荞麦壳基活性炭的制备及其性能研究

为了实现固废资源化利用,以废弃荞麦壳为原料采用化学活化法制备了一种新型吸附 剂———荞麦壳基活性炭。 采用单因素方法对制备过程中的活化温度、活化时间、活化剂种类和荞 麦壳与活化剂的质量比进行了优化,通过碘值和亚甲蓝值考察了优化后荞麦壳基活性炭的吸附 效能,并采用气体吸附仪、X射线衍射法和扫描电镜分析表征了活性炭的孔结构、微晶结构及微 观表面形貌。 结果表明:当采用磷酸活化剂、活化时间90min、活化温度500℃、荞麦壳与活化剂 的质量比为1∶3时,获得的荞麦壳基活性炭碘值和亚甲蓝值分别为765.8mg/g和222.2mg/g, 其亚甲蓝值高于市售的三种活性炭(煤基、木质、椰壳活性炭);同时,优化后的荞麦壳基活性炭 的中孔孔隙率最大为96.8% ,总孔容量(0.666cm3/g)高于煤基活性炭和椰壳活性炭,比表面积 (785.3m2/g)与市售活性炭相当,说明以荞麦壳为原料采用磷酸活化可制备出中孔发达、吸附性 能好的活性炭。     

活性炭改性及其对CO2/CH4吸附性能的研究

以活性炭为基础吸附剂,考察不同类型活性炭的吸附性能以及酸碱改性及氧化性改性对活性炭CO2/CH4吸附性能的影响。CO2/CH4的吸附性能通过变压吸附装置所得的穿透曲线评价。结果表明：煤质活性炭对CO2/CH4的吸附分离效果最好;对于改性活性炭,质量分数为5%双氧水、5%氨水及5%盐酸改性对活性炭的吸附容量均具有较大的提高,其中双氧水及氨水改性活性炭的CO2/CH4分离因子也有明显的提高。     

饮用水深度处理用煤基活性炭吸附性能表征

活性炭是臭氧-生物活性炭(O3-BAC)饮用水深度净化工艺中的核心材料,准确评价活性炭的吸附性能是活性炭选型的基础.本研究采制我国4种典型商品煤基活性炭样品,同时选取一种木质炭作为对比,测定炭样的碘值、亚甲蓝值、焦糖脱色率等常规吸附性能指标以及对丹宁酸(TA)和腐殖酸(HA)的静态吸附容量;用快速小柱实验(RSSCT)...     

改性活性炭表面特性及其对甲烷吸附性能的影响

为了实现煤矿上隅角乏风瓦斯的资源化利用,分别使用硝酸盐、氨水及氢氧化钠对椰壳活性炭进行改性,并使用改性后的活性炭对低浓度瓦斯进行真空变压吸附,考察了经不同物质改性的活性炭的结构变化及其对甲烷的吸附性能。研究结果表明,经硝酸盐、氨水及氢氧化钠改性后的活性炭对煤矿乏风瓦斯的吸附性能均有一定程度提高。对比实验发现,经过氢氧化钠改性的活性炭对甲烷的吸附效果最好,当氢氧化钠浓度为2 mol/L、浸渍温度为60℃时,其穿透吸附量提高了105.5%。     

活性炭吸附硝基苯乙酮同分异构体的研究

静态实验条件下,考察了不同类型活性炭以及经酸碱改性和氧化改性的活性炭对硝基苯乙酮同分异构体吸附性能的影响;动态实验条件下,考察了活性炭对硝基苯乙酮同分异构体吸附和分离性能。结果表明:椰壳活性炭对硝基苯乙酮的吸附分离效果最好;对于改性活性炭,质量分数为5%双氧水、5%氢氧化钠改性对活性炭的吸附容量均具有较大的提高;同时,活性炭对邻位硝基苯乙酮的吸附分离因子与间、对位有较大差异,在工业化过程中,为活性炭吸附分离硝基苯乙酮同分异构体中的邻硝基苯乙酮提供基础数据。     

煤层气中甲烷/氮气分离用椰壳活性炭的制备

为解决变压吸附法提纯煤层气中甲烷遇到的吸附剂难题,以我国海南产椰壳炭化料为原料,采用二次炭化-水蒸气物理活化工艺制备生物质基活性炭,采用高压电子天平测量了298 K、0～1. 0 MPa下CH_4/N_2在制备得椰壳活性炭上的吸附等温线,利用比表面积和孔径吸附仪测量了活性炭的孔径结构,详细研究了活化工艺参数对CH_4/N_2吸附分离性能及孔隙结构的影响。通过变压吸附装置检验了最佳工艺参数条件下制备椰壳活性炭的CH_4提浓效果。研究结果表明,随着活化温度的提高,平衡分离系数逐步减小,吸附容量逐步增加,最佳活化温度为850℃;平衡分离系数和饱和吸附容量均随水蒸气流量的增加呈先增加后减小的趋势,最佳水蒸气流量为2.0 kg/h;平衡分离系数随活化时间延长先增加后减小,甲烷饱和吸附容量逐渐递增,最佳活化时间为40 min。升高活化温度对孔结构的发育影响显著,比表面积、微孔孔容和总孔容均呈递增趋势,表明升高温度有利于微孔的发育,可制备出微孔发达的活性炭。变压吸附评价结果表明在水蒸汽活化工艺最优条件下制备得椰壳活性炭可将20%CH_4-80%N_2模拟煤层气中的CH_4体积分数提高到48. 3%,提浓幅度大于25%,回收率为80.58%,产能达到108.82 m~3/(t·h);同时,该吸附剂对中高浓度煤层气也具有较好的分离效果,体现出较好的分离性能。     

煤制活性炭

活性炭是一种多孔性炭素材料,具有很大的比表面积和细孔容积,吸附能力强。根据制造原料的不同,活性炭可分为木质活性炭和煤质活性炭等;根据成品形态的区别,又分为颗粒活性炭、破碎活性炭和粉末活性炭等;根据使用环境的区别,还可以分为气相吸附用活性炭和液相吸附用活性炭等。目前国外活性炭已发展到上千个品种,我国还不到百种。活性炭不仅广泛应用于化工、石油、冶金、医药、食品、染料、国防、制糖和油脂等工业,还大量用于环保和生活用水处理。     

活性炭/地质聚合物复合微球吸附剂的制备及其对刚果红和结晶紫的吸附研究

以活性炭和偏高岭土为原料、水玻璃和氢氧化钠为激发剂, 采用悬浮固化法制备了活性炭/地质聚合物复合微球(GMC)吸附剂, 通过X射线衍射仪、扫描电镜和紫外-可见分光光度计研究了其微观结构以及对刚果红(CR)和结晶紫(CV)的吸附性能。结果表明, GMC的吸附性能随活性炭添加量增加而提高, 活性炭添加量为30%时, 其对CR和CV的吸附过程符合Langmuir吸附模型和准二级动力学模型, 理论最大吸附量分别为61.88 mg/g和104.06 mg/g, 循环再生使用5次后对CR和CV的去除率依然可达71.73%和75.65%。     

凹凸棒土漂浮型滤料对水中腐殖酸的吸附性能研究

研究了凹凸棒土漂浮型滤料(AFFM)对水中腐殖酸的吸附性能。实验结果表明,在酸性条件下,AFFM对腐殖酸有着较好的吸附效果;在25℃时,AFFM的吸附特点更符合Freundlich方程。吸附动力学的实验结果表明,吸附过程更符合拟二级动力学方程,当初始浓度为2~18 mg/L时,实测得AFFM对腐殖酸的最大吸附量为8.33 mg/L,由Langmuir吸附等温式拟合计算的理论吸附量为9.61 mg/L;温度对吸附效果的影响不显著。     

乐果废水处理

探讨了粉煤灰、改性膨润土以及活性炭对乐果的吸附性能。实验结果表明 ,这三种吸附剂对乐果都有较大的吸附容量和去除率。在实验条件下 ,三者的吸附容量分别为 3mg/g、2 0mg/g和 2 5mg/g ;去除率分别为 5 0 %、85 %和 98%。根据这三种吸附剂对乐果的吸附能力、市场价格以及资源条件 ,提出了经济合理的处理乐果废水的工艺     

高锰酸钾改性对颗粒活性炭吸附Cu2+的影响

采用KMnO₄溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行了改性。考察了KMnO₄ 溶液浓度对Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH的影响,并研究了KMnO₄ 改性对颗粒活性炭吸附和解吸Cu²⁺性能的影响。结果表明,KMnO₄ 改性使颗粒活性炭对 Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH向低pH偏移。当KMnO₄溶液浓度为0.03 mol/L时,改性颗粒活性炭效果最好;KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭对Cu²⁺的吸附速率,使其投加量节省约3倍;Cu²⁺在改性及未改性活性炭上的吸附遵循Freundlich等温吸附方程,在相同Cu²⁺平衡浓度下,KMnO₄改性活性炭对 Cu²⁺的吸附量提高约 2.7倍;使用 0.35 mol/L的HCl溶液作解吸液,Cu²⁺从KMnO₄改性活性炭上的解吸率为 91.1%,而Cu²⁺从未改性活性炭上的解吸率仅为8.8%。KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭从水中吸附重金属离子的能力,并促进了其解吸再生性能。     

弱酸改性粉煤灰空心微珠用于处理铅锌选矿废水吸附试验研究

提出将粉煤灰空心微珠作为吸附剂应用于铅锌选矿废水治理。首先采用BET、SEM、XRD、Zeta电位等测试方法,考察了微珠的弱酸活化机制,然后对实际废水中残留的选矿药剂以及重金属离子开展了吸附试验研究。结果表明:微珠经弱酸活化后,其表面电位由-1.797 6mV增加到-15.538 7mV,大幅度提高了静电吸附能力;对实际废水中的COD有很好的去除效果,但四种药剂呈现不同的吸附行为。饱和吸附量方面:腐植酸钠(6.492mg/g)乙硫氮(2.250mg/g)丁基黄药(1.680mg/g)BK-906(0.024mg/g);吸附速率方面:腐植酸钠(K=0.330 2min~(-1))丁基黄药(K=0.312 1min~(-1))BK-906(K=0.020 1min~(-1))乙硫氮(K=0.008 1min~(-1))。对废水中低浓度的Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)离子也呈现出一定的去除效果,重金属离子与残留的选矿药剂的络合共吸附是其主要去除机理。     

CH4，N2，CO2在椰壳活性炭内的吸附平衡及扩散

使用高精密质量吸附仪IGA-100B对可用的吸附剂进行吸附分离实验。选取椰壳活性炭K01,测定了CH₄、N₂、CO₂在其上于298、308、323 K温度下的吸附等温线和吸附动力学曲线,由此分析了3种气体的吸附性能、热力学及动力学扩散性质,从而得到不同温度下CH₄、N₂、CO₂之间的平衡分离系数（α）和扩散系数（D）之比。结果表明,椰壳活性炭K01可以实现不同温度下CH₄/N₂、CO₂/N2的平衡分离;两种气体的动力学分离与压力和温度有关,在298 K压力较低时,可能实现N₂与CH₄的动力学分离;而在298 K和323 K时,在较宽的压力范围内,可能实现N₂和CO₂的动力学分离。     

Adsorbing flocs in expanded/fluidised bed reactors: A new basis for pollutants removal

The present work describes studies concerning a new adsorption technique based on the use of adsorbent flocs in an expanded/fluidised bed reactor for the removal of pollutants from aqueous solutions. The technique, based on flocculation of aqueous suspensions of powdered adsorbent materials, when conducted in an expanded/fluidised bed reactor takes advantage of conducting adsorption and solid–liquid separation in one single stage. Studies were performed using flocculated powdered activated carbon and natural zeolites, alone and in mixtures, for phenol and ammonia adsorption. A reactor with cylindrical–conical geometry was used for the pollutants adsorption in flocs beds (pure and mixed), as well as the regeneration/recycle of the exhausted adsorbents. Results proved the high adsorption efficiency of powdered natural zeolites and activated carbon flocs for the uptake of ammonia (11 mg NH₃–N g⁻¹) and phenol (132 mg g⁻¹), at 38 and 19 m h⁻¹ loading rates, respectively. Regeneration/recycle of the pollutant-saturated beds was possible for the ammonia/natural zeolites adsorption case, using sodium sulphate as regenerator. Use of mixed flocs beds was efficient, showing advantages such as multiple-pollutants adsorption in one single stage, higher loading rates when using light materials (activated carbon) combined with heavier ones (natural zeolites) and use of small adsorbent concentrations (not possible otherwise). Economical and environmental issues regarding the technique are also discussed in the paper. The new technique shows great potential as an alternative physicochemical adsorption process for pollutant removal from aqueous solutions using low-cost and highly-available powdered adsorbent materials.     

Modelling of gold (I) cyanide adsorption based on the properties of activated bagasse

Bagasse, the fibrous residue from sugar cane milling operation, was subjected to physical activation using CO₂ to establish its suitability as a precursor for gold adsorption, specifically for the recovery of gold from cyanide medium. Mathematical modelling, which correlates the effects of carbon properties on the adsorption behaviour, was conducted to formulate a basis for tailor making the adsorbent for this particular application. The developed model suggests carbon properties of alkali pH, high total surface area and small pore diameters are required for optimum adsorption capacity. The optimum adsorption capacity attained by the developed carbon in this study was 227% that of the test commercial activated carbon, which exhibited an adsorption of 101mg Au/g carbon. Hence this demonstrates bagasse as a promising precursor for the manufacture of activated carbon for gold cyanide adsorption.     

煤基腐植酸对Cd2+的吸附-解吸特性研究

环境pH对腐植酸-重金属的结合稳定性有显著影响,采用不同pH解吸液对吸附Cd2+后的腐植酸(腐植酸-Cd)进行解吸规律研究。结果表明,煤基腐植酸(HA1和HA2)的官能团、腐殖化与芳构化程度是影响腐植酸-Cd稳定性的主要结构特征。HA1较HA2含氧官能团更多,Cd2+吸附量更高,HA1和HA2对Cd2+吸附量在Cd2+初始浓度 100mg/L时分别为905mg/g和582mg/g;|HA1-Cd和HA2-Cd在纯水解吸的保留率总体大于80%;pH=3解吸液中Cd2+保留率降低明显,HA2对Cd2+的保留作用更强|pH=5、7解吸液中随Cd2+初始浓度的增大HA1-Cd和HA2-Cd解吸规律一致,Cd2+初始浓度越高,三次解吸后保留率越大,均在60%左右|ζ电位分析表明,HA-Cd中Cd2+解离存在自发解离和离子交换两种途径,H+、Na+及醋酸根配体的共同作用导致结合不稳定的Cd2+再次释放。     

The application of wood ash as a reagent in acid mine drainage treatment

The paper deals with a possible utilisation of wood ash as a reagent in treating acid mine drainage (AMD) from opencast mining of brown coal. Wood ash samples were obtained having combusted deciduous and coniferous tree wood in a household furnace. The dominant mineral phases in wood ash are calcite, quartz, lime and periclase. The used AMD is characteristic of high contents of sulphates, iron, manganese, heavy metals and low pH. The AMD treatment process included dosing of wood ash to adjust pH values about 8.3 (a dose of 0.5 g l⁻¹) or calcium hydroxide (a dose of 0.2 g l⁻¹) for comparison. The reaction time was 20 min. Dosing of wood ash in AMD resulted in an increase of pH in solution from 3.5 to 8.3, which caused the removal of metal ions mainly by precipitation, co-precipitation and adsorption. Comparing the application of Ca(OH)₂ in AMD treatment, at an almost identical pH value the concentrations fell in both cases for Fe, Mn, As, Co, Cu, Ni, Zn, Mg, Al and Mo. Applying wood ash the drop was even more distinct in Mn, Zn and Mg. The results of sedimentation tests in an Imhoff cone confirm that the settling capacities of sludge using wood ash are significantly better than when using calcium hydroxide in acid mine drainage treatment.     

炭浆法提金用椰壳活性炭磨角预处理的方法探讨

椰壳活性炭目前是国内外大部分炭浆厂都使用的吸附剂。使用椰壳活性炭吸附时,其表面棱角的磨损是损失载金炭最主要的原因。因此,椰壳活性炭在加入吸附搅拌筒之前,应先进行磨角预处理,去掉活性炭颗粒表面易碎的部分,以减少该部分带来的金银损失。研究了几种磨角方法。结果表明,在清水介质中搅拌,当搅拌筒与搅拌桨的直径比为2.0∶1时,磨角效果较好。通过对经济效益预测分析,发现恰当的磨角预处理是十分必要的。