活性炭微结构对吸附烟气中羰基化合物的影响

为认识活性炭微结构对吸附烟气有害成分的影响,突破了前人只限于高比表面微孔活性炭的研究现状,按照不同比表面积、微孔孔容的不同比例等微结构参数,选择了三种不同的活性炭颗粒,分别添加到卷烟滤嘴中,分析其对主流烟气中八种挥发性羰基化合物含量的影响。结果显示尽管高比表面的微孔活性炭对羰基化合物总量的脱除率略高于低比表面的中大孔活性炭,但比表面积、微孔比例等参数与烟气中各种羰基化合物的脱除率相关性不大,低表面积的中大孔活性炭也有较好的脱除效果。不同活性炭对八种羰基化合物脱除能力的变化有一定的相似性。中大孔活性炭对烟气有害成分具有优异的吸附能力与主流烟气高空速的特征有关,论文的研究结果对于研制新型烟气减害材料有借鉴意义。     

中高温环境下VOCs在活性炭上的吸附性能研究

选用3种商用活性炭及其分别经HCl溶液和KOH溶液浸渍改性的商用活性炭,研究中高温烟气环境下,反应空速、吸附温度对挥发性有机物（VOCs）吸附性能的影响,以及VOCs种类、吸附剂特性等与VOCs吸脱附效果的关系。研究发现：空速对吸附穿透时间影响较大,但对饱和吸附量影响不显著。吸附温度与VOCs浓度对饱和吸附量存在较大影响,150℃时甲苯的饱和吸附量仅能达到90℃时的40％。高沸点吸附质更易被吸附,更难被脱附。     

中高温环境下VOCs在活性炭上的吸附性能研究

选用3种商用活性炭及其分别经HCl溶液和KOH溶液浸渍改性的商用活性炭,研究中高温烟气环境下,反应空速、吸附温度对挥发性有机物(VOCs)吸附性能的影响,以及VOCs种类、吸附剂特性等与VOCs吸脱附效果的关系。研究发现:空速对吸附穿透时间影响较大,但对饱和吸附量影响不显著。吸附温度与VOCs浓度对饱和吸附量存在较大影响,150℃时甲苯的饱和吸附量仅能达到90℃时的40%。高沸点吸附质更易被吸附,更难被脱附。     

活性炭制备方法对烟气吸附性能影响研究

研究了5种不同制备方法对烟用活性炭性质的影响,表征了其比表面积、表面形貌和酸碱基团,并将其应用到卷烟滤嘴中。比较了不同方法制备的活性炭对烟气主要有害成分释放量的影响。结果表明:微波加热会对活性炭表面造成破坏,降低比表面积;KOH活化法制备的竹质活性炭优于水蒸气活化法;马弗炉KOH法经2次活化制备的活性炭对主流烟气中主要有害成分吸附效果最佳。     

煤基吸附剂脱除燃煤电厂烟气中汞的研究进展

燃煤电厂产生的烟气是汞排放的主要来源之一。概述了目前电厂烟气中汞污染情况和主要脱汞方法,介绍了煤基吸附剂在汞污染控制中的应用。煤基吸附剂应用于烟气脱汞时其吸附活性与多种因素有关,总结了烟气中SO2,CO2,CO,HCl等成分对活性炭吸附剂脱汞性能的影响,讨论了不同吸附温度和炭汞比例下活性炭的吸附效率,分析了不同改性方法对活性炭脱汞效率的影响机理。针对活性炭脱汞成本较高的问题,介绍了飞灰吸附剂的脱汞性能及吸附温度和入口汞含量对其的影响。此外,褐煤活性焦成本低廉,具有丰富的比表面积和孔径结构,化学活性高,吸附性能好,是一种很有前景的电厂烟气脱汞用吸附剂。     

烟气脱汞过程中活性炭喷射量的影响因素

在模拟燃煤烟气流动反应试验台上,对喷射吸附脱汞过程中影响活性炭喷射量的汞浓度、停留时间、温度、除尘设备等因素进行了试验研究.结果表明获得相同脱汞效率,在较低烟气汞浓度下活性炭的喷射量较大.停留时间对活性炭喷射量的影响最大,在较长停留时间下活性炭能够进行充分的吸附,相应的活性炭喷射量较少;在较短停留时间下受动力学限制,过多的活性炭喷射量不会引起脱汞效率相应增加.随着温度升高,活性炭的喷射量也随之增加;通过化学改性能提高活性炭在较高烟气温度下的吸附能力,从而减少喷射量.布袋除尘设备的使用能在较大程度上降低活性炭的喷射量.     

微波与氧化剂改性活性炭及SO_2吸附实验

采用微波辐照与氧化剂浸泡对椰壳活性炭进行改性研究。通过BET、SEM、FTIR对其表面物理化学性质进行表征。结果表明,微波与氧化改性均能丰富活性炭表面孔隙结构;活性炭改性后表面O—H、C—O、CO等含氧官能团含量增加,微波与K2Cr2O7浸泡共同改性样品的增加最为明显。脱硫实验结果表明,椰壳活性炭改性后,SO2吸附能力明显提高,微波与K2Cr2O7浸泡共同改性效果最佳,在60℃、烟气流量0.4 L/min时吸附量为33.31 mg/g;在烟气流量0.4¹ L/min之间,活性炭的吸附量随烟气流量的增加而减少;在601 L/min之间,活性炭的吸附量随烟气流量的增加而减少;在60¹20℃,随着温度升高,活性炭的初始吸附速率和吸附量均减小。     

煤化工VOCs吸附处理技术研究进展及展望

煤化工产生的挥发性有机物VOCs气体成分复杂且有毒有害,为了避免煤化工VOCs及其光化学产物对环境和人体健康产生危害,通过分析VOCs气体的排放控制及处理技术,指出煤化工VOCs吸附技术是可以控制VOCs排放、回收吸附材料及回收有价值VOCs的经济、有效的VOCs去除技术。通过分析煤化工VOCs吸附的物理与化学过程及其影响因素、解吸附的过程与方法,对常用的吸附材料的改性研究及发展进行了综述,通过对比不同吸附装置的结构、吸附特点及优缺点,将煤化工VOCs吸附技术与其他技术的组合实际工程应用进行了比较分析,并展望了吸附技术的未来研究方向。影响吸附过程的因素有吸附材料的结构特性、表面化学性质及亲疏性热稳定性等物理化学特性,被吸附物质VOCs的分子特性、吸附剂与吸附质之间的相互作用、不同吸附质之间的相互竞争、吸附环境等;物理吸附过程包括外表面传值吸附阶段、内部表面扩散阶段、不同孔径孔隙之间的平衡阶段;吸附剂微孔提供了主要的吸附位点,而中孔及大孔则增强了VOCs的扩散通道。吸附材料经过适当改性具有优异的VOCs吸附能力;采用H2O2浸渍法改性可提高活性炭纤维表面含氧官能团含量,吸附能力增强;采用具有强氧化性的浓硫酸等改性使活性炭表面具有含氧基团,增强活性炭对氮的吸附能力;用碱性氢氧化物改性的活性炭增加了比表面积,用酸改性可增加表面官能团,用KOH活化可获得更好的孔隙率。需要针对VOCs种类、浓度、流量及排放量等特性选择适合的吸附装置。吸附技术是控制煤化工VOCs排放和回收有价值VOCs再利用的经济、有效且具有前景的技术,可与其他技术组合处理VOCs气体,进行有利用价值VOCs气体的回收利用,实现VOCs废气排放达标。吸附技术未来研究重点是吸附材料改性(或定向改性)、新型改性方法及新型吸附材料研究、高效低成本吸附装置研究、多组分吸附质同时脱除研究,并提出了多组分VOCs吸附及解吸附的复合吸附装置研究思路。     

MnOx改性活性炭用于模拟烟气中Hg0的脱除

采用浸渍法制备了MnO_x改性活性炭(MnO_x/AC),用于模拟煤燃烧烟气中的元素态汞的脱除。实验研究了吸附剂的Mn负载量、吸附温度和烟气组分对所制备的改性活性炭的脱汞性能的影响,以及SO_2对活性炭脱汞的抑制作用机理。研究结果表明,当模拟烟气中含有5%(体积) O_2,Mn负载量为14%(质量),吸附温度为150℃时,改性活性炭的平均脱汞效率为97.0%(3 h)。模拟烟气中少量的O_2和微量的HCl、NO均对汞的脱除起促进作用,而微量的SO_2则对汞的脱除有抑制作用。通过吸附后的MnO_x改性活性炭的TG/DTG、XPS和Hg-TPD分析,推测SO2对改性活性炭脱汞的抑制作用是由于其消耗MnO_x中的晶格氧,形成的硫酸盐占据了14Mn/AC表面上的活性位点所致。模拟烟气中微量的NO可以有效降低SO_2对脱汞的抑制作用。     

微波与氧化剂改性活性炭及SO_2吸附实验

采用微波辐照与氧化剂浸泡对椰壳活性炭进行改性研究。通过BET、SEM、FTIR对其表面物理化学性质进行表征。结果表明,微波与氧化改性均能丰富活性炭表面孔隙结构;活性炭改性后表面O—H、C—O、CO等含氧官能团含量增加,微波与K2Cr2O7浸泡共同改性样品的增加最为明显。脱硫实验结果表明,椰壳活性炭改性后,SO2吸附能力明显提高,微波与K2Cr2O7浸泡共同改性效果最佳,在60℃、烟气流量0.4 L/min时吸附量为33.31 mg/g;在烟气流量0.4~1 L/min之间,活性炭的吸附量随烟气流量的增加而减少;在60~120℃,随着温度升高,活性炭的初始吸附速率和吸附量均减小。     

活性炭改性对催化剂脱砷性能的影响

以K₂CO₃对活性炭进行化学改性,考察K₂CO₃加入量对活性炭比表面积、孔容及孔径等物化性质的影响。随K₂CO₃与活性炭质量比（碱炭比）的增大,活性炭的比表面积呈现先增加后减小的趋势。当碱炭比为6∶1时,活性炭比表面积由初始的653.3m²/g上升至1333.6m²/g。以小分子砷化物三乙胂和大分子砷化物三苯基胂为模型化合物,配制高砷催化裂化汽油,测定催化剂的砷容和脱砷效率。实验结果表明,改性后的催化剂具有丰富的中孔-大孔多级孔结构,表现出更加优异的脱砷性能：微孔保证催化剂具有大的比表面积,使得活性组分能够高效分散;中孔-大孔有利于液态石油烃介质的扩散,从而增大砷化物与活性相的作用,提高催化剂脱砷效率。     

硝酸改性对活性炭结构及钌炭催化性能的影响

运用H2脉冲化学吸附、N2低温吸附技术和TPR-MS联用技术研究了酸改性的活性炭（AC）的结构性质,考察了酸处理对活性炭载体物理结构和化学性质的影响。研究表明,酸处理可以显著增加活性炭表面含氧官能团数量,经过改性的活性炭用于制备前驱体RuCl3／AC,Ru组分与含氧官能团之间存在明显的相互作用。酸改性对活性组分Ru的分散度及有效Ru比表面有较大影响,导致了Ru／AC用于催化丁酮加氢活性的显著改善。     

CuCl2-PdCl2/AC吸附剂的制备及其用于柴油脱硫的研究

以盐酸处理后的活性炭（AC）为载体制备了负载金属钯的PdCl2/AC吸附剂,用于对柴油中的噻吩进行吸附脱硫,并考察了CuCl2的加入量对PdCl2/AC吸附剂脱硫率的影响.结果发现：当Cu与Pd的摩尔比为2∶1时,制备的吸附剂对模型油中噻吩的脱除率达95.7％,明显高于未负载的活性炭.采用SEM及XRD对吸附剂进行了表征,并对吸附机理和吸附等温线进行了初步探讨.     

甘蔗渣纤维素基碳气凝胶的制备及吸附性能研究

通过对甘蔗渣进行碱/酸处理提取甘蔗渣纤维素,采用氢氧化钠/脲溶液将纤维素溶解,并通过在水中再生、冷冻干燥及在不同温度下碳化,制备具有优异疏水吸油性能的甘蔗渣纤维素基碳气凝胶。采用扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、BET法比表面积、水接触角（WCA）等测试方法对制备的甘蔗渣纤维素基碳气凝胶进行分析表征,并进行不同油类和有机溶剂的吸附、解吸实验。结果表明,制备的甘蔗渣纤维素基碳气凝胶拥有不规则的片-孔式网络状三维结构,具有轻质、高疏水、高比表面积等特性。高温碳化不仅可以改善碳气凝胶的轻质抗压性能、比表面积和孔径,还可以增强其疏水性及吸附性能。当碳化温度为800 ℃时,制备的CA-2-800表现出较好的轻质性（密度为33.4 mg/cm³）、高疏水性（水接触角为136°）和高比表面积（468.24 m²/g）。CA-2-800对柴油、汽油、泵油、正己烷、甲苯、三氯甲烷具有较好的吸附能力（20.2~66.3 g/g）。吸附动力学研究表明,CA-2-800在30 s内对汽油、柴油均能达到吸附平衡,且对三氯甲烷进行10次吸附-解吸循环吸附实验仍保留97%的吸附性能。     

磁性多壁碳纳米管吸附处理甲基橙模拟废水的研究

对多壁碳纳米管进行纯化处理后采用化学共沉淀法制成磁性多壁碳纳米管(mMWNT),研究了其对甲基橙废水的处理效果,考察了投加量、吸附时间、pH值、温度等因子的影响。结果表明,mMWNT成功负载了Fe3O4和γ-Fe2O3;mMWNTs投加量为6 g/L时甲基橙的去除率可达99.2%;甲基橙去除率随时间呈逐渐增大趋势直至吸附平衡;实验的最佳pH为1时,去除率最高;温度为30℃时,去除率达到80%。mMWNT吸附处理甲基橙模拟废水过程符合准二级吸附动力学方程。     

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。     

改性活性炭负载高分子季铵盐的杀菌性能

引言活性炭比表面积大、吸附性能好,广泛应用在空气污染防治和工业废水处理中,如大型通风系统的过滤器、肾透析病房的水处理系统[1-2]。然而,活性炭表面易繁殖细菌,使其本身也成了微生物的污染源,从而影响净化空气或水的效果[3]。目前,对抗菌炭材料的研究越来越受到关注,多数工作者     

负载型钾基CO2吸收剂的结构表征和碳酸化反应特性

The structure identification and carbonation characteristics of several potassium-based supported sorbents for CO₂ capture were investigated with TGA,XRD,XRF,SEM and N₂ adsorption method.Potassium-based sorbents were prepared by impregnation with potassium carbonate on supports,such as cocoanut activated charcoal（AC1）,coal active carbon（AC2）,silica gel（SG）and diatomite（DT）using the iso-volume impregnation method.The results showed that the K₂CO₃ loading amounts of AC1,AC2,SG and DT were 24.1%,22.5%,21.7% and 19.1% respectively.The surface area and pore volume of K₂CO₃/AC1 and K₂CO₃/AC2 were larger than others.In contrast,those of K₂CO₃/DT were small.For K₂CO₃/SG,pore volume was large but surface area was small.K₂CO₃/AC1 and K₂CO₃/AC2 showed excellent carbonation capacity.However,the carbonation capacities of K₂CO₃/SG and K₂CO₃/DT were low.The difference in carbonation capacity of those sorbents were attributed to the difference in pore structure,leading to different supported sorbents.     

介孔二氧化硅合成及其吸附分离性能研究

以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法,通过调整合成体系pH与温度控制正硅酸乙酯的水解与缩聚过程,制备出4种不同孔径分布的介孔二氧化硅。以X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、N₂吸附-脱附、程序升温脱附（NH₃-TPD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、热重（TG）等表征手段对二氧化硅物化性质进行表征,并考察4种介孔二氧化硅的烷/烯吸附分离性能。结果表明,介孔二氧化硅的硅羟基种类以自由羟基为主,随着合成终点pH增加,孔径增加,比表面积减少,硅羟基浓度降低,酸量减少,酸强度增加;孔径分布及酸性质对吸附分离性能影响明显,平均孔径为4.9 nm样品的酸强度适宜,分离度R_烷/烯>1,烯烃脱附速度快,吸/脱附速率比接近1,是较为理想的烷/烯分离吸附剂。