几种不同起源活性炭吸附剂在海洋溢油污染中的吸附效果及相关机制探讨

文章探讨了几种不同起源活性炭对海洋溢油的吸附能力。结果表明,活性炭对溢油的吸附能力不仅与其比表面积和孔体积有关,还受到其孔尺寸的影响。其中,煤基活性炭(商业活性炭)和玉米秸秆基活性炭虽具有较高的比表面积和孔体积,但是由于其结构骨架以微孔为主,难以吸附长链烷烃、大尺寸环烷烃及芳烃等溢油的主要组成分子,因此其吸附能力(5.6g/g)远低于比表面积及孔体积并不显著的,但具有介孔结构和大孔结构的硅藻土基活性炭(32.7g/g)。     

生物质基活性炭对腐殖酸的吸附性能研究

对椰壳活性炭、煤质活性炭、木质活性炭进行了腐殖酸吸附性能的研究,通过对比不同活性炭材料对腐殖酸的吸附数据,评价不同材质活性炭吸附腐殖酸的性能,根据弗罗因德利希吸附等温式得出椰壳活性炭、煤质活性炭、木质活性炭吸附腐殖酸吸附容量k分别为0.872 8、0.842 8、0.517 3(mg/g)/(mg/L)1/n,吸附强度1/n分别为0.904 4、0.979和0.996 1。结果表明,椰壳活性炭的吸附容量大,更容易吸附。     

用层析X射线摄影法查明金的吸附机理、测定活性炭的活度和起泡剂对金吸附的影响

层析X射线摄影法能得出金氰络合物在活性炭上吸附的目视结果.计算机辅助层析图像(CT)显示,金在大孔隙中的负载量是微不足道的,并且表明对于金氰络合物穿透进入活性炭的内部结构来说,表面扩散是主要的机理.这些图像还表明,在炭浆法(CIP)工厂中达到的典型的负载量时,金主要是吸附在活性炭的外表面上,并且薄膜扩散是限速机理.在较高的金负载量时,外表面的吸附质点呈饱和状态,再进一步的吸附就需要使已经吸附的金转移到活性炭的内部.为进行炭的活度试验,推荐使用的一些能导致产生薄膜扩散的条件,因为它们更能代表炭浆法(CIP)工厂中的条件.已制定出一种以溶剂萃取和气相摄谱法为基础的方法,用以分析在氰化浸出液中的浮选起泡剂IF50(三乙氧基丁烷,或简称TEB)的浓度.这种起泡剂能强烈地吸附在活性炭上,不仅会严重地降低金的平衡吸附量,而且更为重要的是还会影响金的吸附速率.     

固定化活性炭吸附铀(Ⅵ)试验

为探索海藻酸钠包埋法制备的固定化活性炭微球对铀(Ⅵ)的吸附效果,进行了固定化活性炭微球吸附铀(Ⅵ)试验。结果显示：在溶液初始pH=5.0、铀(Ⅵ)初始浓度为0.4 mg/L、固定化活性炭微球投加量为0.7 g/L时,反应6 h可以达到吸附平衡,此时铀(Ⅵ)吸附量为1.7 mg/g、吸附率为84.50%。对铀吸附机理的探讨表明,固定化活性炭微球对铀的吸附行为符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。     

活性炭表面改性及其对CO_2吸附性能的影响

采用浸渍法对活性炭进行表面改性,研究改性活性炭对CO_2的吸附性能。考察了改性剂硝酸铵用量、改性温度和时间以及改性后活性炭干燥时间对改性活性炭吸附CO_2性能的影响。结果表明,改性处理的活性炭对CO_2的吸附容量比未经过改性的大,当改性剂硝酸铵溶液与活性炭质量比为2∶1、改性温度80℃、改性时间2 h和改性后活性炭干燥时间为6 h时,改性活性炭对CO_2的饱和吸附量最大,可达到5.113 mmol/g。与未改性活性炭对CO_2的饱和吸附量(0.920 mmol/g)相比提高了5.6倍。     

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。     

活性炭吸附回收浸出液中金络合物的研究进展

矿石中的金常用氰化物和非氰化物作为浸出剂,形成金络合物浸出到浸出液中。由于活性炭具有耐腐蚀、较强的吸附能力、可循环利用等优点,常用来吸附回收浸出液中金络合物。本文在前人研究的基础上,重点分析了氰化炭浆法中活性炭吸附Au(CN)2-的机理和研究进展,概述了非氰浸出液(硫代硫酸盐浸出液、硫脲浸出液、卤素浸出液、硫氰酸盐浸出液)中活性炭吸附回收金络合物的机理及研究进展。为活性炭在提金工业中的更好应用提供参考。     

活性炭吸附矿山废水中放射性核素研究

研究选用30~10目(0.59~2.00mm)净水活性炭处理矿山排出的含放射性核素的废水,通过调节废水的pH,考察不同pH的废水流经一定高度的活性炭吸附柱后,废水中U、Th、~(226) Ra、α_总和β_总核素被活性炭吸附的百分率。试验结果表明:当废水pH在2.85~7.35时,U、Th的吸附率分别大于90%和近于90%;当废水pH近中性时,~(226) Ra、α_总和β_总核素的吸附率均大于60%。由此表明,研究所提出的活性炭吸附工艺,在一定条件下,可保证矿山废水中的U、Th、~(226) Ra、α_总和β_总达标排放。     

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%。     

活性炭联合植物修复对水中铬的去除效果研究

采用活性炭吸附、植物(李氏禾)修复、活性炭联合植物修复3种方式对溶液中铬进行去除,考察了溶液铬初始浓度、活性炭添加量、李氏禾添加量及反应时间对铬去除效果的影响。结果表明,活性炭联合植物修复技术可高效去除溶液中铬,除铬效果明显优于单独使用活性炭吸附或植物修复; 溶液Cr初始浓度5 mg/L、活性炭添加量150 mg/L、李氏禾加入量10 g/L、反应时间120 h条件下,铬去除率达到95%。活性炭联合植物修复处理含铬废水,简单高效,具有较好推广前景。     

活性炭微结构与吸附、解吸CO2的关系

采用6种不同活性炭,在常压动态吸附装置中研究0,15,25和38 ℃时活性炭对CO2的吸附及解吸性能。通过CO2和N2的吸附等温线表征活性炭的孔隙结构,用红外光谱和Boehm滴定法表征活性炭的表面化学性质。结果表明：微孔孔容的大小是决定活性炭对CO2吸附性能好坏的关键因素,其中0.5～1.0 nm的微孔对CO2吸附能力的影响较大,同时2.0～4.5 nm的中孔也对CO2吸附有积极的贡献,温度升高使活性炭的吸附和解吸速率都加快,活性炭表面官能团中羧基和羟基对CO2的吸附有明显的促进作用,而羰基不利于解吸。     

压力对太西无烟煤制活性炭的炭化和活化过程的影响

研究了反应压力对太西无烟煤制备活性炭的炭化和活化过程的影响.反应压力能够改变炭化产物和活化产物的吸附性能和孔径分布.加压炭化影响了热解产物的传质过程，提高了发生二次反应的机会，而加压活化能够影响活化反应的吸附平衡和反应速率.随着反应压力的提高，活性炭产品的堆比重降低，碘和亚甲蓝吸附值提高，比表面积和孔容提高，形成更多的微孔结构.     

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。     

配入长焰煤对压块炭孔结构的调控作用

以大同烟煤为主要原料,与神木长焰煤按照质量比为100∶0、80∶20、70∶30、60∶40和50∶50进行5组试验,研究配入长焰煤对压块炭孔结构的调控作用。研究结果表明,随着配煤比例的提高,碘值和亚甲蓝值呈现先增加后减少的趋势;综合考虑活性炭产品指标及工业生产中的原料和运输成本后得出长焰煤配比30%时为最佳配比,此时活性炭碘值为1039 mg/g,亚甲蓝值为210 mg/g,强度为96.1%,活性炭孔结构表面最蓬松;随着长焰煤添加比例的增加,活性炭的比表面积和总孔容均是先减小后增加,中孔比率虽有小幅度增加,但中孔孔容绝对值反而降低;相较于以大同烟煤制得的活性炭,配入长焰煤有利于活性炭中0.640~0.694 nm范围内微孔的发育,添加长焰煤后,活性炭的2~3 nm范围内的中孔孔容有所降低。     

超声波法活性炭再生研究

为了研究超声波再生活性炭时实验条件对再生效果的影响,用甲基橙模拟染料废水,将吸附饱和的活性炭进行超声波再生处理。通过改变超声波功率、再生液的pH值、超声处理时间和芬顿试剂浓度等影响因素,对不同再生条件下再生液的脱色率和碘值进行评价。实验结果表明,超声波再生活性炭时在超声波功率220W、再生液pH=1、超声处理时间120 s和芬顿试剂的浓度为6.0 mmol/L的条件下,再生效果最好。     

活性炭孔隙结构和表面化学性质对吸附氧化NO的影响

采用5种粉末活性炭,在间歇式流化床实验台上研究流态化活性炭低温吸附氧化NO的动力学过程。通过N2吸附、元素分析、Boehm滴定、pH测量表征活性炭的孔隙结构和表面化学性质。结果表明：由于活性炭的原料和活化方法不同,活性炭具有不同的孔隙结构和表面化学性质,呈现不同的吸附氧化NO的动力学过程;关联稳定阶段NO氧化成NO2的...     

煤岩显微组分对活性炭孔结构及电化学性能的影响

为系统研究煤岩显微组分对活性炭孔结构及电化学性能的影响,以印尼褐煤不同煤岩显微组分为前驱体,采用KOH活化法制备活性炭,并用作超级电容器电极材料。利用低温N2吸附、扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对活性炭的孔结构特征和表面官能团进行表征,采用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗等测定活性炭电极的电化学性能,系统研究煤岩显微组分对活性炭孔结构及电化学性能的影响。结果表明,不同煤岩显微组分所制活性炭的孔结构存在显著差异,其中惰质组活性炭的孔隙结构最发达,比表面积及总孔容分别可达2 712 m2/g和1.339 cm3/g,中孔率(39.7%)最高,其次为镜质组,壳质组最低;改变煤岩显微组分,可以调控活性炭1.5~3.2 nm范围内的孔隙数量;煤岩显微组分活性炭电极在KOH电解液中均具有优异的电化学性能,比电容量最高可达400 F/g,其优异的电化学性能归因于活性炭发达的微孔结构、合理的中孔分布和丰富的含氧官能团。     

原料煤的结构特性和添加剂对活性炭孔隙结构及吸附CO2 性能的影响

选用5 种原料煤,3 种添加剂分别考察煤结构特性和添加剂种类对制备活性炭性能的影响,以比表面积、孔径分布、CO₂ 吸附量、碘值、微晶结构尺寸对活性炭进行表征。结果表明:由于5 种原料煤结构特性的不同,经炭化之后微晶高度和层片宽度都有不同程度的变化。太西煤炭化料的微晶结构在后期活化阶段最为适宜,从而以灰分低、挥发分适中的太西无烟煤为原料,制备的活性炭微孔最为发达,吸附CO₂ 的性能最佳;3 种添加剂中NH₄Cl+KNO₃ 效果最为显著,制备的活性炭比表面积为1 093 m² / g,微孔孔容为0. 415 mL/ g,CO₂ 的吸附量为2.41 mmol/ g(0.1 MPa,25 ℃)。