Fe(NO_3)_3处理的活性炭毡对苯酚的吸附行为

通过Fe(NO_3)_3处理改变活性炭毡的结构和性质得到若干改性活性炭毡,采用氮气吸附法、傅里叶红外光谱法、Boehm滴定法、热重分析法表征吸附剂内在结构特征及表面官能团。以苯酚为吸附质,调变吸附时间、浓度研究吸附剂的苯酚吸附行为,并分别采用Langmuir、Freundlich和Temkin模型拟合和比较。研究表明,Fe(NO_3)_3处理降低活性炭毡的热稳定性。Fe(NO_3)_3处理降低活性炭毡的比表面积和孔容,但Fe(NO_3)_3处理前后活性炭毡的微孔孔容和比表面积仍显著大于活性炭。同时增加了大量表面酸性含氧官能团(主要为羧基)。处理前后的活性炭毡和活性炭的吸附过程均包括快速吸附、慢速吸附和吸附平衡阶段;活性炭毡系列样品吸附速率、吸附量均分别高于活性炭。活性炭毡平衡吸附量随Fe(NO_3)_3负载量增大而减少,是由于活性炭毡结构和/或表面含氧官能团单独或共同影响所致。活性炭毡表面含氧官能团抑制了吸附。苯酚吸附过程满足Langmuir方程。     

酸碱改性活性炭吸附水中乙酰水杨酸的行为与机理

采用硝酸(HNO_3)和氢氧化钠(Na OH)对活性炭表面进行改性,并考察其对乙酰水杨酸(ASP)的吸附性能。借助傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对改性活性炭结构特性进行表征,考察孔隙结构和官能团与吸附性能的关系,推断改性活性炭中对ASP起主要作用的官能团是含氧官能团。结果表明,两种改性活性炭对ASP均有良好的吸附效果;与Freundlich方程相比,吸附过程更适合用Langmuir方程来进行描述;也表明了活性炭对ASP的吸附属于单分子层吸附。改性后活性炭的最大吸附量可达到96.129 8 mg/g,且吸附过程更符合二级动力学方程。     

机械力-磷酸法木质活性炭的制备

本研究采用机械力-磷酸法制备制备了良好吸附性能的木质活性炭。通过单因素和响应面中心组合设计法,考察各工艺条件对活性炭吸附性能的影响。另外,采用傅立叶红外光谱仪、比表面积及孔径分析仪表征了活性炭的孔结构及表面官能团。通过分析得知其表面含有羟基、酚羟基、羧基等含氧官能团。通过孔径及表面积分析可知活性炭均主要以微孔为主,其中含有少量中孔存在,产品平均孔半径在1.3nm左右。     

活性炭表面酸化改性对催化聚丙烯成炭的影响

通过硝酸氧化处理对椰壳类活性炭(AC)进行酸化改性,研究酸化条件(温度、时间、浓度)对AC酸值的影响,并考察不同酸值的AC对PP(聚丙烯)/NiO/AC复合材料成炭的影响。采用比表面积及孔径分析仪考察改性活性炭的比表面积及孔结构;以Beohm滴定实验、X射线光电子能谱(XPS)表征改性AC表面含氧官能团种类及含量;用马弗炉、扫描电镜(SEM)考察不同酸值的AC和NiO协效催化聚丙烯成炭及成炭结构。实验结果表明:硝酸处理后,AC比表面积和孔结构均有所变化;酸化条件对AC表面酸性官能团的含量影响显著,改性后表面酸性官能团含量明显增加,酸性官能团主要为—COOH、—CO和—OH;AC表面酸性官能团的增多促进了聚丙烯自身成炭能力,改善了残炭结构。     

抗金黄色葡萄球菌活性炭的制备及工艺优化

本研究采用浸渍法制备了良好抗菌性能的载铜活性炭。通过单因素Plackett －Burman （ PB）设计和Box－Behnken Design （ BBD）中心组合设计法,考察各工艺条件对所制备的载铜活性炭抗菌率的影响,确定制备载铜活性炭的最佳工艺条件为活化时间2h,氯化铜浓度为0．07 mol· L－1,浸渍时间2h,活化温度700℃,浸渍比3时,抗菌率达100％。另外,采用傅立叶红外光谱仪、比表面积及孔径分析仪表征了活性炭的孔结构及表面官能团,通过傅立叶红外光谱仪分析得知其表面基团存在较多的含氧基团,通过孔径及表面积分析可知活性炭主要以微孔为主,也有不少数量的中孔存在。     

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。     

盐酸处理对活性炭纤维吸附性能的影响

采用盐酸对活性炭纤维进行预处理,通过单因素实验和正交试验比较了不同处理条件对活性炭纤维的处理效果;通过碘吸附值研究处理前后活性炭纤维的吸附性能变化,通过低温液氮吸附表征活性炭纤维的比表面积及孔结构变化,并通过扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)表征活性炭纤维表面形貌及表面官能团的变化.实验结果表明,经盐酸处理后,活性炭纤维的吸附性能明显提高.且当盐酸质量分数为4%,振荡时间为50min时,其碘吸附值较原样提高24.89%,比表面积较原样增大27.45%,孔容由0.425 639mL·g-1增大为0.465 181mL·g-1,微孔数量增多;活性炭纤维表面形貌较原样变化不大,材料中的含氧官能团的吸收峰略微增强,苯环吸收峰逐渐消失.     

活性炭纤维脱除燃煤烟气中汞的试验研究

在一维煤粉燃烧试验台上进行了活性炭纤维脱除燃煤烟气中汞的试验研究．采用Ontario-Hydro方法研究燃煤烟气中汞的形态分布，利用三种不同活性炭纤维对实际烟气进行汞的吸附试验．结果表明，烟气中气态汞主要以单质汞为主，飞灰未燃尽碳可以吸附气相汞；活性炭纤维对汞有较好的吸附效果，其表面含氧、含氮官能团以及水分对汞的吸附，特别是对Hg^0的吸附氧化有促进作用．     

表面含氧官能团对活性炭电化学性能的影响

采用浓硝酸对椰壳活性炭和各壳活性炭进行液相氧化改性后，制成了以KOH为电解液的超级电容器的炭电极，研究表面含氧官能团在碱性电解液中对电容器电极的电化学性能的影响．运用低温N2吸附、XPS和FTIR表征活性炭孔结构和表面性质．研究结果表明，氧化后活性炭的比表面积和孔容降低，表面含氧量增大．且经硝酸氧化后炭表面的含氧官能团含量发生了变化，即在内酯基的含量减少的同时，羟基、羰基和菝基的含量增加，其中羟基含量的增幅最大．在50mA／g电流密度下经过100次充放电循环，氧化后的椰壳活性炭和杏壳活性炭质量比电容分别达到193 F/g和150F／g，均比氧化前提高了30％以上．由XPS的分析结果判断，羟基对电极比电容提高的贡献最大．同时，在大电流充放电时，氧化后炭电极的比电容的衰减率明显低于氧化前．     

改性活性炭纤维催化碳酰肼去除给水中的溶解氧

将制备的水热改性活性炭纤维负载Ni(Ni/GSACF)作为催化剂,催化碳酰肼还原去除水中的溶解氧(DO),考察反应时间、反应温度、初始pH值、碳酰肼质量浓度和催化剂质量浓度对DO去除效果的影响.在优化条件下,45 min后水中的DO质量浓度从5.1 mg·L^-1降至0.1 mg·L^-1,去除率可达98.0%.对载体和催化剂进行表征分析,水热处理后GSACF表面的含氧官能团明显增加,催化剂表面具有均匀分散的活性Ni物种.研究结果表明:活性炭纤维表面含氧官能团的增加有利于促进活性Ni物种在活性炭纤维表面的分散,从而提高Ni/GSACF催化剂的催化除氧性能.     

活性炭对CO和CO2的吸附行为研究

采用重量吸附法,研究了空白活性炭A、经有机胺改性的活性炭C和经氢氧化钾与有机胺混合溶液改性得到的活性炭D在绝对温度303,313,323K下分别对单组分气体CO和CO2气体的等温吸附行为。等温吸附模型优选的结果表明:Freundlich方程是描述活性炭吸附CO气体的最佳模型方程;而Langmuir方程、D-R方程可以较好地模拟活性炭样品A在303,313,323 K下对CO2的等温吸附,Freundlich方程则能较好地模拟样品C和D在313 K下的等温吸附。CO和CO2在活性炭A上的等量吸附热均随吸附量的增加而降低。相同吸附压力下,CO2的吸附量高于CO。改性活性炭C和D上CO2的吸附量明显高于空白活性炭A;而活性炭的比表面积和微孔容积与吸附量的变化没有直接相关性。     

臭氧化-活性炭吸附镉的条件

为改善活性炭对镉的吸附性，将臭氧化技术引入吸附过程，研究活性炭投加量、臭氧活化时间以及溶液质量浓度变化对活性炭吸附镉离子能力的影响。结果表明，对于初始镉离子质量浓度为10mg/L的吸附溶液，最佳臭氧化时间为15min、最佳吸附时间为1h、活性炭的最佳投加量为1．0g时，吸附后镉离子的质量浓度为0．54mg／L；对于镉离子初始质量浓度为15mg/L的吸附溶液，最佳臭氧化时间为30min、最佳吸附时间为1h、活性炭的最佳投加量为1．1g时，吸附后镉离子的质量浓度为0．56mg／L。实验证明，经臭氧活化后的活性炭的吸附能力明显增强，极大的改变了吸附结果。     

碳纤维表面官能团均一化及其表面能

天空硼氢化钠（NaBH4)、四氢铝锂（LiAlh4)对氧化后碳纤维表面官司能团的还原作用,借助X光光电子能谱、表面能测试,研究氧化、还原后碳纤维表面官能团含量的变化,以及其与表面能的关系,结果表明,四氢铝锂还原有利于获得表面官能团较均一的碳纤维,且不影响碳纤维表面能。碳纤维的表面能与其表面含氧官能团有关系,但并不与具体哪种官能团有明显直接关系。     

炭黑的pH值与氧含量、表面酸性含氧基团含量的规律性

炭黑的表面性质对其应用有重要影响，本文研究了炭黑的元素组成、pH值、表面酸性含氧基团含量以及它们之间的相互关系。实验结果表明，炭黑的pH值取决于其氧含量，两者存在指数关系．详细讨论了测定条件对炭黑表面酸性含氧基团测定结果的影响。实验结果表明，中和反应时间为90min、碱溶液浓度为0．05mol／L时，实验的重复性较好，同时测定了炭黑表面羧基、酚羟基、内酯基等酸性含氧基团的含量，实验结果表明，炭黑的pH值与其表面酸性基团含量存在指数关联。     

活性炭对四丁基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵吸附作用的研究

用电导法就活性炭对四丁基溴化铵（ＴＢＡＢ）、十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）的吸附作用做了初步探讨。研究结果表明，ＴＢＡＢ、ＣＴＡＢ在活性炭上的吸附属于单分子层吸附，这两个物质的饱和吸附量基本相同，ＣＴＡＢ较快达到饱和吸附     

电化学处理程度对碳纤维结构及性能的影响

采用质量分数为5%NH4HCO3溶液对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行不同程度的电化学处理。采用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)表征电化学处理前后碳纤维表面化学成分和表面微观结构的变化规律。将碳纤维样品与环氧树脂制成复合材料,探究该复合材料的层间剪切强度(ILSS)。研究结果表明:经过3组电化学处理后,碳纤维表面含氧官能团增多、表面有序度下降、复合材料的ILSS提高1.94倍;继续经过3组电化学处理,碳纤维表面含氧官能团下降、表面有序度回升、复合材料的ILSS提高1.53倍;纤维表面含氧官能团含量越多,纤维的结构破坏程度越低,碳纤维/环氧树脂复合材料的ILSS越高。在大规模电化学处理碳纤维过程中,选择3组电化学处理碳纤维,既能大幅度改善碳纤维表面活性,又不会严重影响碳纤维的表面结构。     

活性炭催化载体的表征

活性炭用作催化载体已十分广泛，现用不同方法处理了活性炭，对其进行了比表面积、微孔分布、灰份、晶相结构及表面含氧基团、酸性的表征研究，并求得了乙醇在活性炭上的吸附热及吸附方程式。     

To Improve the Dispersibility of Carbon Black in Water with Plasma and Organic Amines Treatments

Carbon black has been widely used in many industrial areas,but it is poor dispersibility in water. In order to improve its dispersibility in water,carbon black was treated by oxygen plasma. Plasma treatment,as one of the environmental friendly methods,has been used to introduce polar groups,mainly oxygen-containing groups,to the surface of carbon black. The results show the dispersibility of treated carbon black in water is greatly improved,which is expressed with the centrifugal and gravity settlement rates. Analysis of the treated carbon black with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) indicates that oxygen plasma treatment can cause significant increase of polar groups including C-OH,COOH,C=O,and O-C-O on the surface of carbon black thus greatly improves the dispersing stability of carbon black in water. Besides,the dispersibility of plasma treated carbon black can be further improved by the addition of organic amines,especially polyetheramines. The improvement of the dispersing stability of carbon black has also been confirmed by zeta potential measurements.     

热氧化对PAN基碳纤维结构与性能的影响

将PAN基碳纤维在于400~700℃条件下空气中进行热氧化处理,然后利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、密度梯度管和纤维强力仪研究了其表面化学组成、表面形貌与性能的变化。结果表明:热氧化温度低于600℃时,纤维表面含氧量随热氧化温度升高不断增加,到600℃时氧含量增加了7.11%,主要增加的官能团为羟基、醚键以及羰基,纤维体密度、线密度随热氧化温度变化不明显;700℃时由于含氧官能团的裂解,氧含量有所减少,裂解部分主要为羰基,纤维体密度明显增加,线密度急剧减小;纤维强度随热氧化温度升高不断减小,600℃后减小趋势更加明显;模量随热氧化温度变化不明显。     

Effect of microstructure and surface chemistry in liquid-phase adsorptive nicotine by almond-shell-based activated carbon

The effect of microstructure and surface chemistry on nicotine adsorption capacity of almond-shell-based activated carbon was studied.Almond-shell-based activated carbon was reactivated or modified with steam,ZnCl2and NaHSO4separately.The surface area and pore structure parameters of activated carbon were determined from the adsorption-desorption isotherm of nitrogen at 77K.Boehm titration and FTIR were explored to determine the surface oxygen groups.The results revealed that nicotine adsorption from solution on carbons depend on the micropores and phenolic groups.A strong correlation between the amounts of adsorbed nicotine and the phenolic groups was observed,whereas the higher amounts of carboxylic groups decrease the nicotine adsorption capacity on activated carbons.