槐木活性炭净化废水中Pb2+的工艺研究

低成本高效活性炭吸附剂在废水处理中起着至关重要的作用。可再生的树枝是制备高效吸附剂的“零”成本原料。以刺槐树枝为原料,采用水蒸气活化法制备槐树活性炭,并优化活性炭吸附废水重金属离子Pb²⁺的工艺。结果表明：3 cm×10 cm左右槐树枝段,在110℃下干燥3天后在500℃恒温炭化30 min的槐木炭,再在650℃下恒温活化80 min,水蒸气流量为30 g·h^-1,制备的槐木活性炭对废水中的Pb²⁺有着较好的吸附能力和去除能力,最大吸附量202.0mg·g^-1,最大净化率大于95%。通过单因素实验获得活性炭对Pb²⁺吸附最佳的工艺参数：Pb²⁺初始质量浓度为0.5 mg·mL^-1,吸附时间60 min,吸附温度20℃。Pb²⁺在槐木活性炭上的吸附更适合Freundlich吸附模型。在低于70℃时,吸附是放热过程,槐树活性炭对Pb²⁺的吸附能力大于对溶剂的吸附,吸附是自发过程。     

K2CO3-水蒸气催化活化制备兰炭基活性炭的实验研究

选取粒度小于6mm的低价值兰炭末,以K₂CO₃为催化剂,采用溶液浸渍-水蒸气高温活化技术制备兰炭基活性炭,通过计算收率,碘吸附和亚甲基蓝吸附实验,低温N₂等温吸附/脱附实验以及扫描电子显微镜(SEM)表征活性炭孔结构特征,重点考察了催化剂溶液浓度、催化活化温度对孔隙结构的影响。研究表明,相比于常规水蒸气高温活化,K₂CO₃催化作用能缩短活化时间,活化30min已经十分充分。随着活化温度的上升和催化剂浓度的增加,亚甲基蓝吸附值先增大后减小,碘吸附值持续降低。当催化剂浓度为0.6mol·L^-1,亚甲基蓝吸附值最高,为234.12mg·g^-1。催化活化过程的最佳温度是500℃,此时兰炭基活性炭比表面积和孔容积分别为579.32m²·g^-1和0.309cm³·g^-1,材料中孔和微孔均较为发达。用扫描电镜观察了催化活化制备的兰炭基活性炭的表面形貌,其已经没有...     

槐木活性炭处理生活废水的研究

活性炭在废水处理中起着重要作用,生物质炭是无二次污染的绿色吸附剂。本文以刺槐树枝干为原料,采用水蒸气活化法制备槐木活性炭,并用于净化生活废水;优化了吸附工艺参数,同时确定了吸附热力学和动力学模型。结果表明,650℃的温度下活化80min,水蒸气流量为0.8g/min的槐木活性炭在30℃的温度下吸附50ml废水40min的条件下有着较好的吸附能力。槐木活性炭吸附废水有机物,热力学上符合Freundlich模型,为多层物理吸附为主;动力学上,符合准二级动力学模型。     

镍铈改性甘蔗基活性炭吸附二氧化硫研究

以甘蔗为前驱体，制备了甘蔗基活性炭，并通过Ni O、Ce O₂进行改性，对SO₂进行吸附实验研究，结果表明，Ni O、Ce O₂的加入对甘蔗基活性炭的比表面积增大、吸附量的提高具有有利影响，Ni O的最佳添加量为2.5%,Ce O₂的最佳添加量为5%，吸附剂最佳吸附应条件为：吸附温度为60℃，SO₂初始浓度为1000×10^-6，空速为1200h^-1。在最佳反应条件下，2.5%NiO/5.0%CeO₂-甘蔗基活性炭的SO₂吸附量为56.39m²·g^-1。     

干法制备高中孔率生物质成型活性炭

以锯末为原料,氯化锌为活化剂,不添加黏结剂,采用干法混合后直接成型活化制备高中孔率生物质成型活性炭。为考察这种工艺的可行性,通过单因素实验,以亚甲基蓝吸附值为评价指标,考察了盐料比、活化温度、活化时间与成型密度对生物质成型活性炭吸附性能的影响,得出较优工艺条件为:盐料比1.0:1,活化温度950℃,活化时间为60min,成型密度为1.4g·cm^-3。在此工艺条件下制备得到的生物质成型活性炭,其亚甲基蓝吸附值为387mg·g^-1,BET比表面积为2104m²·g^-1,平均孔径为3.11nm,总孔容为1.63cm³·g^-1,中孔孔容为1.17cm³·g^-1,中孔率高达71.8%,初步证明了干法制备高中孔率生物质成型活性炭工艺的可行性。     

K2CO3活化空心莲子草制备活性炭及表征

以入侵生物空心莲子草为原料,以K₂CO₃为活化剂,经一步共混活化法制备活性炭。研究了K₂CO₃与空心莲子草质量比、活化温度及活化时间对活性炭得率及吸附性能的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）对不同温度下得到的活性炭进行了表面形貌观察。实验结果表明,K₂CO₃活化空心莲子草的最佳活化条件为：质量比为1.5,活化温度及时间分别为800℃,3.0 h,此时活性炭得率为13.79%,其碘吸附值及亚甲基蓝吸附值分别为1477 mg·g^-1和384 mg·g^-1。当氮气流量在20～100 ml·min^-1范围内变化时,K₂CO₃的回收率相差不大,且其回收率均能达到80%以上。SEM结果表明活化温度对活性炭孔结构具有明显影响。     

H2SO4/ZnCl2复合活化微波法制备污泥活性炭研究

以城市剩余污泥为原料,H₂SO₄和ZnCl₂为复合活化剂,采用微波法制备污泥活性炭,研究微波活化温度、功率、辐照时间及固液比对污泥活性炭碘吸附值影响,并利用TG、BET、FTIR、SEM等对产物进行表征。结果表明：当固液比1∶1.5、微波功率2 000 W、活化温度600℃和辐照时间20 min时,污泥活性炭碘吸附值最高约为1 360 mg·g^-1。与干污泥相比,加活化剂干污泥的热解仍为3个阶段,但半焦生成焦炭阶段的失重有较大提高,污泥活性炭的比表面积约为331 m²·g^-1,表面可见大小不一且未被堵塞的孔洞,平均孔径约为13 nm,有相对较多的含氧官能团。     

改性氧化铝对饮用水中氟离子的吸附性能研究

采用浸渍法制备ZrCl₄改性γ-Al₂O₃吸附剂,探究了吸附剂用量、初始F-浓度、吸附时间以及溶液pH值对吸附量的影响。结果表明,ZrCl₄改性浓度为2(wt)%,吸附剂ZrCl₄-Al₂O₃投加量为4g·L^-1,溶液初始pH值为4,吸附温度为25℃,吸附时间为24h时,吸附效果最好,吸附量为17.08mg·g^-1,相较于未改性γ-Al₂O₃提高了149.4%。吸附过程符合Freundlich吸附等温方程和准二级动力学模型,是一种优势放热吸附过程。     

稻壳污泥活性炭的制备及其吸附性能测试

本文以稻壳污泥炭为原料,经过酸洗、除硅、活化、煅烧等一系列工艺制备了活性炭,利用亚甲基蓝溶液进行了活性炭吸附性测试,考察了工艺条件对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明,在422℃条件下,不经ZnCl₂溶液活化,煅烧3h制成的活性炭吸附值最高,为16.5mg·g^-1。利用XRD、BET、TG、SEM等表征手段对原料炭或活性炭进行了分析,结果表明,制备的活性炭属于介孔炭,其比表面积为26.05m²·g^-1,优于部分其他生物质活性炭。     

氯化锌-水蒸气协同活化玉米芯制活性炭的研究

以宁夏农业废弃物玉米芯为原料，制备对亚甲基蓝(MB)吸附性能最优条件下的氯化锌活性炭(ZnAC)，并在此条件基础上利用氯化锌-水蒸气来协同活化制备不同活化温度下的活性炭(ZnHAC)。利用BET、XRD、FT-IR和SEM分析ZnAC和ZnHAC的结构和表面特性，阐释活化机理。结果表明：ZnCl₂单独活化玉米芯的最佳条件为活化温度为500℃、活化时间为1 h、锌料质量比为1.5∶1；所制活性炭的比表面积为2 299.75 m²/g，累积总孔容为1.28 cm³/g，对MB吸附量为531.56 mg/g；此活性炭介孔率高达95%以上，且随着温度的升高，介孔率都有所增加，说明提高温度有利于介孔的形成。相对于ZnAC_T-1.5-1，通入水蒸气之后ZnHAC_T-1.5-1的比表面积和孔容都有明显增大，其中ZnHAC_800-1.5-1的比表面积比ZnAC_800-1.5-1增加了349 m²/g，而介孔孔容、总孔容及孔径近乎...     

多壁碳纳米管嵌入13X/MgCl2复合吸附剂的性能实验

配制了将不同含量的多壁碳纳米管（MWCNT）加入复合吸附剂13X/MgCl₂中制成的新型复合吸附剂,并对其吸附、脱附和导热性能进行了测试。实验结果表明：新型复合吸附剂在闭式200℃脱附完成后,新型复合吸附剂的吸附残余量随着MWCNT含量的升高而减小,13X的吸附残余量是MWCNT含量最高的13X/MgCl₂/MWCNT（CNT-5）复合吸附剂的吸附残余量的2倍,虽然MWCNT的加入不会对13X/MgCl₂复合吸附剂在室温下的吸附性能有影响,CNT-5在开式、闭式的平衡吸附量可以达到0.52 g·g^-1和0.38 g·g^-1,分别是13X吸附量（0.24 g·g^-1）的2.2和1.6倍,但新型复合吸附剂可以脱附更多的水蒸气。新型复合吸附剂的热导率随着MWCNT含量的增大而升高,CNT-5的热导率可以达到0.265 W·m^-1·K^-1,是13X热导率的4.9倍。     

硫镍共掺杂活性炭对CO的高效吸附

本研究采用高硫石油焦为基础原料,通过碱性碳化制备了石油基活性炭(PAC,BET>2500m²·g^-1),并进一步通过在H₂SO₄溶液中浸渍负载镍盐,制备了镍负载的高硫石油焦基活性炭吸附剂S-Ni/PAC。吸附结果表明,硫和镍的引入对吸附性能起重要协同作用,相较于不加或只加其中单一元素的吸附剂,其吸附CO的容量和选择性均有大幅提升。室温下,所制备的硫镍共掺杂活性炭吸附剂对CO的吸附呈现出明显Type Ⅰ微孔吸附特征,在20kPa下吸附量达6mmol·g^-1以上。     

Fe(NO3)3-水蒸气催化活化制备兰炭基活性炭及吸附焦化废水的应用研究

以兰炭末为原料，Fe(NO₃)₃为催化剂，采用Fe(NO₃)₃-水蒸气催化活化法制备了兰炭基活性炭(semi-coke based activated carbon, SAC),并将其应用于焦化废水的吸附研究。考察了催化剂溶液浓度(0 mol/L,0.4 mol/L,0.6 mol/L,0.8 mol/L,1 mol/L)和活化温度(600℃,700℃,800℃,900℃)对样品收率、孔隙结构和吸附性能的影响。使用最优活化条件下制备的兰炭基活性炭作为吸附剂，讨论了不同温度(298 K,308 K,318 K)、SAC投加量(1 g, 2 g, 3 g, 4 g, 5 g)、吸附时间(10 min, 30 min, 60 min, 90 min, 120 min, 150 min, 180 min)、转速(0 r/min, 100 r/min, 200 r/min)对焦化废水COD去除效果的影响。研究表明：当Fe(NO₃)₃浓度为0.6 mol/L,活化温度...     

水蒸气活化法制备长柄扁桃壳基介孔活性炭的研究

以沙漠治理树种长柄扁桃的种壳为原料,采用水蒸气活化法制得了介孔发达的活性炭,并研究了炭化温度、活化温度、活化时间、水蒸气用量对活性炭吸附性能及产率的影响。结果表明：在炭化温度600℃、活化温度850℃、活化时间60 min、水蒸气与炭化料的质量比为6：1的最佳工艺条件下,制得活性炭样品的产率为12%,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别达到1 175和315 mg/g,介孔率为60.9%,比表面积为1 127 m²/g,平均孔径2.6 nm,在吸附平衡时间为24 h时,活性炭对水溶液中头孢氨苄的吸附量高达245 mg/g,优于相同条件下制得的椰壳和核桃壳活性炭的吸附能力。     

关于中药渣制备活性炭的研究

以中药渣作为原料,用ZnCl₂作为活化试剂,通过试验得出浸渍比、浸渍浓度、活化时间、活化温度对于活性炭吸附性能的影响,研究出综合性能较高的制备活性炭的工艺。选取中药渣,经预处理后,用不同浓度ZnCl₂溶液按照不同的浸渍比在室温下浸渍16 h,再经过干燥、活化、碳化等步骤制备成活性炭。当比例为3∶1(mL·g^-1)的浸渍比、45%的活化剂的质量分数、600℃的活化温度、90 min的活化时间时,ZnCl₂试剂作为活化剂制备的活性炭的吸附能力最强,可成为中药渣资源化利用探索的新途径。     

酚醛树脂基板真空热解炭制备高性能活性炭

以一种全新的物质--阻燃的FR-1型酚醛树脂电路板基板的真空热解炭渣为原料,采用CO₂和KOH活化法制备高性能的活性炭。分别研究了CO₂活化法中的活化温度和KOH活化法中的碱炭比对活性炭产品性能的影响。用氮气吸附表征了活性炭的孔结构性质,并检测了产品的亚甲基蓝值和碘值。结果表明,KOH活化所得活性炭有更高的亚甲基蓝值(928.3 mg·g^-1 vs 231.5 mg·g^-1)、碘值(2442.2 mg·g^-1 vs 946.6 mg·g^-1)、比表面积(2289 m²·g^-1 vs 1198 m²·g^-1)和孔体积(1.317 cm³·g^-1 vs 0.703 cm³·g^-1)。所得产品均达到国家一级品标准。用这种原料制备高性能活性炭不仅解决了废弃物资源化的问题,还开发出一种新的、廉价的制备高性能活性炭的原料和方法工艺。     

微波辅助NaOH活化对兰炭基活性炭孔隙结构的影响

本文选取兰炭基活性炭作为研究对象,采用微波辅助Na OH进行活化,通过计算收率和碘吸附实验、低温N₂等温吸附/脱附实验表征成品,重点研究了Na OH溶液浓度和微波加热条件对活性炭孔隙结构的影响。结果表明,兰炭基活性炭经0.5mol·L^-1Na OH溶液充分浸渍后,再在700W条件下活化10min效果最佳,成品较活化前保持丰富微孔结构的同时增加了中大孔比例,比表面积和微孔比表面积分别为721.24m²·g^-1和512.13m²·g^-1,平均孔径2.14nm。微波加热和管式炉加热活化对比实验表明,虽然管式炉加热活化作用更强,对中大孔促进作用也更明显,但已经出现过度活化的趋势。     

柔性碳纤维基吸附剂的制备及CO2吸附性能

为了解决粉末状固体吸附剂成本高、传质阻力大的缺点，以棉花碳化制得的碳纤维作为吸附剂载体，通过浸渍法负载五乙烯六胺(PEHA)制备了固体有机胺吸附剂。通过扫描电镜、物理吸附、红外、热重分析等对吸附剂进行表征，采用穿透曲线法对吸附剂的CO₂吸附性能进行测试。结果表明，在500℃碳化得到的碳纤维C500具有最大的比表面积(471 m²·g^-1)。50PEHA/C500吸附剂在75℃时吸附量可达到4.05 mmol·g^-1,CO₂吸附性能优异。对比粉末吸附剂，碳纤维之间具有更大的空隙，放大实验表明，50PEHA/C500比介孔氧化硅基吸附剂(50PEHA/SBA-15)具有更小的传质阻力。循环测试结果表明50PEHA/C500吸附剂具有优秀的再生性能。50PEHA/C500基吸附剂具有低成本、低传质阻力和优异的CO₂捕获能力，展现出良好的应用前景。     

容量法测量5 A分子筛静态吸附CH4、CO和CO2的研究

采用容量法分别测量CH₄、CO和CO₂在5A分子筛上的等温吸附曲线,探究吸附温度和吸附压力对CH₄、CO和CO₂吸附量的影响。实验结果表明,吸附量随着吸附压力的上升逐渐增大。设定吸附温度在30 ℃、50 ℃和70 ℃时,5A分子筛在30 ℃时对CH₄吸附量最大,为13.60 cm³·g^-1;对CO和CO₂吸附量均在50 ℃时呈现最大值,分别为17.68 cm³·g^-1 和94.38 cm³·g^-1。而吸附温度70 ℃时,对3种气体的吸附量均减小。     

油茶果壳生物炭对氮磷污染物的吸附性能研究

为了寻求农林废弃物的资源化利用途径和开发低成本、高效的氮磷污染物吸附剂,本研究以油茶果壳为原料,制备生物炭应用于氮磷污染物的吸附特性研究。结果表明,热解温度为300℃的油茶果壳炭孔隙结构发达,含氧官能团丰富,有利于氮磷污染物的吸附;当生物炭投加量为0.01g、NH₄Cl和KH₂PO₄的浓度为100mg·L^-1、pH值为8时,吸附效果最好,NH₄⁺吸附量为66.9mg·g^-1,PO₄^3-吸附量为193.76mg·g^-1。油茶果壳炭对氮磷污染物的吸附过程更符合准一级动力学模型和Langmuir等温模型。