木棉基活性炭纤维的制备及其对挥发性有机物的吸附性能

以木棉纤维为原料,采用NaOH、ZnCl2化学活化法在450℃处理后制备得到木棉基活性炭纤维样品。利用扫描电镜、X射线衍射分析、拉曼光谱及低温氮气吸脱附对木棉基活性炭纤维的结构进行了表征和测定,结果表明：所制备的木棉基活性炭纤维由无定形碳组成,具有丰富的微孔结构,比表面积达到1397 m2/g。将通过上述方法获得的木棉基活性炭纤维在30 ℃条件下对低沸点二氯甲烷及常见挥发性有机物(VOCs)中苯、甲苯进行吸附性能评价,由吸附穿透曲线计算获得这3种VOCs的吸附量分别为130 mg/g、350 mg/g、479 mg/g。进一步考察了木棉基活性炭纤维的再生性能及在不同温度下对二氯甲烷吸附穿透曲线的影响,发现随着吸附温度升高,穿透时间提前,吸附容量随之下降;在温度为20 ℃时,木棉基活性炭纤维对二氯甲烷的吸附量可达179 mg/g。     

NaX型分子筛的合成及对Cr~（6＋）离子的吸附研究

采用高温碱熔融处理后的粉煤灰,合成NaX型沸石分子筛,考察了不同的水热晶化温度对产物结果的影响。通过XRD、SEM和粒径分析等方法对产物的物相、形貌和粒度进行表征。结果表明,在晶化温度为90℃时能得到晶形较好的NaX型分子筛。同时考察所得样品对重金属离子Cr6＋的吸附情况,通过单因素实验考察NaX分子筛的用量、时间和pH值等因素对离子的吸附影响。结果表明,在25 mL50 mg/LCr6＋的溶液中,最佳吸附条件为：吸附剂用量为0.14 g,吸附时间为2 h,吸附温度为35℃,吸附溶液pH值为8。     

活性炭纤维对气体中乙醇吸附性能的研究

以活性炭纤维作为吸附剂，吸附气体中的乙醇，吸附实验是采用鼓泡法进行的，以高纯氮气为载气使乙醇饱和蒸气通过吸附柱，对影响活性炭纤维吸附性能的活性炭纤维用量、吸附时间、入口气体温度等因素进行了探讨。实验结果为活性炭纤维净化乙醇废气的工业应用提供了一定依据。     

硅藻土-分子筛复合吸附材料的制备及其对苯酚吸附性能的研究

利用天然硅藻土和具有高效吸附能力的分子筛分别通过复配法、原位生长方法和二次生长法制备了硅藻土/分子筛复合吸附材料。用扫描电镜(SEM)对复合材料形貌进行分析。使用高效液相色谱(HPLC)研究了复合材料对苯酚的吸附性能。研究结果表明:复配法复合材料为硅藻土和分子筛之间相互混杂,各种组分独立发挥吸附作用;原位法与二次法复合材料是在硅藻土表面生长一层分子筛构成的复合结构,分子筛主要为吸附作用,硅藻土作为载体发挥截留和辅助吸附作用。二次法材料表面的分子筛生长程度优于原位法材料。与硅藻土相比,硅藻土/分子筛复合材料吸附能力有很大提升。     

由煤系高岭土原位合成NaY分子筛

以煤系高岭土为原料 ,经碱熔活化、补硅 ,在优化的合成条件下 ,可以原位水热合成NaY分子筛。详细考察了晶化温度、晶化时间、加水量、老化时间和合成体系中硅铝比等反应因子对合成产物的结构和热稳定性的影响。得出的最佳反应条件如下 :合成体系中硅铝经为 2 ,晶化温度 370K、晶化时间 10h、老化时间 12h、加水量 4 0～ 6 0mL。其中 ,晶化温度和加水量是影响结晶产物物理结构性能的主要因素。采用XRD、IR、N2 静态容量吸附法、DTA DTG等手段对结晶产物的晶态结构、比表面积及孔分布、热稳定性等进行了表征。结果表明 ,以高岭土为原料可以原位合成出结晶度较高、无杂晶的NaY分子筛。所得分子筛比表面积较高 (42 0m2 /g) ,孔径分布集中 (集中在 0 .6nm) ,热稳定性好。     

氢氧化锂-活性炭纤维材料的制备和性能试验

为防止高浓度CO2对人体的伤害，研制了一种氢氧化锂-活性炭纤维复合材料，来对CO2进行化学吸附，观察了通风工况和多级吸附方式对材料吸附性能的影响。结果表明：提高进风温度或降低进风速度使材料吸附率升高；而相对湿度对材料吸附率没有影响。在分别进行的3、6、10级吸附试验中。材料吸附率最大变化幅值为1．8％。该材料吸附二氧化碳的性能稳定，适合在地下工程、潜艇等湿度较高的密闭环境中使用。     

合成条件对硅基介孔分子筛结构的影响

采用水热法制备硅基介孔分子筛材料,较系统地考察了合成条件对其结构的影响,并利用N2吸附、透射电镜(TEM)等手段进行了表征.研究发现,随着晶化温度的升高,硅基介孔分子筛材料的平均孔径在逐渐增大,而比表面先增大后减小,100℃晶化时比表面最大(905.60 m2/g);随着晶化时间的延长,样品的平均孔径先增大后减小,比表面却正好相反,晶化1 d时比表面是905.60 m2/g,晶化3 d时比表面降为788.91m2/g;随着焙烧温度的升高比表面和孔径均减小,表明高温下焙烧易导致介孔结构的塌陷.     

由煤系高岭土原位合成NaY分子筛

以煤系高岭土为原料，经碱熔活化、补硅，在优化的合成条件下，可以原位水热合成NaY分子筛。详细考察了晶化温度、晶化时间、加水量、老化时间和合成体系中硅铝比等反应因子对合成产物的结构和热稳定性的影响。得出的最佳反应条件如下：合成体系中硅铝经为2，晶化温度370K、晶化时间10h、老化时间12h、加水量40-60mL。其中，晶化温度和加水量是影响结晶产物物理结构性能的主要因素。采用XRD、IR、N2静态容量吸附法、DTA-DTG等手段对结晶产物的晶态结构、比表面积及孔分布、热稳定性等进行了表征。结果表明，以高岭土为原料可以原位合成出结晶度较高、无杂晶的NaY分子筛。所得分子筛比表面积较高（420m^2/g），孔径分布集中（集中在0.6nm），热稳定性好。     

煤矸石制备NaX型分子筛及其对Cd~(2+)的吸附性能

以鄂尔多斯昶旭煤矿煤矸石为研究对象,采用碱熔法制备NaX型分子筛,利用FTIR、XRD、SEM、BET等方法对其进行了表征,并研究了分子筛投加量、废水初始pH值以及吸附温度对NaX型分子筛吸附废水中重金属Cd~(2+)性能的影响.结果表明,以煤矸石为主要材料合成的NaX型分子筛化学组成通用公式为3.5Na_2O·Al_2O_3·2.9SiO_2·150H_2O,合成条件为陈化时间6 h、晶化温度和时间分别为100℃和12 h,结构为八面体晶体形状且具有较大的比表面积(406.7 m~2/g)和总孔体积(0.242 m~3/g).在分子筛投加量为2 g/L、废水初始pH=5、吸附温度为室温(25℃)的条件下吸附效果最好,对Cd~(2+)(100 mg/L)的去除率达到90%以上.采用Langmuir、Freundlich和Temkin三个等温吸附模型对吸附效果进行比较,NaX型分子筛吸附Cd~(2+)更加符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量达到100.11 mg/g.研究结果对利用煤矸石制备分子筛提供了一定的基础,并为其资源化应用提供了一种可能的途径.     

晶化温度对Al-SBA-15复合材料结构的影响

采用水热直接合成法制备了介孔分子筛Al-SBA-15复合材料,详尽地考察了晶化温度对其结构的影响,并利用N2吸附、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等手段进行了表征.研究发现,随着晶化温度的升高:Al-SBA-15复合材料的结构有序性增强,晶胞参数和平均孔径逐渐增大;比表面先增大后减小,100℃晶化样品比表面最大(611 m2/g);孔容亦是先增后降,120℃晶化样品达最大值(1.01 cm3/g);晶化温度较低时,其对壁厚的影响不甚明显,但温度过高时,则壁厚显著降低(40～100℃晶化壁厚约5 nm,140℃晶化时则锐减至1.15 nm),同时结构有序性变差.     

合成条件对偏高岭土水热合成Y型分子筛结构的影响

采用苏州高岭土作原料,在不同条件下水热合成Y型分子筛,考察合成条件对形成Y型分子筛结构和性能的影响.结果表明,各种合成条件(高岭土的煅烧温度、导向刺用量、碱用量、陈化条件、成胶温度、晶化温度)对合成分子筛复合材料的结晶度、硅铝比、颗粒度、形貌都有影响,最后提出了制备高活性分子筛复合材料的较佳合成条件:650℃偏高岭土,导向剂用量4%,碱用量3%,成胶温度60℃,陈化2 h,晶化温度90℃.     

Al-Fe-La三金属复合氧化除氟材料的优化制备正交实验研究

采用正交实验法优化制备Al-Fe-La除氟材料,研究按照不同Al/Fe/La摩尔比配制的除氟材料在不同水浴温度、不同pH值和不同结晶时间下的除氟性能,从而确定具备最佳除氟性能的Al-Fe-La金属复合氧化物制备方法.研究表明:所制备吸附剂的吸附效果受pH值的影响最大,受晶化时间的影响次之,受水浴温度和Al/Fe/La摩尔比的影响最小;其最佳吸附氟离子的实验条件组合为吸附剂配比浓度0.1 mol/L、水浴温度50℃、pH值10.5和晶化时间6 h.     

利用粉煤灰合成4A沸石分子筛的研究

以粉煤灰(coal fly ash,CFA)为原料,采用碱熔融-水热法合成4A沸石分子筛,系统研究了碱熔温度、碱度、陈化时间、晶化温度和晶化时间对合成4A分子筛的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构、组成和形貌进行了表征。研究结果表明,无需外加硅铝组分,通过控制合成条件,可对产品结构进行调控。在粉煤灰与氢氧化钠质量比为1∶1.2,碱熔温度850℃,NaOH浓度2.14mol/L,陈化时间6h,晶化温度90℃,晶化时间12h的条件下,用粉煤灰成功合成了晶相单一且晶型完整的4A沸石分子筛。     

活性炭纤维在热处理过程中的结构变化及电化学性能

对黏胶基、沥青基和聚丙烯腈基活性炭纤维这3种典型的活性炭纤维进行不同温度的热处理,热处理温度范围700～2 800℃,通过氮气吸附法、X射线衍射、元素分析和电阻率测试等分析方法详细考察了温度对活性炭纤维的孔隙结构、微晶结构、元素组成和电导率的影响,并研究其在无机体系和有机体系下作为超级电容器电极材料时电化学性能的变化。研究结果表明:活性炭纤维在经过热处理后,比表面积随着热处理温度的升高先增大后减小,当温度高于1 200℃时,炭纤维层间距不断减小,微晶尺寸逐渐增大,石墨化度有所提高,电导率逐渐增大,电容性能在一定温度热处理后得到较大提升。     

活性炭与分子筛吸附性能比较研究

设计一套动态吸附装置。选取了三种室内空气中含量较大的有害气体:甲醛、苯和甲苯作为吸附质。利用气相色谱仪测定其穿透曲线,对活性炭和分子筛的吸附性能进行了比较。结果显示分子筛吸收低浓度的甲醛和甲苯性能较好,而活性炭吸收低浓度的苯性能较好。综合平衡吸附量、穿透时间和平衡时间三个指标进行比较,活性炭的吸附性能要优于分子筛。     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜吸附亚甲基蓝的动力学

聚丙烯腈、N,N-二甲基甲酰胺和钛酸四丁脂水解溶胶的混合液通过静电纺丝、预氧化、炭化、活化制备TiO2/活性炭复合纳米纤维膜.基于静态吸附试验,考察了不同TiO2/活性炭复合纳米纤维膜投加量、亚甲基蓝初始质量浓度、温度、pH值条件下,TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附性能,并用Langmuir等温吸附方程、Freundlich等温吸附方程、准一级动力学方程,准二级动力学方程、颗粒内扩散方程进行了拟合,结果表明,Freundlich经验公式、准二级动力学方程能较好地描述TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附行为.研究表明,吸附量随温度升高而增加,吸附效率受颗粒内扩散影响.无论是紫外光还是太阳光照射,TiO2/活性炭复合纳米纤维膜都具有很好的光催化再生性能.     

活性炭材料的孔径结构对SO_2吸附性能的影响

为了研究在常温下活性炭材料孔径结构及材料形态对SO2吸附性能的影响,以5种不同孔径结构的沥青基活性炭纤维及活性炭颗粒为材料,通过吸附动力学模型的拟合,考查了活性炭孔径结构及材料形态与SO2吸附速率的关系.结果表明:较小的微孔径结构更有利于SO2的吸附;不同孔径结构的活性炭材料对SO2的吸附均符合Bangham动力学过程,活性炭纤维的吸附速率随孔径的增大而增大;活性炭颗粒因其形态结构的差异,吸附速度较活性炭纤维慢,吸附效果相对较差.     

黄麻基活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附性能

以黄麻纤维和黄麻杆为原料,采用磷酸活化法制得两种黄麻基活性炭作为吸附剂,以亚甲基蓝染料溶液为吸附质,探讨了染料溶液初始质量浓度、活性炭投加量、吸附时间、水浴温度、染料溶液pH值等因素对黄麻基活性炭吸附性能的影响.结果表明:随着染料溶液初始质量浓度的增加,亚甲基蓝去除率逐渐降低,吸附量逐渐增大;随着活性炭投加量的增加、吸附时间的延长或染料溶液pH值的增加,亚甲基蓝去除率和吸附量均呈现逐渐增大的变化趋势;水浴温度对亚甲基蓝去除率和吸附量影响较小.黄麻杆活性炭因具有较大的比表面积和总孔容,其对亚甲基蓝的去除率和吸附量高于黄麻纤维活性炭.     

利用磷肥生产废弃物制备纳米4A分子筛

以磷肥生产废弃物含氟硅胶为原料,采用水热法制备了纳米4A分子筛.考察了陈化时间、晶化时间和晶化温度对4A分子筛制备的影响.实验结果表明,陈化时间为6h、晶化温度95℃,晶化4h时,可获得粒径40～50 nm的纳米4A分子筛.每克4A分子筛的钙离子交换容量为330 mg CaCO3,白度为97％,完全满足洗涤助剂的要求.     

聚苯胺/活性炭复合材料制备及吸附Cr(Ⅵ)的研究

采用活性炭作为多孔基体,利用化学氧化法在活性炭孔道内原位聚合沉积合成聚苯胺,制得用于高效去除水体Cr(Ⅵ)的聚苯胺/活性炭复合材料。利用N2吸附/脱附、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱等手段对材料结构和表面性质进行表征。结果表明,随着聚苯胺含量增加,所得复合材料活性炭孔道堵塞愈加显著,但表面氨基官能团数量增多,对水体中Cr(Ⅵ)的去除性能相应加强。温度为25℃,pH=1,复合材料加量为0.100 g条件下,最佳复合材料对100 mg/L K2Cr2O7溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达99.26%,循环使用6次后,去除率依然为92.32%。吸附模型研究表明,聚苯胺/活性炭复合材料吸附Cr(Ⅵ)过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。