二苯并噻吩在球形活性炭上的吸附平衡和动力学研究

考察了3种不同孔结构的球形活性炭(氢氧化钾和水蒸汽活化的苯乙烯基球形活性炭以及沥青基球形活性炭,PACSKOH,PACSJsteam、ACSpitch)对二苯并噻吩(DBT)的吸附行为.结果表明,DBT在球形活性炭上的吸附符合Freundlich吸附等温线,吸附容量与比表面积无关,而与孔径<0.8nm的超微孔孔容相关.PACSKOH中微孔和<0.8nm的超微孔含量最多,对DBT的吸附容量最大,它的吸附容量分别是PACSsteam和ACSpitch的1.4和1.6倍.球形活性炭对DBT的吸附符合准二级动力学方程,PACSsteam中孔和大孔径的微孔含量最多,初始吸附速率最大,吸附半衰期最短;ACSpitch中孔含量少,初始吸附速率最小;PACSKOH<0.8nm的超微孔含量多,DBT需要沿孔壁方向取向,并平行孔壁进入超微孔,导致吸附半衰期最长.     

酚醛树脂基球形活性炭的制备及CO2吸附

以线性酚醛树脂为原料,利用悬浮法成球,研究制备工艺参数对酚醛树脂球粒径的影响。在分散剂PVA2488用量1%,搅拌速率550rpm,成球终温130℃,酚醛树脂浓度60%条件下得到粒径分布较窄,平均粒径4μm的酚醛树脂球;水蒸气做活化剂,900℃活化90min可得比表面积1545m2/g、孔容0.84cm3/g的酚醛树脂基球形活性炭(PFSAC);PFSAC对CO2饱和吸附容量可达2.49mmol/g,发现孔径小于1nm的孔容对CO2吸附量影响显著。     

活化前铵盐处理对活性炭纤维吸附甲烷的影响

以沥青基炭纤维为原料，采用铵盐溶液对炭纤维浸渍处理、(H2O C02)活化的方法制备活性炭纤维，研究了铵盐浸渍对活性炭纤维甲烷吸附性能的影响。结果表明：铵盐预处理对提高活性炭纤维比表面积、孔容和活化产率有明显效果，是一种较好的预处理液。经铵盐处理得到的活性炭纤维较未处理活性炭纤维的甲烷吸附量高，但吸附量增加幅度小于比表面积和孔容的增加幅度。活性炭纤维的甲烷吸附量与微孔的孔径分布密切相关。     

KOH活化法制备汉麻秆活性炭及其微孔结构的研究

采用生物质材料制备比表面积大、微孔结构发达的活性炭,对于缓解资源紧缺、拓展活性炭在气相吸附和双电层电容器等方面的应用具有重大意义。以汉麻秆为原料、KOH为活化剂制备活性炭,通过正交试验探讨碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭得率和碘吸附值的影响;采用场电镜、孔径分析仪对样品的微孔结构进行分析。结果表明,影响活性炭得率和碘吸附值的最显著因素分别为碱炭比和活化温度,在碱炭比4∶1、活化温度900℃、活化时间为0.5h的条件下,活性炭得率为72%、碘吸附值为2 047mg/g,比表面积为1 924.08m2/g,总孔容为1.01cm3/g,平均孔径为2.1nm;该活性炭的微孔结构发达(微孔率为81.19%),孔径分布较窄,同时存在超微孔和极微孔,且极微孔含量很高。     

碱炭比及活化温度对稻壳活性炭极微孔的影响

采用N₂吸附、CO₂吸附和热重红外联用等技术手段, 考察了在KOH活化稻壳炭的过程中碱炭比和活化温度对活性炭极微孔的影响。结果表明: 在不同碱炭比(0.6︰1~3︰1)和活化温度(640~780℃)下制备的稻壳活性炭, 极微孔主要分布在0.42~0.70 nm。当碱炭比增加时, 极微孔孔容先增大后减小; 而当活化温度升高时, 极微孔孔容呈降低趋势。极微孔率随碱炭比或活化温度的升高而单调递减。在活化温度为640℃、碱炭比为1: 1时, 可得极微孔孔容为0.149 mL/g、极微孔率达36.3%的微孔活性炭。活性炭的极微孔孔容与其在10⁴ Pa时的CO₂吸附量高度线性相关。     

炭前驱体对活性炭孔结构和电化学性能的影响

分别以毛竹和石油焦为炭前驱体,采用KOH活化法制备超级电容器用高比表面积活性炭材料,考察了碱/炭比对不同炭前驱体所制得的活性炭的孔结构、吸附性能和电容性能的影响。结果表明,在相同的碱/炭比下,竹基活性炭孔径2nm的微孔较发达,而石油焦基活性炭孔径在2～50nm的中孔率较高。在适宜的工艺条件下,以毛竹为炭前驱体可制得比表面积为2610.7m2/g,比电容为206F/g的活性炭材料;以石油焦为炭前驱体可制得比表面积为2597.9m2/g,比电容为213F/g的活性炭材料。     

兰炭基均匀超微孔活性炭的制备及其表征

以KNO_3为氧化剂,经5%~15%(质量分数)KOH常温浸渍,在N_2-水蒸气混合气氛下进行控制热分解制备均匀超微孔活性炭。试验选用正交试验法,选择活化温度、活化时间、KOH浸渍浓度、浸渍时间等参数为影响因素,以碘吸附值为考察指标,得到最佳水平组合,活化温度900℃,活化时间1h,KOH浓度15%,浸渍时间24h。对活性炭表征结果如下:最佳样品碘吸附值达840 mg/g。BET比表面积为725cm~2/g,中值孔径为0.489nm,其中微孔容积占总孔容的70.8%,氢气最大吸附量达76.85cm3/g。该样品以超微孔为主,超微孔孔径主要分布在0.45~0.52nm之间,孔分布比较集中,可用于混合气体分离。     

酚醛树脂基球形炭活化特性的研究

通过常规的活化处理,成功制备出酚醛树脂基球形活性炭（ＰＨＳＡＣ）,研究了活化温度和活化时间对酚醛树脂基球形活性炭的烧失率、强度、孔结构特征的影响。结果表明,随着活化温度的升高和活化时间的延长,酚醛树脂基球形活性炭的烧失率、比表面积和孔容增大,强度下降。这种球形活性炭是以微孔为主的活性炭,其比表面积可达８００ ｍ ２／ｇ,孔容可达０．３５２ ｃｍ ３／ｇ。     

生物质活性炭的微结构调控及其储氢性能研究

以生物质玉米芯为原料,采用氢氧化钾活化的方法制备了一系列具有高比表面积的活性炭。制备的样品通过热重和氮气吸脱附进行表征,并对样品进行了储氢性能测试。结果表明,碱碳比和活化温度对活性炭的比表面积和总孔容有很大影响,并且随碱碳比和活化温度的升高,活性炭中的微孔比例逐渐减小。储氢测试结果表明,碱碳比为4,活化温度为850℃时,样品的储氢性能最好(-196℃、0.1 MPa下为3.21%,4.0 MPa下为5.80%)。分析活性炭储氢量与微孔孔容的关系可知,吸附氢气最有效孔径随气体压力的变化而变化。0.1 MPa下,孔径为1.5~2nm的孔最有利于氢气吸附,而更高压力下(4.0 MPa),孔径为0.85~1.5nm的孔型更有利于氢气吸附。     

活性炭纤维的制备和性能

文中利用自行研发的实验装置制备出性能优良的聚丙烯腈基活性炭纤维,并用吸碘值和吸苯量对其性能进行测试,经测试,所制得的活性炭纤维比表面积达到1856.34 m2/g,对碘和苯的吸附能力分别为1678.23 mg/g、68.49%,孔径和孔容分别为0.725 nm、0.58 mL/g.     

不同结构活性炭对甲苯的吸附性能

考察了不同结构的活性炭样品对高浓度和低浓度甲苯蒸汽的吸附行为,采用低温(77 K)氮气吸附和129Xe-核磁共振方法对所用活性炭的结构进行了表征.并将活性炭对甲苯的吸附性能与其结构进行了关联.结果表明孔容积大的活性炭对高浓度甲苯蒸汽吸附容量大,而具有丰富微孔和较小平均孔径的活性炭对低浓度(2×10-5)甲苯蒸汽具有高的吸附容量.沥青基活性炭纤维对低浓度(2×10-5)甲苯蒸汽表现出较好的吸附能力.随着比表面积的增大,活性炭纤维对低浓度(2×10-5)甲苯蒸汽的吸附容量略有增加.OG5A,OG10A,OG15A和OG20A在30 ℃下对2×10-5甲苯蒸汽的饱和吸附容量分别为202 mg/g,219 mg/g,221 mg/g和235 mg/g.     

氢氧化钾／石油焦质量配比对活性炭性能的影响

本文以石油焦为原料，采用氢氧化钾化学活化法系统考察了氢氧化钾／焦炭的质量配比（碱／炭，Ｗｂ／Ｗｃ）对活性炭吸附性能和孔隙性能的影响。结果表明，随着碱／炭比的增加，吸附性能显著提高；比表面积，总孔容积，微孔容积和非微孔容积都增加；孔径分布变窄，平均孔径减少。碱／炭比大于等于３∶１时，所得活性炭试样的比表面积大于３０００ｍ２／ｇ。     

Production of activated carbon from a new precursor molasses by activation with sulphuric acid

Activated carbon has been prepared from molasses, a natural precursor of vegetable origin resulting from the sugar industry in Morocco. The preparation of the activated carbon from the molasses has been carried out by impregnation of the precursor with sulphuric acid, followed by carbonisation at varying conditions (temperature and gas coverage) in order to optimize preparation parameters. The influence of activation conditions was investigated by determination of adsorption capacity of methylene blue and iodine, the BET surface area, and the pore volume of the activated carbon were determined while the micropore volume was determined by the Dubinin-Radushkevich (DR) equation. The activated materials are mainly microporous and reveal the type I isotherm of the Brunauer classification for nitrogen adsorption. The activated carbons properties in this study were found for activation of the mixture (molasses/sulphuric acid) in steam at 750 degrees C. The samples obtained in this condition were highly microporous, with high surface area (> or =1200 m2/g) and the maximum adsorption capacity of methylene blue and iodine were 435 and 1430 mg/g, respectively.     

活性泡沫炭用于超级电容器电极材料

以酚醛树脂、煤沥青泡沫炭为原料,经水蒸气活化制得比表面积分别为961和953m2/g的活性泡沫炭。采用扫描电镜、BET吸附仪、恒流充放电法和循环伏安法对两种活性泡沫炭的结构进行了表征并研究其充放电性能。结果表明,酚醛树脂泡沫炭在1.0nm以下的孔较煤沥青泡沫炭丰富。在1.0mA充放电时,两者的充放电容量分别为106.28和105.1F/g,相差不大,当充放电电流增大到50mA时,前者容量为41.94F/g,后者为17.23F/g。可见,微孔的孔径分布对充放电性能具有很大影响,增大微孔的孔径有利于提高活性炭电极的充放电容量和功率。循环伏安法测试表明在100mV/min扫描速率下酚醛树脂泡沫炭粉的电化学窗口大于煤沥青泡沫炭粉。     

Facile synthesis of hypercrosslinked resins via chloromethylation and continuous condensation of simple aryl molecules

A sort of non-polystyrene type hypercrosslinked resin was firstly synthesized through chloromethylation of simple aryl molecules (benzene, toluene, naphthalene, diphenyl), succedent continuous Friedel-Crafts alkylation polymerization and post-crosslinking reaction. The chemical and porous structures of these novel resins were characterized with BET, FT-IR and elementary analysis, respectively. The results showed that these novel adsorptive materials possessing abundant crosslinked networks had high specific surface areas (up to 1191.26 m²/g), large pore volumes (0.2–1.4 ml/g), narrow pore size distributions (mainly in the range of micropores and small mesopores).     

KOH活化法高比表面积竹质活性炭的制备与表征

以竹屑为原料,研究了KOH活化法高比表面积活性炭的制备工艺.分别考察了浸渍比、活化温度、活化时间等工艺参数对产品吸附性能的影响,并提出了可能的活化机理.在所研究的实验条件下,最佳的制备工艺是浸渍比1.0,活化温度800℃,活化时间2h.所得到的活性炭产品的比表面积和孔容可达2996m2/g和1.64cm3/g.该产品附加值高,在吸附领域特别是在双电层电容器的电极材料领域有广阔的应用前景.     

玻璃炭球的二步活化法——一种高活化收率的途径

以玻璃炭球为原料,采用在干燥空气流中500℃高温热处理3h(第一步活化处理),而后在415℃低温处理不同时间(第二步活化处理)的两步活化法制取了一系列活性炭球。依据77KN2吸/脱附等温线,应用BET、αs-plot和BJH法测定了所得活性炭球的孔结构。结果表明:第一步活化处理后,在炭球表面生成少量大孔(中孔甚至大孔),这些大孔是第二步活化时活化气体(空气)的扩散入口,使得第二步活化处理时微孔的生成量增加。由此可以认为这种二步活化法是获得高收率的较高比面积和微孔容积活性炭的一种有效途径。     

KOH和ZnCl2活化剂对苎麻秆基活性炭微观结构的影响

以废弃苎麻秆为原料,通过KOH、ZnCl2活化及直接炭化三种方式制备样品。采用扫描电镜(SEM)、N2吸附等温线和X射线衍射(XRD)对碳质材料的微观骨架、孔分布和晶体结构进行分析。结果表明,样品微观形貌呈现多孔性。炭化样中含两种孔径大小的多边形孔道结构,且被一定厚度的孔壁隔开,孔壁上含有较多未通透的孔。基于吸附等温线及BET理论,KOH和ZnCl2样品比表面积分别为1194.22 m2/g和741.9 m2/g。ZnCl2活性炭总孔容为0.38 cm3/g,平均孔径为2.408 nm,与之相比,KOH样品总孔容变为1.5倍,平均孔径达1.911 nm。XRD研究表明,正是活化反应导致材料晶型变化,添加KOH使活性炭石墨微晶形成明显乱层结构,促进了微孔和中孔的形成。     

活性碳纳米管的制备及其结构的研究

采用KOH对催化裂解法制备的碳纳米管进行活化处理，以提高碳纳米管的比表面积，并调整孔结构。研究了活化温度和碱用量对活化碳纳米管的收率、比表面积、晶体结构、微观形貌和孔结构的影响。实验结果表明，通过KOH活化能有效地提高碳纳米管的比表面积，调整孔隙结构。随活化温度升高，活化碳纳米管的收率逐渐降低，比表面积和孔容则逐渐提高。通过活化，碳纳米管的内孔得到释放，有大量的微孔、中孔结构形成。增大碱用量时，收率降低，而比表面积和微孔孔容增加，在比值为7：1时比表面积达到最大值。通过研究发现，制备高比表面积碳纳米管的优化工艺条件为：KOH／CNTs的质量比为7：1，活化温度为900℃。此条件下所得碳纳米管的比表面积为360．1m^2／g，比未活化碳纳米管的比表面积(24．5m^2/g）提高了14倍。     

水蒸气活化再生扑热息痛用废活性炭的研究

以扑热息痛生产过程中产生的废活性炭为研究对象,采用管式电阻炉的加热方式对其进行再生条件的研究。实验重点考察了在氮气作为保护气体的条件下再生温度、再生时间、水蒸气流量3个因素对再生活性炭亚甲基蓝吸附性能和得率的影响。得到了废活性炭再生的最佳实验条件:再生温度750℃,再生时间20min,水蒸气的流量2.0mL/min。在最佳实验条件下得到的再生活性炭的亚甲基蓝吸附值为184.5mg/g,得率70.56%,在此条件下测得再生活性炭的比表面积为996.8m2/g,总孔体积为0.995mL/g。通过对废活性炭和再生活性炭扫描电镜的分析发现再生后的活性炭孔隙数量增多并且其表面杂质明显减少。