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。     

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。     

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。     

改性活性炭吸附二氯乙烷性能

为探讨改性活性炭吸附有机气体性能的影响,商业活性炭分别经过1 mol/L的硝酸、盐酸、硫酸,600,700和800℃处理.通过Boehm滴定、傅式转换红外光谱(FTIR)、比表面积分析仪对活性炭样品的物化性质进行测试.以二氯乙烷为吸附质进行吸附实验研究,结果表明:酸改性样品的表面酸性官能团数量增加,热改性样品的表面碱性官能团数量增加;热改性比酸改性更有效的优化活性炭的孔结构;增大活性炭的理论有效孔容是提高二氯乙烷吸附量的有效途径,表面官能团的增加可以促进活性炭对二氯乙烷的吸附作用.     

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。     

活性炭对印染废水中碱性紫的吸附作用

用活性炭吸附模拟废水中的碱性紫染料,研究pH值对吸附性能的影响,得出当pH值为8~10时,对碱性紫的去除率最大.酸性、中性和碱性条件下的饱和吸附量(mg.g-1)分别为233.57、260.38和507.17.同时用KOH进行改性,借助红外光谱表征改性前后活性炭表面官能团的变化,并测定改性后活性炭的吸附等温线.结果表明,KOH的改性使活性炭表面带有更多的碱性基团,增加了吸附活性位,提高对碱性紫的吸附量,中性条件下饱和吸附量达350.77 mg.g-1,比改性前提高35%,吸附等温线符合B.E.T方程.     

竹炭表面改性对两种抗生素吸附性能的影响

采用磷酸(H3PO4)和氢氧化钠(Na OH)对竹炭表面进行改性,并考察其对环丙沙星(CIP)和诺氟沙星(NOR)的吸附性能.结果表明,2种改性竹炭对环丙沙星和诺氟沙星均有良好的吸附效果.经H3PO4改性后的竹炭对环丙沙星和诺氟沙星两类抗生素最大平衡吸附容量分别可达到88.14和65.17 mg/g,经Na OH改性后的竹炭对环丙沙星和诺氟沙星两类抗生素最大平衡吸附容量分别可达到82.23和69.02 mg/g.与Langmuir方程相比,2种抗生素的吸附过程更适合用Freundlich方程来进行描述,也表明了竹炭对这2种抗生素的吸附属于非均匀性吸附.两者的吸附过程更符合二级反应动力学方程.经H3PO4改性后竹炭提高了表面酸性基团的数量,可以在一定程度上增加竹炭对亲水性药物的吸附量.而Na OH改性会增加竹炭表面的碱性基团的数量,同时在一定程度上增强了竹炭对憎水性药物的吸附量.     

CO2/H3PO4活化与NH4Br改性稻壳焦的脱汞性能实验研究

以生物质稻壳为原料,采用CO2,H3PO4活化方法,并经NH4Br溶液改性,分别制备了稻壳热解焦、活化焦和改性焦,并将其作为脱汞吸附剂.采用N2吸附/脱附、SEM-EDS、FTIR等方法研究吸附剂的微观物理化学特性,结果表明:CO2活化使稻壳焦的孔隙结构显著改善,增强了吸附剂对汞的物理吸附能力;H3PO4活化使稻壳焦表面生成大量酸性含氧官能团,有利于汞的化学吸附;NH4Br改性使Br元素有效负载到稻壳焦表面,促进了单质汞向氧化态汞的转化.固定床汞吸附实验结果表明:改性后的稻壳热解焦与活化焦的脱汞效率分别提高了60%与90%,实验120min后,CO2,H3PO4活化改性焦的汞吸附效率仍分别保持在90%与80%以上.生物质稻壳经CO2/H3PO4活化和NH4Br溶液改性后可作为燃煤电厂烟气喷射脱汞的廉价高效吸附剂.     

不同方法改性柚皮制备的活性炭吸附亚甲基蓝试验

采用不同方法对柚子皮改性后制备活性炭,考察溶液pH值、活性炭投加量、亚甲基蓝初始质量浓度、吸附时间等因素对吸附效果的影响,并对吸附动力学和吸附机理进行了探讨。结果表明,在最佳条件下未改性和采用氯化铝、硫化钠、氢氧化钾改性柚子皮制备的4种活性炭对亚甲基蓝的脱色率分别为84.5％、87.3％、91.1％和95.5％。分析不同活性炭平衡吸附量的值可以得出结论：经过氯化铝和氢氧化钾改性的柚子皮制备的活性炭吸附亚甲基蓝的能力明显提高;4种活性炭对亚甲基蓝的吸附过程均符合准二级动力学模型;氯化铝和氢氧化钾改性柚子皮制备的活性炭表面包含更多的有机官能团,这与活性炭对应较高的亚甲基蓝废水初始质量浓度和高的平衡吸附量是一致的。     

硝酸改性活性炭吸附Cd 2+的性能分析

为提高活性炭对Cd 2+的吸附效果,采用硝酸对活性炭进行改性,通过BET、Boehm滴定等手段对改性前后活性炭进行表征分析,并在不同反应条件下,考察了活性炭改性前后对Cd 2+的吸附效果。结果表明,经硝酸改性后的活性炭比表面积有所增加,含氧官能团总量上增加明显。在pH中性条件下,GAC、10% N-GAC、70% N-GAC对Cd 2+的去除率分别为10%、41%、57%左右,改性后的活性炭对Cd 2+去除率有较大的提高;各种活性炭对Cd 2+去除率随着活性炭投加量的增加都有较大的提高;pH值是影响活性炭吸附去除Cd 2+的主要因素,各种活性炭对Cd 2+的去除效果均随着pH的增大而增大。吸附动力学研究表明,10%N-GAC吸附Cd 2+反应在前20 min符合Lagergren准一级反应模型,20 min后的反应更符合Lagergren准二级反应模型。     

几种改性活性氧化铝颗粒吸附剂除氟实验研究

采用几种铝盐与铁盐,对相同粒径的颗粒活性氧化铝进行了吸附剂改性,并以优选了的改性方案为基础,研究了不同吸附剂粒径对吸附效果的影响。结果表明,活性Al2O3经改性后的静态吸附量是未改性的1.5～2倍;动态试验中,改性活性Al2O3的穿透时间为1.5～3.3d。用Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3改性活性Al2O3的除氟效果较好。Φ1～2mm改性活性Al2O3的除氟性能远比Φ2～3mm改性活性Al2O3的好,前者的静态吸附量是后者的1.5倍左右,动态试验中,前者的穿透时间为11d,远长于后者(3.3d)。     

活性炭疏水改性及其在高湿环境下对气态碘的吸附性能研究

为了提高活性炭在高湿地区对气态碘的吸附性能,采用十三氟辛基三乙氧基硅烷为疏水改性剂,椰壳活性炭为载体,对活性炭进行疏水改性。首先利用接触角分析仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、比表面积分析、能谱分析(energy dispersive spectroscopy,EDS)等手段表征其结构和疏水性能。然后通过气态碘的吸附实验探究改性活性炭在高湿环境下对气态碘的吸附性能,同时考察了温度、速度对其吸附性能的影响规律。表征结果表面,改性处理后的活性炭对水的静态接触角为152°疏水性良好,扫描电子显微镜、能谱分析均证实活性炭表面覆盖了疏水薄膜且疏水改性对活性炭的孔隙结构影响小。实验结果表明,改性后的活性炭具有良好的选择吸附性。环境湿度的增加对活性炭吸附性能影响较小,随湿度增加活性炭对气态碘的吸附量仅下降了20.02%,而改性前的活性炭吸附量下降了78.26%,改性前后最大吸附系数差值为99.94 mg/g。气流温度、速度和压力对吸附性能产生一定影响,过高的温度和速度会使活性炭的吸附能力下降,压力的增加会使活性炭的吸附能力上升。     

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。     

椰壳类活性炭高温改性及吸附铝电解质熔盐中K~+的性能

利用SEM,ASAP2000M和FTIR对高温改性前后的椰壳活性炭的表面性能进行检测分析,并通过吸附铝电解质熔盐中K~+的实验对吸附动力学过程进行分析,研究高温改性对活性炭表面性能的影响和高温改性后活性炭吸附熔盐中K~+的性能.表面性能检测的分析结果表明,活性炭经过高温改性后比表面积由918 m~2/g提升至2 544 m~2/g,表面孔径分布得到优化,并且具有去除表面杂质的作用;同时,高温改性前后活性炭的表面官能团种类没有发生明显变化,说明高温改性后的活性炭能够在铝电解质熔盐中保持稳定的结构.吸附实验数据的分析结果表明,活性炭在铝电解质熔盐中吸附K~+的过程符合准二级动力学模型;并且,经35 min后达到吸附平衡,K~+最大吸附量为20.8 mg/g.     

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.     

膨润土的改性实验及表征

为提高膨润土对低浓度瓦斯的吸附性能,用质量分数3%的硫酸溶液和正二十四烷通过化学浸渍法对膨润土原土进行改性实验。对硫酸改性膨润土、正二十四烷改性膨润土、膨润土原土进行N2的吸附、比表面积、孔容和孔径测试。通过改性前后数据对比可知,改性后膨润土的吸附量、比表面积、孔容相应的增大,且硫酸改性膨润土的性能优于正二十四烷改性膨润土。改性后膨润土对CH4的最大吸附量为5.36 mmol/g,比改性前增加了3.72 mmol/g,增量明显。     

改性花生壳粉对Mn^2＋的吸附

以花生壳为原料,用甲醛和环氧氯丙烷为改性剂制备了甲醛和环氧氯丙烷改性花生壳粉吸附剂,并考察了其吸附Mn^2＋的影响因素即吸附溶液的pH、金属离子初始质量浓度、吸附时间等.结果表明：在10 g花生壳粉中分别加入1.25 mol/L的NaOH溶液80 mL和环氧氯丙烷30 mL,置于水浴锅中于40℃搅拌反应1 h,水洗干燥后得到环氧氯丙烷改性花生壳粉,用此改性的花生壳粉吸附Mn2＋的最佳条件为：pH值5.0、吸附30 min,用0.2 g环氧氯丙烷改性花生壳粉处理10.0 mg/L的Mn^2＋溶液25 mL吸附率可达100%,最大吸附量不低于29 mg/g;未改性花生壳粉和甲醛改性花生壳粉对Mn^2＋的吸附率仅为53%和43%,最大吸附量分别为5.96 mg/g和1.32 mg/g.     

活化剂种类对活性炭结构及性能的影响

以石油焦为前驱体,分别以KOH,NaOH,K2CO3和Na2CO3为活化剂通过化学活化制备活性炭,采用振实密度仪和全自动N2吸附仪研究活性剂对活性炭结构的影响,并以制备的活性炭为电极材料,l mol/LEt4NBF4/PC为电解液组装模拟电容器,采用LAND快速采样电池测试仪和电化学工作站考察不同活化剂对活性炭电化学性能的影响.研究结果表明:KOH具有最强的活化能力,其活化制备的活性炭具有较高的微孔含量和发达的孔隙结构,比表面积达2 362m2/g,孔容达到1.263 cm3/g,以其作电极材料,表现出良好的电容行为,质量比容量最高达到128.0 F/g,随着活化剂碱性的降低,活化能力大幅度降低,制备的活性炭比表面积和孔容急剧减小,K2CO3和Na2CO3不适合用作活化石油焦制备活性炭的活化剂.     

酸碱连续改性木质活性炭及其吸附水中苯酚的动力学研究

为了了解木质活性炭酸碱连续改性前后其表征变化及对水中苯酚的吸附机理,对市售木质活性炭进行先酸(12mol/L HCl)后碱(1mol/L NaOH)改性处理,测定了改性前后其表面灰分变化并进行了红外光谱(FTIR)分析,并对改性前后活性炭吸附水中苯酚的动力学进行了研究.结果表明,经酸碱改性后,活性炭表面灰分含量降低了37.5%;增加了活性炭表面官能团累积双键(=C=C=C=)和三键(-C≡C-)的数量;常温下,二级动力学模型能更好地模拟木质活性炭对水中苯酚的吸附过程.