超级电容器用高比表面活性炭的制备与电化学表征

以富含多环芳香烃的廉价有机物为前驱体,采用化学活化方法制备了超级电容器用高比表面活性炭和活性炭电极.考察了活化温度对活性炭电极比电容量的影响,研究了活性炭材料的比表面积和孔结构与活性炭电极的充放电性能之间的关系,并对活性碳电极进行了电化学表征.结果表明,在500～700 ℃范围内,随着活化温度的提高,活性炭电极的比电容量显著增大,当活化温度超过700 ℃时,活性炭电极材料的比电容量变化不明显.700 ℃活化温度下所制备的活性炭材料呈现明显的多孔结构,孔容为1.038 cm3/g,比表面积为1 959 m2/g;所制成的活性炭电极比电容量为210 F/g,等效内阻为0.9 Ω/cm2,10 mA/cm2充放电500次后保持90%以上电容量,交流阻抗图谱在频率低于转化点时表现出纯粹的电容行为,循环伏安曲线显示出良好的可逆特性.     

甘蔗基活性炭吸附二氧化硫性能研究

以甘蔗为原料,制备了甘蔗基活性炭,并研究了其结构和SO_2吸附性能,结果表明:升温速率和碳化温度对甘蔗基活性炭的比表面积、孔体积、平衡吸附量和显微硬度有较大影响,程序升温速率为5℃/min、碳化温度为250℃时,制备的活性炭性能较好,而活性炭显微硬度随碳化温度的升高而增加;活性炭在粒径为0. 5～1. 0 mm、吸附温度为150℃、空速为2 000 h-1下吸附性能较好。     

二氧化碳活化制备烟杆基颗粒活性炭的研究

进行了以烟杆废弃物为原料、木焦油为主的复合黏结剂、二氧化碳为活化剂制备颗粒活性炭的研究。系统地研究了活化温度、活化时间、二氧化碳流量等因素对烟杆基颗粒活性炭活化效果的影响，得到了该试验条件下最佳工艺条件：活化温度为900℃，活化时间为100min，二氧化碳流量为0．5L／min。该工艺条件下制备的颗粒活性炭碘吸附值为901．36mg／g，亚甲基蓝吸附值为80ml/g，活性炭得率为38.53％。同时，测定了该活性炭氮吸附，通过BET计算了活性炭的比表面积，并通过密度函数理论（DFT）表征了活性炭的孔结构。结果表明：制备的活性炭为微孔型，BET比表面积为947.81m^2／g，总孔容为0．48ml／g。     

乏风瓦斯分离富集用椰壳基活性炭的制备

以椰壳为原料、酚醛树脂为粘结剂及聚乙二醇（PEG）为造孔剂和分散剂,采用水蒸气活化制备活性炭,以所制备的活性炭为吸附剂,采用真空变压吸附法（VPSA）对乏风瓦斯进行分离富集.分别考察了不同活化条件对活性炭孔结构性能的影响,以及不同VPSA操作条件对乏风瓦斯富集效果的影响.结果表明:以酚醛树脂与粉体炭的质量比为0.5 g/g制备的成型炭作为炭质前驱体进行活化,在活化时间为5 h、通入水量为1.96 cm3/min和活化温度为825 ℃的条件下制备的活性炭,其对应的比表面积、微孔体积及微孔率分别达到795 m2/g、0.37 cm3/g和84.1%;并以该活性炭为吸附剂,在最佳操作条件下,乏风瓦斯（甲烷含量约0.5%）经富集后,产气中CH₄浓度和回收率分别为1.51%和96%.      

半焦制备活性炭的新工艺

摘要：基于煤基直接还原过程,以半焦为原料,利用铁矿预热氧化球团还原产生的气体为活化剂,开发一步法炭化、活化制备高性能活性炭新工艺,并通过优化制备温度、制备时间及还原剂用量等工艺参数,可同时得到优质还原球团。结果表明：在制备温度850℃、时间1h,半焦/球团的质量比为1∶1～4∶1的条件下,活性炭产率大于67%,耐磨强度达90%以上,比表面积和碘吸附值分别高于330m2/g、500mg/g,远优于商品活性炭,同时可得到金属化率为85%以上的预还原球团。     

聚醋酸乙烯酯制备成型活性炭性能的初步研究

以聚醋酸乙烯酯为黏结剂,乙醇为助剂,去离子水为溶剂,对2种不同比表面积的粉体活性炭成型过程进行系统的研究,并探讨了成型活性炭的相关性能,主要有:比表面积、径向强度和耐水性.分别考察了聚醋酸乙烯酯用量、乙醇用量、加水量、固化温度及固化时间对成型活性炭的径向强度、比表面积及耐水性能的影响,确定成型的较优实验条件,并结合红外分析,对成型过程机理进行了初步探讨.结果表明,对比表面积为2 634 m2/g的活性炭,在聚醋酸乙烯酯用量为0.45 g/g(黏结剂/活性炭)、乙醇用量为5 g/g(乙醇/黏结剂)、加水量为3 g/g(水/黏结剂)、固化温度为100 ℃和固化时间60 min条件下制备的成型炭,径向强度达到89.4 N/cm,比表面积约为2 168 m2/g,比表面积收率达到82 %以上,碘值约为982 mg/g,苯值达404 mg/g.对比实验结果发现,乙醇的加入可以有效地提高成型炭的耐水性能,成型炭在沸水中浸泡10 h后,不会破损.      

粉煤灰浮选精炭制备活性炭吸附溶液中Cu2+

粉煤灰浮选得到的精炭具有灰分含量低（Ad=17.85%）、碳含量高（Cd=77.53%）的特点,是活性炭制备的廉价碳源。采用KOH活化法对浮选精炭进行活化,可以得到碘吸附值1 140.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值140.00 mg/g、比表面积853.75 m2/g的优质活性炭,最佳的活化条件为：碱炭比3.0、活化温度800 ℃、活化时间60 min。红外光谱分析、BET比表面分析和扫描电子显微镜分析显示,制备的活性炭中含氧活性基团较多、孔隙发达,特别是2 nm以下的微孔丰富,微孔孔容占比48.30%,活性炭平均孔径2.33 nm。该活性炭对溶液中Cu2+的吸附性能良好,在投加量为2.5 g/L、pH=5.0、吸附温度25 ℃、吸附平衡时间120 min的条件下,初始浓度分别为50、75、100 mg/L时,Cu2+去除率分别达到99.70%、93.61%、81.67%。吸附机理分析表明,Cu2+在活性炭表面的吸附以化学吸附为主,符合Langmuir单分子层等温吸附模型。本研究为水处理用优质活性炭的低成本制备提供了一条新的技术途径。     

烟杆活性炭的制备及其乙醇吸附特性研究

云南省作为全国最大的烟草种植省份,每年产生大量的烟草废弃物,其中以烟杆为主,用烟杆制备活性炭可以实现废弃物资源化利用。本研究以烟杆为试验原料,通过炭化——KOH活化制备活性炭,探索最佳制备工艺条件,分析了活性炭的结构特征及活化条件对炭孔结构的影响,同时研究了活性炭对乙醇吸附的吸附特性。试验表明,活化温度保持在700℃,KOH与炭化料之比为3的条件下制备的活性炭有较高的比表面积和总孔容,分别为1 256 m2/g和0.588 cm3/g,此时微孔孔容最大,可达0.470 cm3/g,样品表面呈现无定形碳结构,对乙醇的吸附最有利。乙醇吸附测试表明,最佳工艺条件下制得的活性炭对乙醇的平衡吸附容量最大,可达382.93mg/g,该活性炭在太阳能吸附制冷领域具有一定的应用前景。     

竹活性炭比表面积及其孔径对TiO2/BAC光催化降解甲醛性能的影响

[目的]研究竹活性炭比表面积及其孔径对TiO2/BAC光催化降解甲醛性能的影响.[方法]以竹子为原料,按照不同浸渍比,用磷酸活化法制备不同孔径和比表面积的系列竹活性炭(BAC)作为载体;通过溶胶凝胶法制备负载型光催化剂(TiO2/BAC),以水溶液中的甲醛作为目标污染物,考察所得的一系列负载型光催化剂的光催化性能;采用氮气吸附、SEM 进行表征,研究了竹活性炭的孔径和比表面积对负载型光催化剂性能的影响.[结果]竹活性炭吸附和TiO2光解的协同效应使TiO2/BAC光催化剂对水溶液中甲醛的处理效率显著提高;比表面积较大、微孔较多、平均孔径为2～3 nm的竹活性炭有利于TiO2的负载,制备得到的复合光催化活性较高.[结论]为TiO2光催化剂的固化负载研究提供了理论依据.     

柚皮残渣制备活性炭对Cu2+吸附性能

以柚皮为材料,提取柚皮苷后残渣制备柚皮基活性炭（简称PPAB）,研究其在不同pH、投加量、吸附质浓度、时间、温度、粒径、解吸剂条件下对水中Cu2+的吸附性能.结果表明:在pH值为6,PPAB投加量4 g/L,溶液温度35 ℃,Cu2+初始浓度30 mg/L,吸附60 min,PPAB对Cu2+去除率94.47 %,最大吸附容量7.09 mg/g;0.25 mol/L盐酸脱附Cu2+效果较优,回收率98.21 %.吸附过程Langmuir等温式能较好拟合,此工艺下PPAB平均得率36.9 %,比表面积高达1 764 m2/g.柚皮基活性炭作为吸附剂处理低浓度重金属废水具有广阔前景.