复合氧化改性活性炭的物性及其对甲苯的吸附性能

利用4种化学试剂(HNO3溶液、NH3溶液、H2O2溶液与Fe(NO3)3溶液)对商业活性炭进行化学氧化改性。在含5%氧气和95%氮气的混合气体中,对改性活性炭进行热复合氧化改性。采用热重分析仪、孔隙分析仪、傅里叶红外分析(FTIR)与Boehm滴定对活性炭结构与表面基团进行测试,并利用改性活性炭对甲苯进行等温吸附实验。研究结果表明:强氧化剂预处理活性炭有助于热复合氧化改性中活性炭微孔孔容的增大;活性炭表面含氧基团由化学氧化改性和热复合氧化改性共同作用产生,热改性温度较低时,其主要由化学氧化改性生成,温度较高时,酸性基团主要来源于氧气与活性炭表面的氧化反应;酸性基团的存在能够促进活性炭吸附甲苯;控制合理的热复合氧化改性条件,既可以增加活性炭表面酸性基团,又可扩充微孔孔容,从而综合提升活性炭对甲苯的吸附能力。     

改性活性氧化铝对硫化氢吸附的研究

用浸渍法制备了改性γ-Al2O3,通过SEM对改性γ-Al2O3微结构进行了表征,对H2S进行了吸附考察和分析了不同类型吸附剂、不同改性条件下的吸附性能的变化规律,并对再生后吸附剂的脱硫性能进行了研究.结果表明:焙烧温度达600℃时,改性后的γ-Al2O3微结构发生明显变化,脱除H2S能力增强.当H2S平均初始浓度为45mg/m3,温度为22℃,压力为1.01×105Pa,采样流量为0.5L/min时,改性γ-Al2O3对H2S去除率为96.9%;改性γ-Al2O3吸附效果明显优于未经改性的γ-Al2O3、活性炭和5A分子筛;改性γ-Al2O3再生后的吸附容量可以恢复到原来的97%.     

Fe 改性活性炭对水中对硝基苯酚的吸附性能研究

通过Fe改性活性炭制得Fe2O3-AC吸附剂,用于对硝基苯酚废水处理,探讨吸附温度、吸附时间、吸附剂用量、初始质量浓度等因素对Fe2O3-AC吸附性能的影响.结果表明:吸附温度为25℃、吸附时间为90min、吸附剂Fe2O3-AC用量为60mg、对硝基苯酚溶液体积及初始质量浓度分别为50mL,100mg/L时,废水中酚去除率可达98.55%.     

改性凹凸棒土制备4A分子筛及其吸附严寒村镇高氨氮水源水性能

以江苏盱眙凹凸棒原土为原料,采用静水沉降-离心分离法对其提纯,探索提纯土中降低铁含量、提供最大硅源的改性方式,采用碱溶-水热晶化工艺,调整n(Na_2O)∶n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)∶n(H_2O)的配比、晶化温度、晶化时间的因素参数,以X-ray diffraction(XRD)表征、结晶度、产出率与NH+4离子交换容量为指标分析4A分子筛的制备条件;考察其吸附NH+4性能.结果表明,PA基于3mol/L HCl酸浸除铁-800℃煅烧活化-5mol/L Na OH碱溶处理,滤液添加铝源后水热晶化可合成高结晶度-产出率的4A分子筛ACAPA-4AMS,当n(Na_2O)∶n(SiO_2)=2.1,n(H_2O)∶n(Na_2O)=60,n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)=1.5,在90℃晶化8h时,NH+4交换容量最高,为159mmol/100g,符合工业标准.5℃ACAPA-4AMS饱和吸附量68.04mg/g,吸附符合Freundlich方程且为吸热过程,但温度对低浓度(5mg/L)NH+4-N的去除率影响不大.该研究为凹凸棒土在严寒村镇高氨氮水源水的应用提供理论基础.     

氧化铁/活性炭复合吸附材料去除水中砷的研究

以实验室制备的氧化铁、经硝酸和草酸铁改性的活性炭12×40(AC 1)为原料,分别制成两种氧化铁/活性炭复合吸附材料(FeO/AC-H和AC/Fe2(C2O4)).通过X射线衍射仪、氮气吸附仪、扫描电子显微镜和X射线光谱仪进行吸附的表观特性和物化性能分析,结果表明,活性炭的表面物质有磁铁矿(Fe3O4)、磁赤铁矿(γ-Fe2O3)、赤铁矿(α-Fe2O3)和针铁矿(α-FeO(OH)),而且这些物质的存在对活性炭的比表面积影响不大.采用静态吸附实验方法,用AC 1,FeO/AC-H和AC/Fe2(C2O4)三种吸附剂吸附去除水中砷,获得了吸附等温平衡数据,用Langmuir模型和Fre-undlich模型进行回归分析.结果表明,FeO/AC-H和AC 1对As(Ⅴ)的吸附更符合Langmuir吸附模型,而复合吸附剂AC/Fe2(C2O4)对As(Ⅴ)的吸附比较符合Freundlich吸附模型.     

SNCR应用于水泥窑氮氧化物控制的氨氧化

为了对水泥窑应用SNCR控制技术时CaO催化NH3氧化问题进行研究,该文采用固定床反应器,研究温度(650～950℃)、NH3体积分数(100×10-6～1500×10-6)和O2体积分数(0～4%)对于CaO催化NH3氧化作用的影响。采用Fourier变换红外光谱仪(FTIR)测量NH3和NO组分的体积分数。实验结果表明:CaO催化NH3氧化反应的转化率和产物NO的选择性随NH3体积分数增加而下降,随温度和O2体积分数增加而增加。基于NH3转化率和产物NO选择性随NH3体积分数的变化规律,提出CaO催化NH3氧化的首要途径是NH3和O2的吸附,吸附态NH3会与O2反应生成NO,而非前人提出的NH3与CaO反应生成CaN。采用该机理可以较好地解释实验规律。     

饮用水处理中活性炭吸附对BrO_3~-的去除研究

用HNO3,HCl,NaOH及NH3分别对颗粒活性炭进行表面改性,通过静态吸附试验研究水中BrO-3在颗粒活性炭上的吸附特性,考察了活性炭孔径分布及官能团变化对BrO-3吸附的影响,测定了活性炭的吸附动力学曲线和吸附等温线.结果表明:BrO-3在活性炭上的吸附符合伪二级速率方程及内颗粒扩散模型,吸附中存在孔扩散过程,且孔扩散为活性炭吸附的主要速率控制步骤.活性炭的中孔体积是其吸附能力的主要控制因素,同时活性炭表面较高的碱性官能团和零电荷点法(pHpzc)有利于BrO-3的去除.     

铜基改性活性炭吸附争化黄磷尾气中的PH3

采用浸渍法制备铜基改性活性炭吸附净化磷化氢气体,主要考察活性组分、氧含量、吸附温度、空速对磷化氢吸附穿透曲线的影响,并研究磷化氢在铜基改性活性炭上的动力学过程.研究结果表明:经过含有Cu,Fe和Ce物质的量比为20.0:1.0:0.4的混合改性液负载后,Cu-Fe-Ce/AC对PH3的吸附容量最大可达62 mg/g;铜基改性活性炭的最佳反应条件为:吸附温度70℃,氧含量(体积分数)3%,空速3 000 h-1.在最佳反应条件下,铜基改性活性炭对磷化氢净化效率为100%时的最大累积处理气量可达0.055 m3/g;磷化氢在Cu-Fe-Ce/AC吸附剂上的平均活化能为30.9 kJ/mol,为-0.2级反应;随着吸附容量的增大,吸附活性位逐渐减少,从而使吸附速率减小.     

多相催化湿式氧化法再生活性炭反应条件

活性炭是水处理中常用的一种有效吸附剂 ,其再生具有重要意义 .采用动态吸附法吸附苯酚溶液的方法 ,模拟活性炭的吸附饱和过程 ;采用浸渍法制备CuO/Al2 O3 催化剂 ;在高压反应釜中对吸附饱和的活性炭进行多相催化湿式氧化 ,使活性炭得以再生 ,并氧化分解被脱附析出的有机物 .在温度 2 10℃、氧分压 0 .6MPa下 ,反应 1h的活性炭再生效率为 4 7.0 % ,出水化学需氧量 (COD)为 36 7.0mg·L-1.结果表明该方法可有效再生活性炭 ,并使出水的COD明显下降 .还考察了反应温度和反应时间等因素对活性炭再生效率和出水COD的影响     

活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)的研究

采用不同浓度氢氧化钠溶液对活性炭纤维进行改性,利用改性后的活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)离子,结果表明:采用2 mol/L NaOH改性后的活性炭纤维具有更高的Cd~(2+)去除率.因此,实验采用2 mol/L NaOH改性活性炭纤维电极研究电压、温度、Cd~(2+)初始浓度对电吸附去除Cd~(2+)效果的影响.实验结果表明:电压越高,Cd~(2+)去除率越高;温度越高,Cd~(2+)去除率也越高,但是温度太高,溶液蒸发严重;Cd~(2+)初始浓度越大,Cd~(2+)去除率越低,但吸附容量增大.除此以外,电吸附循环实验表明Na OH改性活性炭纤维电极在电吸附Cd~(2+)过程具有良好的再生性.     

Sol-Gel法制备活性炭载TiO_2复合光催化剂及其光催化降解亚甲基蓝

以椰壳活性炭和煤质活性炭颗粒为载体,通过溶胶-凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛的复合光催化剂,并对其光催化降解亚甲基蓝的活性进行评价.结果表明:复合光催化剂的光催化降解效果比纯二氧化钛好.载体的结构显著影响着复合光催化剂的活性.椰壳活性炭因其具有更丰富的孔体积和更大的比表面积,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率明显要高于煤质活性炭负载二氧化钛复合型光催化剂.随着煅烧温度的升高,复合光催化剂的效果越来越好.     

天然水体主要本底成分对催化臭氧氧化草酸的影响

采用浸渍法制备了Fe2O3负载活性炭（Fe2O3/AC）催化剂,考察了Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸的活性以及天然水体主要本底成分对Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸的影响. 结果表明,臭氧氧化草酸过程中Fe2O3/AC显示了良好的催化活性,草酸的去除主要基于催化贡献. HCO3-、CO32-及腐殖酸对Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸体系均有抑制作用. HCO3-和CO32-加入使催化臭氧氧化体系pH升高,进而降低Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸的活性. 此外,HCO3-和CO32-也是羟基自由基抑制剂,HCO3-、CO32-对体系的抑制作用从侧面验证Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸遵循羟基自由基机理. 腐殖酸加入体系后,与草酸形成竞争吸附和竞争氧化,从而抑制草酸的降解.     

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。     

不同结构的超级电容器阻抗谱

研究了不对称超级电容器和碳/碳超级电容器在化成前后的阻抗谱变化规律.由锰酸锂(LiMn2O4,LMO)和活性碳(activated carbon,AC)组成的不对称超级电容器经过化成,电容器的高频(10 kHz)交流阻抗没有明显变化,而低频电容明显提高.不对称超级电容器由于采用电池型电极材料作为其中一极,使得其阻抗特性与碳/碳超级电容器的阻抗特性不同.通过对化成前后的超级电容器交流阻抗谱进行分析,利用复数电容和复数功率两种形式讨论了不对称超级电容器的阻抗变化规律,确定了不对称超级电容器的时间常数;通过碳/碳超级电容器与不对称超级电容器的阻抗行为的比较,说明电池型电极的引入对电容器的频率响应特性造成的影响.     

湿氧化改性多孔炭对低浓度苯和丁酮蒸汽的吸附

空气中挥发性有机化合物 (VOC)严重危害人体的身体健康 ,因而研究 VOC的去除具有重要意义。该文研究了椰壳活性炭 (AC)和粘胶基活性炭纤维 (ACF)湿氧化处理后对低浓度 VOC苯和丁酮的吸附。 AC和 ACF分别用质量分数为 30 %和 5 0 %的 H2 O2 、浓 HNO3进行湿氧化处理。采用 X射线光电子能谱 (XPS)和氮气容量法研究了 ACF,采用扫描电镜 (SEM)研究了 AC处理前后性质的变化。并利用热重分析仪 (TGA)研究了对挥发性有机化合物丁酮和苯的吸附。实验结果表明 :ACF经 H2 O2 处理后具有活化作用 ,比表面积和微孔容积都增加了 ,特别是用质量分数为 30 %的 H2 O2 处理后更有利于低浓度苯和丁酮的吸附 ;AC经湿氧化处理后 ,扫描电镜下呈现不同的微观形貌特征 ,质量分数为 30 %的 H2 O2 处理后 ,增强了对苯的吸附 ,减弱了对丁酮的吸附。     

H2SO4/H2O2改性玉米秸秆活性炭对甲苯吸附性能的影响

利用玉米秸秆制备活性炭,并对其进行H2SO4/H2O2改性;再运用BET模型和Boehm滴定法测定活性炭孔隙结构和表面性质,研究其改性前后对甲苯的吸附性能、脱附性能、表面性质和孔隙结构的变化。结果表明,经H2SO4/H2O2改性后,活性炭表面酸性官能团含量提高150.4%,碱性官能团含量基本不变,比表面积与孔容降低,对甲苯的吸附量降低。     

AC/O3-BAC工艺去除微污染珠江原水的初步研究

通过实验考察了活性炭(AC)催化臭氧氧化-生物活性炭(BAC)组合工艺用于处理珠江原水的净水效能,并与臭氧-活性炭工艺(O3-BAC)进行了比较.结果表明,AC/O3-BAC组合工艺对TOC、UV254、氨氮等指标均具有较好的去除效率,优化参数为:臭氧投加量50 mg/h、曝气量200 L/min、氧化时间15 min.在试验条件下AC/O3-BAC对TOC和CODMn的平均去除率为28.5%和50.3%,较BAC工艺去除TOC和CODMn分别提高16.0%和34.8%;较O3-BAC工艺去除TOC和CODMn分别提高4.9%和5.9%.3组合工艺对有机污染物的去除具有协同效应,有利于将大分子的有机物氧化为小分子的有机物,提高出水的可生化性,从而有利于后续的BAC对有机污染物的去除.     

过氧化氢改性活性炭对三甲胺废气的吸附

对煤质柱状活性炭进行H2O2改性,测试了H2O2改性前后活性炭的比表面积和含氧官能团,研究了其对三甲胺的静态吸附量、动态穿透曲线、脱附活化能。结果表明,经氧化改性后活性炭的表面含氧官能团、比表面积均有明显提高,其中以体积分数为15%的H2O2溶液浸渍1.5h后的活性炭最佳。其对三甲胺的吸附量达到440.9mg/g,较改性前提高了281.5%。对三甲胺的动态吸附穿透时间由10min提高到35min,脱附活化能由11.461kJ/mol提高到15.663kJ/mol,改性后活性炭的吸附性能得以提高。     

微波改性活性炭吸附1,2-二氯乙烷的性能研究

采用微波高温烧结炉分别在600℃,700℃和800℃下对商业活性炭进行改性,利用比表面积及孔径分析仪、Boehm滴定、傅立叶变换红外光谱比较分析活性炭的比表面积和孔结构、表面官能团等物化性质.以1,2-二氯乙烷为吸附质进行固定床吸附实验.研究表明:改性后活性炭表面酸性基团减少,碱性基团随温度升高增多;比表面积、孔容减小,微孔比表面积增加;活性炭对1,2-二氯乙烷的吸附量排序为:AC-800AC-700AC-600AC-0;灰色关联度分析结果表明:改性活性炭的物理结构特性对吸附量的影响大于表面基团;D-R模型和动力学模型拟合结果都表明活性炭对1,2-二氯乙烷的吸附主要为物理吸附.     

四氟硼酸四乙基铵对超级电容电池性能的影响

研究了四氟硼酸四乙基铵(Et4,NBF4)添加到LiPF6基电解液(碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸甲乙酯(EMC)(质量比为1∶1∶1)对(LiMn2O4+活性炭(AC))/Li4Ti5O12超级电容电池电化学性能的影响.线性扫描(LSV)、循环伏安(CV)及电池充放电等测试结果表明:Et4NBF4盐改变了复合电解液中离子对的结构,提高了复合电解液的高电压稳定性和电导率.在实验条件下,随着复合盐电解液中Et4NBF4含量的增加,电池放电容量也增加,含有Et4NBF4与LiPF6物质的量的比为4∶1的电解液的电池电化学性能最好,在4C倍率下循环5,000周后,容量还有86.8,mA·h,保持率为95.8%.