马尾松基磁性水热炭的制备及其吸附性能

磁性水热炭兼具水热炭的吸附性能和磁性材料可回收的优点,是一种具有广阔应用前景的水处理吸附材料。目前,磁性水热炭一般采用两步法制备,工艺较为复杂。为此,本文以马尾松锯末为原料,以FeSO₄作为磁化剂,NaOH作为活化剂,1,2-丙二醇作为还原剂,开发一步法制备磁性水热炭技术。考察了反应温度、反应时间对磁性水热炭产率和结构的影响,采用XRD、SEM、BET、VSM等对产品进行表征,并将磁性水热炭用于去除水中Cu²⁺离子。结果表明：随着反应温度的升高和反应时间的增加,磁性水热炭的产率逐渐降低,但比表面积增加,磁性增强。在水热反应温度为240℃、反应时间为8h的条件下,制备的马尾松基磁性水热炭具有良好的吸附性能和磁性,磁性水热炭对Cu²⁺吸附量为9.58mg/g,最大饱和磁化强度3.74emu/g,具有较好的应用潜力。     

高温烟气活化生物炭制备活性炭及其Cu2+吸附性能

开发农林废弃生物质高效清洁制备活性炭技术,对于中国实现双碳战略具有重大意义。农林废弃生物质快速热解生成大量生物炭,如何低成本、规模化地将生物炭转化为活性炭是当前的研究热点。以马尾松生物炭为原料,采用N₂/CO₂混合气体模拟循环流化床高温烟气,并通入水蒸气作为活化剂,对生物炭进行活化,制备活性炭。通过单因素实验,探究了水蒸气流量、活化温度、活化时间对活性炭碘吸附值和产率的影响规律,确定了最佳制备条件。采用全自动物理化学吸附仪、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪,对活性炭物化性质和结构进行了表征;考察了p H、吸附时间、活性炭投加量、Cu²⁺初始浓度(质量浓度)对活性炭Cu²⁺吸附性能的影响;采用动力学模型及等温线模型研究了活性炭吸附Cu²⁺的机制。研究表明,最佳制备条件下(高温烟气为100 m L/min、水蒸气流量为0.9 m L/min、活化温度为850°C、活化时间为2.5 h),活性炭产率为7.32%、碘吸附值为1914 mg/g、比表面积为1556 m²