磷化氢在改性活性炭纤维上的吸附等温过程

为净化密闭电石炉尾气,采用浸渍法制备CoCl2改性活性炭纤维(ACF)吸附剂,通过容积法测试浸渍液浓度对PH3饱和吸附量的影响,研究不同温度下PH3气体在改性ACF上的等温吸附行为。研究结果表明:浸渍液浓度最佳值为0.2mol/L,此改性ACF对PH3的饱和吸附量为19.674mg/g;PH3在CoCl2改性ACF上的吸附量随温度升高而迅速降低,在298,313和328K时PH3的饱和吸附量分别为19.674,13.537和11.087mg/g;Freundlich吸附等温方程较好地模拟了PH3在改性ACF上的等温吸附;PH3气体在改性ACF上的等量吸附热随吸附量的增大而减小,表明改性ACF吸附剂表面能量的不均匀性;吸附热在16～24kJ/mol范围内,过程为物理吸附,有利于密闭电石炉尾气的净化。     

表面改性活性炭对CO2的吸附性能

研究了用H2O2,HNO3加醋酸铜溶液进行表面改性后的活性炭对CO2的吸附性能,分析了改性前后活性炭的表面化学性质,测定了273 K下的吸附等温线,用D-A方程对吸附等温线进行了很好的拟合,探讨了表面改性对活性炭表面化学性质的影响及其表面化学性质与吸附性能之间的关系.     

玉米芯活性炭改性及其对CO_2吸附性能

研究了提高玉米芯活性炭对CO2气体吸附性能的方法和途径,对自制的玉米芯活性炭进行了氧化改性和还原改性.改性后C元素质量分数都减少了10%左右.经硝酸和硝酸盐氧化改性后其表面含氧官能团明显增多;经碳酸盐碱性还原改性后引入了CO2-3根;经氨水碱性还原改性后引入了大量氨基基团,表明成功地对制备的玉米芯活性炭进行了氧化和还原改性.其中,利用Ca(NO3)2改性后样品对CO2的吸附量比改性前提高了21.2%;经过Na2CO3改性后样品对CO2的吸附量提高了28.5%.因此,制备的玉米芯活性炭经过Na2CO3改性后更有利于其应用于CO2吸附分离.     

酸改性活性炭吸附甲苯的性能研究

商业活性炭分别经过1mol/L的硝酸、盐酸、硫酸处理.采用Boehm滴定、傅式转换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪对活性炭样品的物化性质进行测试.以甲苯为吸附质,在283K下进行了固定床吸附实验.研究讨论了改性前后活性炭对甲苯的吸附量影响,计算了相应的动力学参数和吸附能.结果表明:酸改性可以增加活性炭表面酸性官能团的总数量;改变孔径分布.酸改性活性炭对甲苯的吸附量大小顺序为:N-AC,S-AC,AC,Cl-AC.准二阶动力学方程比准一阶动力学能更好地描述甲苯在改性活性炭上的吸附过程;酸改性增大了微孔占有率,提高了吸附速度;酸改性增大活性炭吸附有机气体的吸附能,导致酸改性活性炭与甲苯结合度降低.     

K_2CO_3-HNO_3法制备活性炭及其对苯酚吸附动力学研究

活性炭因其发达的孔结构而常用于水中有机物的吸附脱除.利用农作废弃物玉米秸秆为原料,K2CO3-HNO3为活化剂制备低成本、高比表面积的活性炭,并研究该活性炭对水中苯酚的吸附特性,通过测定时间和溶液温度对吸附的影响,探讨了吸附过程的动力学及吸附机制;采用扫描电镜观测活性炭表面形貌,采用低温液氮吸附测定数据,以BET方程对活性炭孔结构进行计算表征.结果表明,该活性炭表面孔状结构明显,其比表面积和孔容积发达,分别达到1 652.7 m2/g和1.28 cm3/g,明显优于K2CO3法活性炭和商业活性炭;K2CO3-HNO3法活性炭对苯酚的吸附在50 min左右基本达到平衡,但温度升高对其不利,说明该吸附过程属于放热反应;吸附符合准二级动力学方程,说明整个过程包含扩散、吸附多方面;Freundlich模型与实验数据有较好的线性相关性,说明苯酚属于多分子层吸附.     

胺基化四钛酸材料吸附直接湖蓝5B性能

微波酸化K2Ti4O9,正十二胺微波胺基化改性H2Ti4O9,获得正十二胺柱撑的层状钛酸材料.研究了其作为吸附剂,pH、初始染料质量浓度、吸附剂用量等因素对直接湖蓝5B偶氮染料吸附的影响,确定最佳条件.研究结果表明:微波法改性钛酸钾材料,具有良好的吸附性能;pH为2～4,脱色时间为40min,吸附剂用量为1g/L,温度为40℃时饱和吸附量最大,达到1333mg/g,吸附等温式能较好地符合Langmuir和Freundlich方程模型参数.     

Fe(NO3)3改性活性炭吸附氨氮的性能研究

通过超声浸渍法对活性炭进行负载Fe(NO_3)_3改性,采用扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、质量滴定、红外光谱分析(FT-IR)和Boehm滴定等多种分析方法对未改性活性炭(AC)和改性活性炭(AC-Fe)进行表征,探讨了在不同条件下改性前后活性炭对污水中氨氮的吸附能力和动力学特性.结果表明,经超声浸渍铁元素改性后,活性炭大孔和中孔的孔容积以及比表面积减小,平均孔径略有增大,表面含氧官能团种类基本没有变化. AC-Fe的内酯基、酚羟基及碱基分别增加了12.8%、13. 3%、4. 4%,羧基减少了28. 6%,其等电点由5. 8增大到8. 2.当氨氮质量浓度为10 mg/L,活性炭投加量20g/L,温度5℃时,AC-Fe对氨氮的吸附量为0. 138 mg/g,较AC对氨氮的吸附量提高了29. 0%. Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述改性前后活性炭对氨氮的等温吸附过程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程.     

微波及碱性溶液改性活性炭对丙酮吸附性能的影响

对商业活性炭分别经过600,700和800℃微波辐照加热处理,以及Na OH,Na2CO3和Na HCO3溶液浸渍处理。采用比表面积及孔径分析仪、Boehm滴定、傅里叶转换红外光谱(FTIR)对活性炭的物化性质进行表征,并且在10℃以丙酮为吸附质进行固定床吸附实验。研究结果表明:微波改性后,活性炭的比表面积、总孔容小幅度减小,但微孔比表面积显著增大;随着温度升高,表面酸性基团大量分解,碱性基团逐渐形成;碱性溶液改性后,比表面积和孔容均减小;改性溶液碱性越强,表面碱性基团总量越大,酸性基团完全被去除;丙酮吸附量与活性炭微孔孔容具有良好的线性相关性,吸附量与活性炭表面碱性基团的含量成反比;Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述丙酮在活性炭上的吸附,Langmuir方程更加适合;吸附能与活性炭表面含氮官能团总量成正比。     

有机胺改性膨润土对二氧化碳气体的吸附性能研究

通过物理浸渍法利用有机胺(聚乙烯亚胺)对膨润土进行改性,然后利用X射线衍射、N2吸附脱附实验、元素分析等手段对膨润土改性前后材料的物理化学属性进行表征,最后考察了材料对CO2气体的吸附性能.结果表明,利用有机胺对膨润土进行改性后,材料对CO2气体的吸附量明显增加(从6 mg/g增至47 mg/g),且在循环使用中材料的稳定性良好.     

有机胺改性膨润土对二氧化碳气体的吸附性能研究

通过物理浸渍法利用有机胺(聚乙烯亚胺)对膨润土进行改性,然后利用X射线衍射、N2吸附脱附实验、元素分析等手段对膨润土改性前后材料的物理化学属性进行表征,最后考察了材料对CO2气体的吸附性能.结果表明,利用有机胺对膨润土进行改性后,材料对CO2气体的吸附量明显增加(从6 mg/g增至47 mg/g),且在循环使用中材料的稳定性良好.     

甲烷在石墨烯与活性炭上的吸附平衡

］为研制ANG新型碳基吸附剂,分别选用比表面积为2074 m2·g-1的椰壳活性炭SAC-02和345 m2·g-1的石墨烯,在温度区间263~313 K、压力范围0~6 MPa,依据容积法的原理测试了甲烷在其上的吸附平衡数据,并由吸附等温线和等量吸附热的比较,分析了甲烷在两吸附剂上吸附平衡.结果表明:甲烷在活性炭上的过剩吸附等温线为典型的Ⅰ型,而石墨烯上在压力2 MPa以下为Ⅰ型,2~6 MPa之间吸附量与压力接近线性关系.在273 K和6 MPa时,甲烷在石墨烯上吸附量为4.6 mmol·g-1,活性炭的吸附量为11.2 mmol·g-1;甲烷在石墨烯和活性炭上的等量吸附热分别为14.32 kJ·mol-1~2.66 kJ·mol-1和13.99 kJ·mol-1~17.57 kJ·mol-1,石墨烯表面对甲烷分子作用能强     

胺接枝活性炭的制备及其对CO_2的吸附性能

将胺基改性应用到沥青基球形活性炭上制备改性活性炭。分别考察了改性温度、接枝胺基种类和前处理条件对制得的改性活性炭吸附CO2能力的影响,结果表明400℃下,乙二胺氧化接枝的沥青基球形活性炭吸附CO2能力最强,吸附量可达12.35mg/g。     

竹炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学研究

研究了室温下竹炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学,考察了亚甲基蓝初始浓度和吸附剂用量的影响。由Langmuir吸附等温模型、Freundlich吸附等温模型对吸附平衡数据进行拟合;动力学由准一级反应方程和准二级反应方程进行拟合。研究结果表明:Freundlich吸附等温线模型(R2=0.99)更为精确地描述了亚甲基蓝在竹炭上的吸附;吸附动力学由二级动力学模型拟合更为准确。对动力学数据进行了计算和讨论。     

用活性炭吸附除去和回收废气中丙烯酸甲酯

考察了不同平衡浓度和吸附温度下丙烯酸甲酯在3种活性炭(AC、Y2、C5)上的吸附情况及水蒸气存在对吸附的影响.研究表明,丙烯酸甲酯在这些活性炭上的吸附平衡数据均可较好地用Langmuir-Freundlich方程描述;在313K和丙烯酸甲酯平衡体积分数为149×10-6～3412×10-6时,活性炭AC均有最大的平衡吸附量.而当丙烯酸甲酯的体积分数低于149×10-6时,活性炭Y2在该温度下有最大的平衡吸附量.该结果与AC有丰富的微孔和中孔,Y2有较小的平均孔径密切相关.在该温度下,吸附质穿透定量活性炭床层所需时间的对数与其入口浓度的对数呈较好的线性关系.在相对湿度低于40%时,丙烯酸甲酯在活性炭上的饱和吸附量不小于干燥条件下的93%.活性炭吸附剂的再生和吸附于活性炭上丙烯酸甲酯的回收在453K下即可较好实现.活性炭AC对丙烯酸甲酯的吸附性能经过6次吸附(313K)/脱附(573K)循环使用未发现变化.     

活性炭吸附处理高盐农药废水的研究

采用活性炭吸附预处理后的莠去津农药废水中的有机物,研究了活性炭种类、溶液pH值、盐含量对吸附的影响,测定了吸附等温线,并探讨了活性炭的再生性能.结果发现:pH值小于3时粉状木质活性炭对农药废水的吸附效果最好;废水中的盐含量越高,越有利于吸附;Freundlich模型比Langmuir模型能更好地拟合吸附等温线,pH值为3时的最大吸附量为250 mg/g.碱液可以将吸附在活性炭上的有机物解吸下来,再生后活性炭的吸附量可达到新鲜活性炭的98%以上.     

用修正的简化局部密度理论模拟超临界流体系统的吸附特性

清洁能源储存和超临界流体萃取工艺中经常涉及到超临界流体(supercritical fluid,SCF)的吸附现象,然而其理论模型研究并不广泛.局部密度简化(simplified local density,SLD)理论作为工程简化模型,已经成功应用于SCF在活性炭上的吸附.在此介绍了不同学者对SLD模型的状态方程、吸附相体积等方面的改进和发展.SLD模型关联高压过剩吸附量的数据误差较大,已有的研究主要是对状态方程修正.文章采用SLD-ESD方程,通过增加可调参数对吸附相体积修正,计算5种气体在活性炭上的高压吸附数据,结果表明模型能够应用在较宽的压力范围.使用LJ12-6势能模型替代10-4势能模型,关联拟合了超临界流体在活性炭和硅胶上的吸附数据,扩展了SLD理论的应用范围.     

活性炭吸附水中的壬基酚聚氧乙烯醚

研究了活性炭对水中壬基酚聚氧乙烯醚(NP10EO)的吸附性能.吸附等温线结果表明,NP10EO的吸附量基本不受温度影响.动力学结果显示,NP10EO在活性炭上的吸附符合二级动力学,吸附速率受孔道内扩散控制;温度越高,NP10EO的速率常数越大.NP10EO在活性炭上的吸附是个吸热过程,活化能较小,主要为物理吸附过程.     

巨正则系综Monte Carlo模拟CO/H2在碳纳米狭缝孔内的吸附和分离

采用巨正则系综Monte Carlo（GCMC）方法研究了CO/H₂在碳纳米狭缝孔中的吸附和分离。H₂和CO均采用单点Lennard Jones（LJ）模型,孔壁作用势则用Steele 10-4-3模型描述。研究结果表明,混合物中H₂的吸附量高于与其分压相同压力下纯H₂的吸附量,而CO则与之相反。通过不同孔宽下的模拟,得到吸附分离的最佳孔宽为0.74nm,此时H₂和CO的吸附量分别为2.0和12.9mmol/g,CO对H₂的平衡分离因子达到6.5(温度为300K,压力为1.0MPa,等物质的量混合气体)。此外,还详细研究了压力、温度和混合气体组成对吸附量和平衡分离因子的影响,发现平衡分离因子随压力降低而提高,而低压下尤其明显,0.03MPa时平衡分离因子可超过9.0。随温度升高,平衡分离因子近乎线性下降;而随着体相混合气体中H₂组成的增加,平衡分离因子显著提高。     

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。