活化剂对活性炭-多孔陶瓷复合材料的吸附特性影响研究

以活性炭硅藻土基多孔陶瓷复合材料为研究对象,分别探讨了KOH、ZnCl2和H3PO4三种活化剂的作用效果.根据样品的碘吸附值、含炭量及比表面积确定最佳的活化条件,并采用扫描电镜观察样品的微观形貌.结果表明,三种活化剂中,ZnCl2的活化效果较好,其最佳添加浓度为20%(质量百分比)、活化温度为800℃、活化时间为90 min,制得的活性炭多孔陶瓷复合材料碘吸附值为212.9 mg.g-1,比表面积为136.2 m2.g-1,炭在活化过程中的得率为47.2%.     

微波法污泥活性炭的制备技术研究

以城市污水处理厂污泥为原料,考查了固液比、活化剂浓度、浸渍时间和活化时间等因素对氢氧化钾活化-微波加热制备污泥活性炭碘吸附值和产率的影响.在单因素试验的基础上进行正交试验,获得了此工艺制备污泥活性炭的最佳条件,即:固液比1g:1.5m L,氢氧化钾浓度0.40mol·L-1,浸渍时间24h,活化时间420s.此工艺条件下制备的污泥活性炭碘吸附值为537.63 mg·g-1,比表面积为354 m2·g-1,产率为74.09%,吸附性能和产率均优于传统方法制备的污泥活性炭.     

椰壳渣制备高比表面积活性炭

通过正交实验和单因素实验探讨了以椰壳渣为原料、KOH为活化剂制备高比表面积活性炭的最佳工艺条件.考查了炭化温度、活化温度、活化时间、活化剂料比等因素对实验结果的影响.在炭化温度为600℃、碱炭质量比为2∶1、活化温度为900℃、活化时间为90 m in条件下,制备出以微孔为主、比表面积达2 180 m2.g-1、总孔容为1.19 mL.g-1的高比表面积活性炭.     

磷酸-硫酸活化法制备木屑活性炭工艺

以林业废弃物杨木屑为原料,采用正交试验法探讨以磷酸为主活化剂,浓硫酸为辅助活化剂,在不同工艺条件下制备活性炭,测定其亚甲基蓝脱色力和碘的吸附值,考虑活化因素对活性炭得率和吸附性能的影响,确定最佳工艺参数.试验结果表明:磷酸-硫酸活化法制备木屑活性炭的最佳工艺条件为浸渍比1∶2.5,浸渍浓度60%,活化时间90 min,活化温度550℃.     

水蒸气活化制备生物质活性炭的实验研究

以稻壳、花生壳和玉米芯为原料,采用物理活化法以水蒸气为活化剂制备得到活性炭.分析了水蒸气活化机理,并通过对活性炭得率高低、亚甲基蓝脱色效果强弱的比较,讨论了活化时间(t)、活化温度(T)和水蒸气流量(QH2O)对活性炭的炭活化得率(Cyield)和吸附性能的影响.实验结果表明:随着t的延长和T的升高,3种原料制得的Cyield不断降低,活性炭的吸附性能先升高后降低;随着QH2O的增加,Cyield先降低后升高,活性炭的吸附性能先升高后降低.通过比较,得出玉米芯是3种原料中最佳的制备活性炭的物质,其最佳工艺条件为T=800 ℃,t=90 min 和QH2O=15 mL/h,所制备的活性炭得率为26.18%,亚甲基蓝吸附值为150 mL/g,比表面积为924.48 m2/g,孔平均尺寸为2.4 nm.     

KOH及ZnCl_2活化酒糟基活性炭吸附亚甲基蓝的对比研究

以KOH和ZnCl_2为活化剂,高粱酒酒糟为碳源,采用一步法制备了酒糟基活性炭。通过扫描电镜、X射线衍射、氮气吸附对制备的活性炭进行了表征,并考查了两种不同活性炭对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明不同活化剂活化制备的活性炭主要以无定形碳为主,石墨化程度较低;KOH活化的活性炭具有很高的比表面积,表面疏松多孔,其对水溶液中亚甲基蓝的吸附量可达2139.09 mg/g;相比而言,ZnCl_2活化的活性炭表面孔结构较少,比表面积较低,对亚甲基蓝的吸附量仅为KOH活化的活性炭的12%。然而,KOH对活性炭表面更加严重的刻蚀导致了更低的活性炭产率。因此,针对高粱酒酒糟基活性炭制备采用KOH活化,需要优化其工艺,提高活性炭的产率;用ZnCl_2活化应更加关注活性炭孔结构的构建,增加活性炭的比表面积。     

磷酸盐活化法制备椰壳纤维基活性炭研究

采用正交试验设计实验方案,以椰纤维为原料,经炭化、活化等处理,研究磷酸盐活化制备高比表面积活性炭的实验方案与工艺条件,得到比表面积高,孔隙发达,吸附效果优异的活性炭.考查了活化剂配比、活化温度、活化时间、升温速率等因素对活性炭吸附性能及产率的影响,得到最佳的活化方案与工艺条件.并在实验的基础上探讨了活性炭的活化机理.     

黄芪废渣活性炭的制备及其对 Cu2+和Cd2+的吸附特性

以黄芪废渣(AS)为原料,用KOH为活化剂制备黄芪废渣活性炭(ASC)并用于对水溶液中Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附.考察了KOH质量浓度、活化时间、活化温度和浸渍比(活化剂体积(mL):黄芪废渣质量(g))等因素对黄芪废渣活性炭碘吸附值和得率的影响;通过扫描电子显微镜、比表面积测定和X射线衍射等方法对黄芪废渣活性炭进行表征.结果表明,在KOH质量浓度为20%,浸渍比3∶1,温度为600℃,活化炭化时间为80 min时,制备的黄芪废渣活性炭的比表面积为1 519.53 m~2·g~(-1),对重金属离子Cu~(2+)和Cd~(2+)在20℃,pH分别为5.0和6.0时饱和吸附量分别为1.98和1.04 mmol·g~(-1).     

不同活化因素对秸秆活性炭孔结构的影响

以K_2CO_3为活化剂,辣椒秸秆为原料制备活性炭,研究活化温度、活化时间、浸渍比和浸渍时间等影响因子对活性炭孔结构的影响.以比表面积、总孔容及碘吸附值为表征指标,对活性炭孔结构进行分析.结果表明,在给定的取值范围内,随着影响因子值的增加,比表面积和碘吸附值都呈现先升高后降低的趋势.在800℃活化温度、120min活化时间、2∶1浸渍比、24h浸渍时间的最佳条件下,制备的活性炭比表面积和碘吸附值的最大值分别达到1 753.983m~2/g,1 754mg/g,总孔容为0.893cm~3/g,平均孔径2nm,微孔率达84%.     

草酸钾与碳酸钾活化法制备红麻秆芯活性炭及其性能比较

以红麻秆芯为原料,分别采用草酸钾与碳酸钾为活化剂制备了不同活化剂/原料浸渍比(R)因素下的系列活性炭.通过碘和亚甲基蓝吸附值测试、N2吸附-脱附等温线和FT-IR分析等表征活性炭的性能,探讨了草酸钾活化剂制备活性炭的作用机理.结果显示,草酸钾活化法所制备的红麻秆芯活性炭具有更优异的性能,且浸渍比R对草酸钾活化法所制备的红麻秆芯活性炭的吸附性能和孔结构参数的影响更显著.本研究表明草酸钾是一种潜在的优良化学活化剂.     

核桃壳真空化学活化制备活性炭

采用真空化学活化法,以核桃壳为原料,氯化锌为活化剂制备活性炭,探讨体系压力、活化温度、浸渍比对活性炭比表面积、孔径分布、碘值和亚甲基蓝值以及表面性质的影响。研究结果表明,30 kPa时制备的活性炭其比表面积和总孔体积比常压条件时分别提高了27%和25%;在低压条件下有利于微孔的形成,在高浸渍比的条件下有利于中孔的形成。在体系压力为30 kPa,活化温度为450℃,浸渍比为2.0时,所得活性炭的BET比表面积为1 800 m2/g,总孔体积为1.176 cm3/g,等电点为9.15,碘吸附量为1 050 mg/g,亚甲基蓝吸附量为315 mg/g。     

聚合物共混法制备超级电容器用多孔炭材料

以酚醛树脂为前驱体,以聚乙二醇为致孔剂,采用聚合物共混法制备超级电容器用中孔炭电极材料. 采用N2吸附法测试了炭材料的比表面积和孔结构参数. 采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等评价了其在1mol·L-1Et4NBF4/PC有机电解液中的电化学双电层电容性能. 结果表明,酚醛树脂和聚乙二醇等比例共混炭化制备的多孔炭的比表面积为618m2·g-1,中孔率为59.7%,比电容为32F·g-1,大电流性能和循环性能良好.     

氯化钙复合吸附剂制冷性能的实验研究

研究与开发对环境友好的吸附式制冷工质对对节能和环保都具有重要意义.本文对以CaCl2为吸附剂,NH3为制冷剂所组成的吸附式制冷工质对的吸附性能进行了研究.针对CaCl2吸附剂颗粒强度不高、长期使用后易出现膨胀粉化、传热传质性能下降等问题,将 CaCl2分别与CaSO4、水泥按质量比4:1进行复配,并进行吸附制冷性能实验.实验表明：温度是过程的控制因素,在110℃时,CaCl2/CaSO4复合吸附剂的单位脱胶凝剂基吸附剂制冷量是CaCl2的1.325倍,是CaCl2/水泥的1.89倍.对吸附剂比表面积及孔结构表征的结果为：CaCl2 、CaCl2/CaSO4的BET比表面积分别为1.2871m2.g-1,1.9163m2.g-1;总孔容分别为0.005117cm3.g-1,0.007703cm3.g-1;平均孔径分别为8.420nm,11.521nm.实验结果表明：复合吸附剂的制冷量有较大提高、膨胀粉化程度降低、其微孔结构和比表面积保持良好.     

氯化锌活化大麻布活性炭纤维的孔结构

以大麻布为原料,氯化锌为活化剂,在不同活化温度下制备大麻布活性炭纤维样品。采用低温氮气吸附和密度函数理论(DFT)等对样品的孔结构和表面能量分布等表面织构特征进行了研究。结果表明,样品BET比表面积随活化温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势,800℃时达到最大值915 m2/g;样品是典型的微孔材料,孔分布集中于2 nm以下的微孔范围内,只有极少部分的中孔,基本没有大孔;样品的表面能量分布较宽,为不均匀性表面;随活化温度的升高,样品碘吸附量呈先增大后减小的变化趋势,与微孔孔容、总孔容以及由BET比表面积的变化趋势一致。     

活性炭孔结构的混合碱改性

具有较大比表面积的且以微孔孔隙居多的活性炭对气体小分子具有较好的吸附性能,以椰壳活性炭为原料、KOH/NaOH为活化扩孔剂,考察了温度、时间以及KOH与NaOH的质量比对活性炭孔隙结构的影响,使用N2在77 K下对产品活性炭进行表征测试。表征结果表明,当m(KHO)∶m(NaOH)为4∶1、溶液浓度为50%时,活性炭在600℃下活化4 h所得的活性炭产品平均孔径最大。对比HK模型和DFT模型对微孔活性炭孔径分布的分析结果,表明DFT模型更符合实际情况。经过孔结构改性的活性炭对CH4与CO2吸附能力均有提高。     

大麻杆活性炭对染料吸附性能的研究

以天然大麻杆为原料,采用磷酸活化法制备大麻杆活性炭。利用低温氮吸附对样品的比表面积与孔结构进行了表征,并利用亚甲基蓝与甲基橙两种染料对活性炭在液相中的吸附行为进行了研究。结果表明,样品的比表面积与中孔孔容随着活化温度的升高而增大,在500℃时达到最大值1325.73m2/g,随后由于磷酸过度活化导致结构坍塌致使各参数有所降低;在25℃下,大麻杆活性炭对亚甲基蓝与甲基橙的吸附等温线均遵循Langmu ir方程,单层吸附量分别达到471.698mg/g和363.64mg/g,吸附量主要受微孔孔容、染料分子尺寸及染料分子与活性炭表面作用力三者的共同影响。吸附动力学能够很好的符合准二级动力学方程,且亚甲基蓝的吸附速率高于甲基橙。     

磷酸活化汉麻布活性炭纤维的孔结构

以汉麻布为原料,采用磷酸活化法制备了汉麻布活性炭纤维,并利用低温氮气吸附和密度泛函理论(DFT)对样品的孔结构进行了分析。结果表明,随着活化温度的升高,磷酸活化的汉麻布活性炭纤维的BET比表面积和总孔容都呈现先增大后减小的变化趋势。不同方法计算得到的样品比表面积值呈相同的变化规律。样品的孔分布集中在2 nm以下的微孔范围内,既有极微孔又有超微孔,只有少量中孔,基本没有大孔。所有样品的孔径在微孔范围内都呈现多峰分布,孔径≤1 nm和1~2 nm的范围内分别都出现了2个峰值孔径。微孔孔容基本上随活化温度的升高而增加,而中孔孔容的数值则整体上变化不大。样品表面能量分布较宽,并呈现有多个不连续峰值的多峰分布,宽的孔径分布导致宽的表面能量分布和较多的能量峰值,并使吸附位的种类也随之增多。     

富含纳米孔活性炭的制备、表征及其吸附性能研究

以玉米秸秆皮为原材料,在无惰性气体氛围下,以ZnCl2为活化剂制备活性炭.以亚甲基蓝为探针分子,通过正交实验获得最优活性炭的制备工艺.通过扫描电镜对所制最优活性炭的表面形貌进行研究,运用氮气吸附-脱附实验对其比表面积和孔容积进行检测,并考察了吸附时间、吸附温度对其吸附亚甲基蓝性能的影响.扫描电镜观测到自制活性炭表面具有大量纳米孔,氮气吸附-脱附实验结果表明,自制活性炭平均孔径为1.98 nm,比表面积达到934 m2/g,孔结构中以微孔为主.自制活性炭在60 min左右可以达到吸附平衡,并且吸附效果随温度升高变化不大,吸附效果明显优于市售活性炭.     

FeCl3-CO2体系改性活性炭的研究

以FeCl₃为催化剂，用CO₂对原料炭（LAC）进行改性。用乙醇、亚甲基蓝和VB₁₂表征其吸附性能；氮气吸附（温度为77K）方法测定活性炭的孔结构，计算其BET比表面积；密度函数理论（DFT）表征其孔径分布。实验结果表明，改性后活性炭的BET比表面积和总孔容增加了1倍，使改性后活性炭对乙醇、亚甲基蓝和VB₁₂的吸附量都有显著提高，且改性后活性炭的孔径分布更趋均匀。     

生物质碳在直接碳固体氧化物燃料电池中的应用

研究活性炭和碳化的梧桐叶、橘子皮为直接碳燃料电池燃料时的物化性能和电化学性能.通过X射线衍射研究燃料中碳的形态结构,采用能谱及拉曼研究燃料中元素质量分数.BET测试燃料的比表面积及孔结构.结果表明,碳化的橘子皮燃料中含有钾元素和较高的无定形碳质量分数,有利于碳的Boudouard反应和电化学反应.碳化橘子皮燃料比表面积为74 m2·g-1,且具有较小的孔隙率和较大的堆积密度,与阳极的接触界面较大,作为燃料时,800℃燃料电池最大功率密度可达572.6 mW·cm-2.即非木质、水质量分数大的橘子皮经过高温碳化后得到的生物质碳,作为直接碳燃料燃料电池燃料时,具有优异的性能.