水蒸气活化液化木基活性碳纤维孔隙结构表征

 研究了不同活化温度、不同活化时间下,水蒸气活化液化木基活性碳纤维的孔隙结构特性。-196℃氮气吸附脱附等温线用于检测孔隙结构。结果表明,随着活化温度或活化时间的增加,比表面积和烧失率增加,且在较高活化温度时增加率更高。随着活化时间延长,活化温度为750~800℃时总孔容和微孔孔容增加明显,中孔孔容在650~700℃活化初期和750~800℃活化后期均有所发展。各活化温度下,随着活化时间的延长,在微孔范围内孔径分布均有所扩大且趋向多样化。     

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。     

Pd/ZrO2-Al2O3催化剂的甲烷催化燃烧性能

用共沉淀法制备不同摩尔配比的ZrO2和Al2O3混合载体，负载贵金属Pd后，对该催化剂系列进行甲烷燃烧反应的活性表征．利用XRD.BET，BJH孔分布，CO脉冲吸附Pd分散度测定法等技术考察了ZrO2和Al2O3不同配比对混合载体的结构和催化剂性能的影响．结果表明．ZrO2和Al2O3的摩尔比为1：5．8的负载Pd催化剂活性最好，载体中单斜晶相氧化锆和较大孔径分布的催化剂都有助于催化剂活性的改善．     

轻度热解提质褐煤孔结构研究

对霍林河褐煤热重分析的基础上,在管式炉中进行轻度热解实验,通过低温N2吸附研究了热解前后煤样的孔隙特性,考察不同热解温度,恒温时间对煤孔结构的影响。结果表明:热解温度和恒温时间对褐煤的孔结构分布影响较大。褐煤和提质煤的吸附脱附等温曲线都存在吸附回线,但褐煤比提质褐煤的吸附回线宽,说明提质煤的微孔数量减少,大孔数量增多。与褐煤相比,轻度热解处理后,褐煤的比表面积减少,孔容减小,平均孔径增大。     

不同活性石灰的性能

以活性石灰为研究对象,对其进行微观分析。通过测定石灰物性,如活性度、石灰体积密度、气孔率、比表面积与孔径等,确定了石灰活性与其物性相互之间的关系。石灰活性度随着体积密度、孔径的增大而减小,随着比表面积气孔率的增大而增大。从活性石灰微孔和中孔的分布范围和积累量来看,石灰中微孔和中、孔的积累量越大,石灰活性度越高。     

不同活性石灰的性能

以活性石灰为研究对象,对其进行微观分析。通过测定石灰物性,如活性度、石灰体积密度、气孔率、比表面积与孔径等,确定了石灰活性与其物性相互之间的关系。石灰活性度随着体积密度、孔径的增大而减小,随着比表面积气孔率的增大而增大。从活性石灰微孔和中孔的分布范围和积累量来看,石灰中微孔和中、孔的积累量越大,石灰活性度越高。     

麻炭的制备及其微观结构

以汉麻秆为原料,通过直接炭化、磷酸/氯化锌活化法制备了麻炭。采用扫描电镜(SEM)、液N₂吸附、亚甲基蓝吸附和碘吸附分别对麻炭的微观骨架结构、表面织构、孔分布及吸附性能进行了表征。结果表明,麻炭微观形貌呈现多孔性的骨架结构,由彼此平行且直通的两种管道构成,管与管之间由管壁隔断,管壁本身分布着丰富的微孔,而且三种麻炭样品中均以微孔为主且微孔分布呈多分散性。未经活化处理的麻炭,其孔径主要分布在小于1.3nm的范围内,但其比表面积和孔容较小。磷酸和氯化锌活化的麻炭的比表面积分别达1388m²/g和1691m²/g,两者的孔分布较为相似,除了在小于2nm的范围内均有微孔分布外,还存在2～4nm范围内的中孔分布。麻炭对亚甲基蓝及碘的吸附值随比表面积的增大而增加,氯化锌活化的麻炭对亚甲基蓝和碘的吸附值最大,其次依次为磷酸活化的麻炭和未经活化处理的麻炭。     

煤焦孔隙结构的表征及分析方法的构建

为建立能真实反映煤焦比表面积和孔隙结构的分析方法,分别以N2、Ar和CO2作为吸附质测定淮南煤焦的吸附等温线,并采用多层吸附模型(BET)、孔径分布模型(BJH)和非定域密度函数理论(NLDFT)模型计算煤焦的比表面积和孔隙结构。结果表明:淮南煤焦含有连续分布的微孔和介孔,孔形以狭缝形孔和一端封闭的盲孔为主。由于四极矩的存在导致以N2为吸附质时测得的吸附量、比表面积和孔容较Ar大;BET模型主要用于介孔材料孔结构的分析,用于样品中的微孔分析时,其分析表面积偏小。表征多孔碳材料,特别是含有复杂无序的孔隙结构的物质时,一种较为合适的方法是:首先,以Ar作为吸附质,判断煤焦中介孔的孔形及孔径分布,并采用NLDFT模型对煤焦在介孔范围内的比表面积和孔体积进行计算;然后,以CO2作吸附质对煤焦的微孔进行分析,通过NLDFT模型获取煤焦微孔范围内的比表面积和孔结构等参数。     

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。     

利用77 K下N2吸附等温线表征碳纳米材料的微观结构

以N2在77K下的吸附等温线为基础,利用BJH(Barrett-Joyner-Halenda)和Stoeckli方法来确定几种碳纳米纤维中中孔和微孔的孔径分布.分析结果表明,研究中的几种碳纳米纤维均存在大量20 nm左右的中孔,这与样品FESEM图的目测结果一致;测试相对压力范围(0.01～0.99)内的吸附数据呈现中孔吸附的特征,仅能采用BJH方法获得中孔的孔径分布;若采用Stoeckli方法确定微孔孔径分布,则必须采集更低相对压力(＜0.01)下的吸附数据.计算所得到的微孔容积只占孔总容积的很少部分.     

活性炭孔隙结构在其丙酮吸附中的作用

为了探讨活性炭孔结构对其吸附的影响,分别用氮气绝热吸附、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR),对活性炭表面物化性质进行表征。并以丙酮为吸附质,在温度为298.15 K下进行静态和动态吸附实验,研究丙酮在活性炭上的吸附平衡、吸附动力学与吸附能。结果表明:活性炭样品的丙酮饱和吸附容量与活性炭的比表面积、总孔容有正相关关系。孔径在1.67~2.22 nm之间的孔容和丙酮吸附量之间存在较好的线性关系,且线性斜率随丙酮浓度增加而变大。丙酮吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程式。活性炭的孔是丙酮吸附速率主要制约因素,各吸附阶段吸附速率主要制约因素分别为:快速吸附阶段为微孔、中孔,颗粒内扩散阶段为微孔,吸附末尾阶段为中孔。丙酮在活性炭表面的覆盖率是丙酮分子与吸附剂内吸附位的作用结果,孔结构不同,吸附位分布不同,丙酮表面覆盖率小的活性炭吸附能大,表明活性炭孔结构对其吸附能产生影响。     

微纤包覆活性炭复合材料的制备

本文以竹纤维、直径为2.5微米的陶瓷微纤维、粒径为106～150微米的活性炭颗粒为原材料并按1：3：8的质量比与适量水混合,高速搅拌作用下形成混合均匀的浆液,采用湿法造纸工艺制成“纸张”式前驱体,将该前驱体在105℃下干燥24小时,再在N2保护下,分别在500℃和1000℃下各烧结30和20分钟,形成微纤包覆活性炭的复合材料。采用SEM和ASAP 2020静吸附仪分别对材料微观结构和吸附等温线进行表征。结果表明陶瓷纤维之间的结合处很好地被烧结在一起,形成一个三维网状结构,活性炭颗粒被很好地包覆其中;通过BET、BJH、H-K 方程解析吸附等温线,材料BET比表面积为428.038m2/g,总孔容为0.217m3/g,微孔孔容为0.093 m3/g,占总孔容的43.1%,中孔占40.9%,大孔占16.0%。与原有活性炭做比较,可发现比表面积基本相当,各孔容均略有下降。     

沥青氧化纤维制备活性炭纤维过程中孔隙结构的变化

以通用级沥青氧化纤维为原料经水蒸气活化制得沥青基活性炭纤维(PACF),讨论了工艺参数对PACF的比表面积、孔结构(孔容、孔径大小及分布)的影响。结果表明,PACF的比表面积随着活化温度的提高(850～950℃)而增加,同时,孔径变大,孔径分布变宽;在相同最终活化温度下(900℃),PACF的孔径及其分布随着水蒸气通入温度的不同而发生变化。     

Preparation and the Pore Structure of Viscose - based Activated Carbon Fibers Treated with Pretreatment Reagents

The viscose rayon was pretreated with four different pre-treatment reagents respectively, and the preparation ofactivated carbon fibers (ACF) was performed undersame carbonizing and activating conditions. The poresize distribution, the specific surface area, and the porestructure parameter of these viscose - based ACF werestudied by using quartz spring balance BET- weightmethod. The experiment result indicates that the poresize distribution and the pore structure parameter ofACF is varied by using different pretreatment reagents.     

微波辐射-ZnCl2活化柚子皮制备活性炭

以废料柚子皮为原料,ZnCl2为活化剂,采用微波辐射法制备了活性炭．采用正交实验研究了活化剂浓度、微波功率和活化时间对活性炭得率和吸附性能的影响．同时采用美国ASAP-2020吸附仪测定了所制备活性炭的Na吸附脱附等温线和孔径分布,采用红外光谱分析了样品的表面官能团,采用扫描电镜观察了样品的表面形貌．结果表明：ZnCl2质量浓度为50％,微波功率为850W,活化时间为8min工艺条件下制得的活性炭碘吸附值为1024mg／g;亚甲基蓝吸附值为160mL／g,产率为34．5％;比表面积为1490mm／g,总孔容为1．574cm^3／g,平均孔径为4．225nm．该活性炭为中孔型,比市售活性炭有更加发达的孔隙结构及更多的表面含氧基团,吸附性能优于市售活性炭．     

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。     

改性活性炭负载铁氧化物及其对Pb2+的吸附特性研究

以过硫酸盐预处理活性炭再用化学沉淀法联合超声技术制备出的磁性活性炭,具有比表面积高、官能团丰富、磁性能好等优点,其磁性活性炭比表面积为646.81 m2/g,孔径为2.11 nm,孔容为0.327 m2/g. 官能团主要为羟基、羧基和酯基等. 饱和磁化强度为10.07 emu/g,有利于吸附后的分离,剩余磁化强度为1.165 emu/g,具有一定的抗退磁能力. 采用静态吸附实验的方法,比较了活性炭和制备的磁性活性炭在水溶液中对铅的吸附量,结果表明磁性活性炭对铅的饱和吸附量为68.925 mg/L,远超过活性炭对铅的吸附量30.125 mg/L,显示出磁性活性炭对水溶液中铅优异的吸附性能.