差的问题,本文提出了一种机械球磨表面改性方法,探讨了不同球磨改性参数下热解炭对磺胺甲唑（SMZ）的吸附效果。以废橡胶连续热解炭为原料,采用不锈钢球磨制得具有不同表面性质的球磨炭,分析了球磨前后热解炭的结构、表面性质及表面形貌,并对比了球磨改性前后的SMZ吸附性能。结果表明,球磨改性过程可以有效改善废轮胎热解炭结构及表面性质,球磨处理2h的热解炭对SMZ的吸附效果最好,吸附量达到59.37mg/g,吸附动力学符合伪二级吸附模型。     

活性炭吸附法处理乙烯废碱液的研究

以活性炭为吸附剂处理乙烯废碱液,通过单因素实验,考查了吸附时间、吸附温度、活性炭粒度、活性炭投加量、废碱液pH对硫去除率的影响。吸附法处理乙烯废碱液的最佳工艺条件:吸附时间50 min、吸附温度25℃、活性炭粒度20~40目、活性炭投加量1.8 g、乙烯废碱液pH为3。在此条件下可使20 mL乙烯废碱液中硫浓度由1113.25 mg/L降到1.98 mg/L,硫去除率达99.82%,COD浓度由800000 mg/L降到5600 mg/L,COD去除率达99.9%。     

椰壳活性炭对气态氯化汞吸附作用的对比研究

以氯化汞为目标污染物,研究了椰壳活性炭对气态氯化汞的吸附性能,并结合活性炭微结构表征以及动力学模型拟合研究了其吸附机理。结果表明,椰壳活性炭对气态氯化汞的最大吸附量35.9 mg/g,且活性炭比表面积和总孔容对其吸附氯化汞有显著影响,比表面积大、总孔容大有利于提高饱和吸附量。载气流量不影响活性炭对氯化汞的饱和吸附量,但是影响其吸附时间,增大载气流量能够缩短吸附时间。温度对吸附量和吸附时间均有影响,升高温度能够提高吸附量且缩短吸附时间。通过对吸附过程的动力学模拟,发现活性炭对氯化汞的吸附均符合班厄姆动力学模型,相关系数均大于0.99,活性炭的吸附速率与吸附量随比表面积与总孔容的增大而增大。     

煤-生物质基活性炭成孔机制及其吸附乙酸乙酯的性能

以CO₂为活化气氛,通过一步快速热解活化法从黑山煤粉与生物质混合物中制取活性炭。讨论了不同质量比率、活化温度和CO₂浓度对活性炭比表面积的影响。通过N₂吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、拉曼光谱（Raman）和红外光谱（FTIR）对活性炭的性能进行了表征。确定了制备活性炭的最佳条件为活化温度900℃、质量比1、CO₂体积分数30%、活化时间120min时,活性炭的比表面积和孔容最大,分别为901m²/g和0.39cm³/g。最后,用乙酸乙酯吸附量验证了其吸附性能,最大累积吸附量为766.51mg/g。     

Vanadium(V) Removal by Adsorption onto Activated Carbon Derived from Starch Industry Waste Sludge

This study examines the adsorption potential of activated carbons for vanadium (V) removal from aqueous solution. Activated carbons were produced via chemical activation of waste treatment sludge from the starch industry. Specific surface area and pore sizes of waste sludge samples were determined through chemical activation and pyrolysis. Experimental data indicated that sludge samples had micropore structure and specific surface area of up to 1196 m²/g. First-order and second-order models were applied to determine adsorption kinetics. Freundlich, Langmuir, and Dubinin–Radushkevich isotherms were used to analyze equilibrium data of adsorption. Equilibrium adsorption data showed the best fit to the Freundlich isotherm. Adsorption of vanadium (V) follows second-order kinetic models. Maximum adsorption was observed at pH 4.0. Langmuir adsorption capacity was found to be 37.17 mg/g. The results of the study indicated that activated carbon obtained from industrial sewage sludge was effective in removing vanadium from aqueous solutions, which creates a significant advantage for treatment of industrial wastewaters and management of solid wastes.     

机械加工中含油废水处理工艺的研究

研究了活性炭对机械加工中含油废水处理工艺。探讨了在不同吸附条件下（吸附剂量、时间、pH）的吸附效果。结果表明,活性炭吸附的最佳工艺条件是：含油120 mg/L的10 mL废水中,加入活性炭质量0.3 g,加热搅拌时间60 min,pH值为8。在最佳条件下,含油废水在活性炭吸附后的COD为160 mg/L。     

吸附法处理含酚模拟废水的实验研究

研究了活性炭纤维(简称ACF)处理含酚模拟废水的静态吸附最佳工艺条件，测定了不同温度下的吸附等温线，并在相同条件下比较了ACF和活性炭的吸附性能。结果表明，ACF对苯酚的吸附容量为248mg／g，吸附饱和后经多次再生吸附容量几乎不变，吸附性能比活性炭好。室温时，在酸性或中性条件下，向100mL浓度282mg／L的含酚模拟废水投加活性炭纤维0．5g，恒温振荡30min，苯酚去除率可达91％。     

废弃粉末活性炭热解再生实验及表征分析

通过对废弃粉末活性炭（WPAC）进行热解再生实验,采用热重（TG）、红外分析（FTIR）、表面分析（BET）、X射线衍射（XRD）表征手段,分析了废弃粉末活性炭热解再生前后的比表面积、孔隙结构及再生过程中有机物分解的初步规律。同时比较了废弃粉末活性炭再生前后对亚甲基蓝（MB）的吸附性能,对WPAC热解再生效果进行了评价。实验得出的最佳热解再生条件是以氮气为载气,热解温度650℃,热解时间2h。在此再生条件下,再生炭（RPAC）的比表面积为1161.4m²/g,恢复到新鲜活性炭的94.5%;废弃粉末活性炭再生前后对亚甲基蓝的吸附等温线符合Langmuir模型,吸附容量为420.5mg/g,恢复到新鲜炭的89.6%。由此结果表明,WPAC经热解再生后表面化学性质、孔隙结构及吸附性能均得到有效恢复。     

污泥活性炭的制备及其脱色性能

以污水污泥为原料,采用物理活化法制得污泥活性炭,并用该活性炭处理染料废水,研究了pH值、污泥活性炭的投加量、温度、吸附时间等因素对染料废水的脱色率和COD去除率的影响。结果表明:用污泥制备的活性炭,其碘值和亚甲基兰吸附值分别为254.36 mg/g和20.26 mg/g,而且BET比表面积值为25.1995 m2/g,总孔容积为0.0399 m3/g,具有较好的吸附性能;将污泥活性炭用来吸附氨基黑染料,并与商品活性炭处理氨基黑染料的效果进行对比,自制污泥活性炭的脱色效果达到了商品活性炭的水平;污泥活性炭对氨基黑染料的吸附过程符合Langmuir吸附等温线。     

废菌渣活性炭的制备及对废水中硝基苯的吸附

以废菌渣为原料制备活性炭,采用能量-色散光谱（EDS）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）进行表征,结果表明：活性炭表面具有多种官能团,有利于提高对硝基苯的吸附。并研究了活性炭吸附硝基苯的影响因素（pH、初始浓度、吸附时间、投加量）、吸附等温线及热力学。结果表明：在常温中性pH条件下,初始浓度为50mg/L,活性炭用量为0.15g时硝基苯去除率可达98%,出水水质满足《污水综合排放标准》（GB 8978－1996）中对硝基苯浓度低于2.0mg/L的要求。活性炭对硝基苯的吸附具有较快的吸附速率,即1min接近平衡。该吸附行为是自发放热反应,可以用Freundlich模型很好地拟合。废菌渣活性炭对硝基苯的吸附主要是疏水作用和氧化钼活化共同作用的结果。因此,以农业废弃物-废菌渣制备得到的废菌渣活性炭具有良好的经济实用性,可用于废水处理中,实现以废治废的目的。     

竹活性炭碘吸附值对甲醛吸附性能影响的研究

考察了竹活性炭不同碘吸附值及吸附时间对甲醛吸附量的影响。结果表明:随着碘吸附值增加,竹活性炭对甲醛吸附能力也增加,在72 h内碘吸附值最高竹活性炭(744.16mg/g)其甲醛吸附能力为碘吸附值最低竹活性炭(126.83 mg/g) 的2.63倍,通过SPSS软件分析得出,竹活性炭碘吸附值与甲醛吸附成正相关,在72 h内以24 h甲醛吸附量为基准,对每隔24 h甲醛吸附增加值进行比较。结果表明竹活性炭碘吸附值越大,吸附时间越长,竹活性炭对甲醛吸附增加值也越大,且两者之间成正相关。进一步以竹活性炭碘吸附值(X₁)和吸附时间(X₂)为变量进行回归分析,得出回归方程:Y=66.215lnX₁+0.973X₂-286.66,相关系数R²为0.948。     

Adsorption Studies on the Removal of an Endocrine-Disrupting Compound (Bisphenol A) using Activated Carbon from Rice Straw Agricultural Waste

In this study, we used a two-stage process and potassium hydroxide (KOH) to transform waste biomass (rice straw) into activated carbon and then evaluated the adsorption capacity of the waste for removing bisphenol A (BPA) from an aqueous solution. Activated carbon removed BPA rapidly and effectively because of its high surface area and an adsorptive capacity (181.19 mg/g) that is significantly higher than many other adsorbents that have been developed in the recent past. The native and BPA-loaded adsorbents were characterized by scanning electron microscopy, elemental analysis, and Fourier transform infrared. Different adsorption parameters, such as the initial BPA concentration, contact time, temperature, and pH for BPA adsorption, were studied using a batch system. Equilibrium adsorption isotherms (Langmuir, Freundlich, and Temkin) and kinetics were investigated. The Langmuir model fits the experimental results well, compared to the Freundlich and Temkin models, and a pseudo-second-order equation was successfully used to describe the results of the kinetic studies. This study demonstrates that activated carbon produced from rice straw can be very effective in the adsorption of BPA from aqueous solution.     

椰壳炭对肌酐吸附性能及动力学研究

采用水蒸气活化法制备得到微孔发达的椰壳活性炭,并研究其对肌酐的吸附性能。以850℃活化所得微孔率最高的活性炭为吸附剂,考察了活性炭投加量、吸附时间、溶液pH值及肌酐初始质量浓度对肌酐吸附性能的影响,并采用准一级、准二级动力学方程对实验数据进行拟合处理。结果表明,制备所得4种椰壳活性炭对肌酐均有较强的吸附能力;微孔率越高,吸附量越大;37℃下,椰壳活性炭对肌酐的吸附平衡时间为6 h,平衡吸附量达到97.88 mg/g;酸性环境更有利于肌酐吸附;平衡吸附量随肌酐初始质量浓度增加而升高;吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。     

吸附法处理对苯二甲酸精制单元的废水

生产精对苯二甲酸(PTA)时,往往产生大量废水.在初步筛选实验条件的基础上,选择颗粒活性炭(GAC)作为吸附剂处理经过预处理的PTA精制废水.考察了接触时间、pH、GAC用量等因素对废水中有机污染物去除效果的影响.结果表明,吸附平衡时间为2 h,pH在3.0左右对吸附较为有利,吸附等温线符合Frendlich型,GAC的动态吸附容量为63.46 mg/g,可以用20%的NaOH溶液对GAC进行再生,浸泡5 h后的再生率接近90%.