挥发性有机物的治理以及活性炭的应用研究进展

从挥发性有机物(VOCs)的基本概念出发,介绍了其分类、来源、污染现状以及其对人体的危害,并在此基础上具体地介绍了目前处理挥发性有机物的基本方法,比如吸收技术、冷凝技术、膜基技术、燃烧技术、生物净化技术等。同时探讨了活性炭在治理VOCs方面作为吸附剂和光催化剂载体等方面的应用。从而提出了活性炭在VOCs治理方面的急需解决的问题以及发展趋势。     

磷酸法玉米秸秆基活性炭的制备及其表征

以成型、烘焙处理后的玉米秸秆为原料,磷酸作为活化剂制备了玉米秸秆基活性炭,并对活性炭样品进行表征。同时以碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率为指标测定其吸附性能,并对制备条件进行优化。实验结果表明：玉米秸秆制备活性炭的最佳工艺条件为浸渍比即m(55%H₃PO₄)∶m(玉米秸秆)为4∶1、活化温度400 ℃、活化时间100 min,此条件下活性炭的得率为47.78%,制得的活性炭具有良好的吸附性能,碘吸附值、亚甲基蓝吸附值及焦糖脱色率分别达到864 mg/g、210 mg/g和100%。活性炭比表面积可达1 105 m²/g,总孔容积为0.745 cm³/g,微孔孔容为0.287 cm³/g,中孔孔容为0.354 cm³/g,孔径分布集中于5 nm以内,约占73.56%,平均孔径为2.697 nm。FT-IR分析显示：在活化过程中磷酸与玉米秸秆发生交联作用,生成的活性炭损失了玉米秸秆的部分官能团。     

椰壳炭对肌酐吸附性能及动力学研究

采用水蒸气活化法制备得到微孔发达的椰壳活性炭,并研究其对肌酐的吸附性能。以850℃活化所得微孔率最高的活性炭为吸附剂,考察了活性炭投加量、吸附时间、溶液pH值及肌酐初始质量浓度对肌酐吸附性能的影响,并采用准一级、准二级动力学方程对实验数据进行拟合处理。结果表明,制备所得4种椰壳活性炭对肌酐均有较强的吸附能力;微孔率越高,吸附量越大;37℃下,椰壳活性炭对肌酐的吸附平衡时间为6 h,平衡吸附量达到97.88 mg/g;酸性环境更有利于肌酐吸附;平衡吸附量随肌酐初始质量浓度增加而升高;吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。     

烘焙预处理对玉米秸秆磷酸法活性炭制备及性能影响

以玉米秸秆为原料, 研究烘焙预处理对磷酸法活性炭的制备及性能影响。研究结果表明: 烘焙预处理使玉米秸秆碳元素含量和固定碳含量增加而挥发分含量降低, 增加热解焦炭质量, 且烘焙温度影响强于烘焙时间。烘焙处理使玉米秸秆活性炭比表面积先增加后减小, 总孔容和中孔率减小, 而微孔率显著增加。烘焙预处理有助于提高活性炭吸附性能, 当100 g粒径为154~450 μm玉米秸秆颗粒经烘焙预处理, 预处理条件为烘焙温度240 ℃、烘焙时间60 min时, 预处理后的玉米秸秆含C 51.32%, 固定碳27.64%, 灰分4.72%。采用磷酸活化法将预处理后的玉米秸秆制备成活性炭, 制备条件为浸渍比1∶4(玉米秸秆与55%磷酸溶液的质量比), 浸渍温度140 ℃, 浸渍时间90 min, 活化温度400 ℃, 活化时间60 min, 此条件下制备的玉米秸秆活性炭比表面积达1 317.05 m²/g, 碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率分别为876 mg/g、210 mg/g和100%。     

发动机润滑油使用中的组成变化和性能衰变特性

以市售全合成发动机润滑油为研究对象, 通过实车运行10 000 km, 研究润滑油使用过程中的性能及组成变化, 并探究其衰变特性。研究结果表明: 润滑油使用后运动黏度降低23.84%;总酸值和正戊烷不溶物增至3.53 mg/g和0.268%;磨损元素Fe、Al和污染物元素Si的量分别由＜1、＜1和2 μg/g增加至11、20和20 μg/g; 润滑油衰变过程中聚α烯烃(PAO)发生分解反应和聚合反应, 使其组成分布趋于复杂; 衰变过程以分子链断裂的分解反应为主, 导致其黏度降低; 润滑油发生氧化反应和硝化反应, 添加剂被消耗, 生成酮类、多环芳烃、胺类、酸类化合物, 使润滑油颜色变深、酸值增加; 润滑油的分子质量分布发生变化, 说明润滑油衰变过程既发生分解反应也发生聚合反应, 但以链断裂的分解反应为主。     

脱硫脱硝用活性炭研究进展

化石燃料的使用过程中产生大量的含硫、氮氧化物以及二氧化碳的烟气,造成了酸雨和温室效应。活性炭作为一种清洁高效的选择性吸附剂,对化石资源加工过程中的脱硫脱硝发挥越来越重要的作用。其脱硫脱硝性能与孔隙结构以及表面官能团等物理化学性质具有十分密切的关系。本文介绍了活性炭脱硫脱硝的吸附机理,国内外活性炭脱硫脱硝研究现状和存在的问题,重点对活性炭类型和改性活性炭用于脱硫脱硝进行了系统总结。     

燃煤烟气除汞技术研究进展

随着国家对汞排放限制的不断加强,燃煤烟气除汞课题成为众多学者的研究热点,对于汞污染控制的研究主要集中于燃煤烟气的脱汞。本文对汞排放的来源及危害做了简要阐述,重点对尾部烟气控制技术进行了系统总结。     

负载二氧化钛竹活性炭的制备及其性能的研究

以竹子为原料,通过磷酸活化法制备了一系列活性炭,考察其亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率,选择其中2项值都比较高的试样,通过溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛/竹活性炭光催化剂(TiO₂/BAC),并用其去除水溶液中的甲醛,以甲醛去除率为指标考察TiO₂/BAC的性能。结果表明,在浸渍比3:1,升温速率10℃/min,活化温度400℃,活化时间40min的工艺条件下得到的竹活性炭,比表面积大,大、中孔非常丰富。以上述条件下制得的活性炭所制备的TiO₂/BAC对水溶液中甲醛的去除效果非常明显:投加量为1.5g时,800mL初始浓度为5mg/L的甲醛水溶液,在17W紫外灯光照射的条件下,反应480min时甲醛去除率可达到84.28%。对比了单一TiO₂、单一竹活性炭、竹活性炭与TiO₂简单混合、TiO₂/BAC去除甲醛的效果,结果表明TiO₂/BAC去除甲醛的过程中,TiO₂与竹活性炭二者呈现明显的协同作用。     

脱硫脱硝用活性炭研究进展

化石燃料的使用过程中产生大量的含硫、氮氧化物以及二氧化碳的烟气,造成了酸雨和温室效应。活性炭作为一种清洁高效的选择性吸附剂,对化石资源加工过程中的脱硫脱硝发挥越来越重要的作用。其脱硫脱硝性能与孔隙结构以及表面官能团等物理化学性质具有十分密切的关系。本文介绍了活性炭脱硫脱硝的吸附机理,国内外活性炭脱硫脱硝研究现状和存在的问题,重点对活性炭类型和改性活性炭用于脱硫脱硝进行了系统总结。     

竹活性炭吸附溶液中汞离子的试验研究

利用竹活性炭吸附去除溶液中的汞离子,考察了溶液pH值、汞离子初始浓度、活性炭投加量和吸附温度对竹活性炭吸附汞离子的影响,研究了竹活性炭吸附溶液中汞离子的吸附动力学行为。结果表明:竹活性炭吸附溶液中汞离子是一个吸附与解吸并存的物理吸附过程,20℃下竹活性炭的除汞效率明显高于80℃,是放热反应,低温利于吸附;溶液pH值是影响竹活性炭吸附汞离子的最重要因素,酸性环境可明显提高活性炭的除汞效率;活性炭的微孔和小中孔是汞离子的主要吸附位,平均孔径为2nm的竹活性炭除汞效率能够达到99%以上。竹活性炭对汞离子的吸附动力学行为遵循准二级动力学方程,相关系数高于0.99。