木棉基活性炭纤维的制备及其对挥发性有机物的吸附性能

以木棉纤维为原料,采用NaOH、ZnCl2化学活化法在450℃处理后制备得到木棉基活性炭纤维样品。利用扫描电镜、X射线衍射分析、拉曼光谱及低温氮气吸脱附对木棉基活性炭纤维的结构进行了表征和测定,结果表明：所制备的木棉基活性炭纤维由无定形碳组成,具有丰富的微孔结构,比表面积达到1397 m2/g。将通过上述方法获得的木棉基活性炭纤维在30 ℃条件下对低沸点二氯甲烷及常见挥发性有机物(VOCs)中苯、甲苯进行吸附性能评价,由吸附穿透曲线计算获得这3种VOCs的吸附量分别为130 mg/g、350 mg/g、479 mg/g。进一步考察了木棉基活性炭纤维的再生性能及在不同温度下对二氯甲烷吸附穿透曲线的影响,发现随着吸附温度升高,穿透时间提前,吸附容量随之下降;在温度为20 ℃时,木棉基活性炭纤维对二氯甲烷的吸附量可达179 mg/g。     

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。     

活性炭材料的孔径结构对SO_2吸附性能的影响

为了研究在常温下活性炭材料孔径结构及材料形态对SO2吸附性能的影响,以5种不同孔径结构的沥青基活性炭纤维及活性炭颗粒为材料,通过吸附动力学模型的拟合,考查了活性炭孔径结构及材料形态与SO2吸附速率的关系.结果表明:较小的微孔径结构更有利于SO2的吸附;不同孔径结构的活性炭材料对SO2的吸附均符合Bangham动力学过程,活性炭纤维的吸附速率随孔径的增大而增大;活性炭颗粒因其形态结构的差异,吸附速度较活性炭纤维慢,吸附效果相对较差.     

改性活性炭负载铁氧化物及其对Pb~(2+)的吸附特性

用过硫酸盐预处理活性炭,然后用化学沉淀法联合超声技术制备出磁性活性炭.该磁性活性炭具有比表面积高、官能团丰富和磁性能好等优点,其磁性活性炭比表面积为646.81 m~2/g,孔径为2.11 nm,孔容为0.33 m~2/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Pb~(2+)的吸附量,结果表明磁性活性炭对Pb~(2+)的饱和吸附量为68.925 mg/g,远超过活性炭对Pb~(2+)的吸附量(30.125 mg/g),显示出磁性活性炭对水溶液中Pb~(2+)优异的吸附性能.     

活性炭纤维吸附处理喹啉废水的实验研究

粘胶基活性炭纤维(ACF)经微波辐射处理后,通过低温氮气吸附法测定了比表面积SBET,用扫描电镜(SEM)表征了其显微结构,研究了活性炭纤维对喹啉模拟废水的吸附特性.结果表明,经微波辐射后的活性炭纤维其BET表面积由213.8 m2/g,增加到1 917.9 m2/g,ACF表面粗糙,增加了许多新的烧蚀点;对喹啉废水的吸附符合Freundlich吸附等温式;改性后的ACF吸附速率加快,20 min就达到吸附平衡.pH＞8吸附率显著降低.吸附穿透实验表明,喹啉入口速率越大,浓度越高,其出水浓度越高,微波再生后的ACF仍有较好的吸附性能.     

新型ACF可见光催化剂的制备与比较机理研究

利用水合肼还原法制备Cu2O,并向溶液中投入TiO2粉末的方法制备的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-1),与经过水合肼还原法制备的Cu2O,溶胶凝胶法制备的Ti O2混合的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-4),在反应设备中进行吸附脱除NO实验对比,证明前者吸附效率高而选择ACF-1进行下一步调整,水合肼还原法制备Cu2O过程中,先后对TiO2投入量的不同,和ACF负载时间不同进行调节,在反应设备中进行脱除NO实验,最后选定由Ti:Cu=0.5:1,负载时间为50min条件下制备的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-1),并对ACF-1与ACF-4进行XPS表征,分析改性前后ACF表面元素含量和官能团的变化。研究表明,改性后ACF表面官能含量增加,增强了ACF对NO吸附能力,使脱硝效率达61%。     

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.     

油茶壳基活性炭的微波制备及其对U(Ⅵ)的吸附

以油茶壳为原料,氯化锌为活化剂,采用微波活化制备油茶壳基活性炭。通过测定活性炭的碘吸附值,探究了氯化锌活化剂质量浓度、微波辐照时间、活化剂浸渍时间对所制备活性炭吸附性能的影响;并将制得的最优活性炭进行铀吸附实验,通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、能谱分析(energy dispersive spectrometer,EDS)、傅里叶红外光谱分析(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)对油茶壳基活性炭进行表征,探讨其吸附铀的机理。实验结果表明:采用700 W的微波功率,当氯化锌活化剂质量浓度为300 g/L,活化剂浸渍时间为24 h,微波辐照时间为90 s时,所制得油茶壳基活性炭碘吸附值为769.9 mg/g;在溶液pH=6、初始铀质量浓度为5 mg/L、油茶壳基活性炭投加量为1 g/L、吸附时间为6 h时,油茶壳基活性炭对铀的吸附率为98.75%,铀的吸附量为4.94 mg/g。油茶壳基活性炭对U(Ⅵ)的吸附是一种以物理吸附、活性炭表面的-COOH、-OH等官能团与铀酰离子的络合作用并存的吸附方式。     

A型分子筛/活性炭纤维复合材料的制备与吸附性能研究

为获得一种具有高效吸附性能的微孔吸附材料,以黏胶基活性炭纤维为基材,采用溶胶-凝胶水热合成法制备了A型分子筛/活性炭纤维复合材料。通过XRD、SEM、N2吸附等测试方法对该材料的晶体结构、形貌和孔隙结构进行表征,通过复合材料对低浓度二氯甲烷气体的吸附研究,系统考察了晶化温度和晶化时间对复合材料吸附性能的影响。结果表明:与活性炭纤维基材相比,分子筛/活性炭纤维复合材料的吸附性能有所提高。晶化温度和晶化时间对复合材料的吸附性能影响显著,当晶化温度为100℃、晶化时间为6h时,复合材料对二氯甲烷表现出最佳吸附性能。     

中温煤沥青悬浮法制备球形活性炭的研究

以软化点为85 ℃、0.30～0.45 mm的中温煤沥青颗粒为原料，采用悬浮法制备沥青球，采用混合氧化法（HNO3液相氧化和O2气相氧化）对沥青球进行不熔化处理. 不熔化沥青球经过炭化、CO2活化法制备沥青基球形活性炭. 采用SEM、TG/DTG、FT-IR对沥青球进行表征. 结果表明，采用悬浮法制备的沥青球表面光滑、平均球形度0.981、粒径分布集中，0.30～0.45 mm的沥青球质量占比超93%. 活化温度940 ℃，保温6 h制得的沥青基球形活性炭的BET比表面积为1 545 m2/g、微孔率为75.30%.     

化学活化法制备酚醛基活性炭纤维及其吸附性能

以酚醛纤维为原料、KOH为活化剂,采用化学活化法制备酚醛基活性炭纤维（PACF）,并以亚甲基蓝（MB）染料溶液作为吸附对象,对其吸附性能和吸附机理进行研究,同时采用扫描电子显微镜和比表面积及孔隙度分析仪对其微观形貌和比表面积及孔结构进行分析。结果表明：所制备的PACF得率高达47.01%,比表面积为1 378.48 m2/g,总孔容为0.60 cm3/g,平均孔径为1.52 nm,微孔率为90.62%,是一种以微孔为主的多孔性高吸附材料。当MB染料溶液的初始质量浓度为300 mg/L、pH为5时,最有利于PACF对其吸附,此时吸附量高达468.52 mg/g。吸附平衡和吸附动力学研究表明：PACF对MB染料溶液的吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。此外,颗粒内扩散模型分析表明：外扩散和粒子内扩散都是PACF对MB染料分子吸附过程速率的控制步骤。     

Al2O3修饰Ni/TiO2催化剂上甲烷干重整反应

通过Al2O3修饰的Ni-TiO2-Al2O3干凝胶催化剂,该催化剂在973K条件下焙烧10h后比表面积为363m2/g。孔分布介于2.5～2.7nm之间。采用BET和X-射线衍射考察了Al2O3组份对Ni/TiO2催化剂的影响。结果表明,Al2O3的加入使催化剂颗粒度变小,镍的分散度提高,抑制了Ni/TiO2催化剂的积碳,从而明显的提高了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上甲烷和二氧化碳重整反应的活性和稳定性。     

核桃壳真空化学活化制备活性炭

采用真空化学活化法,以核桃壳为原料,氯化锌为活化剂制备活性炭,探讨体系压力、活化温度、浸渍比对活性炭比表面积、孔径分布、碘值和亚甲基蓝值以及表面性质的影响。研究结果表明,30 kPa时制备的活性炭其比表面积和总孔体积比常压条件时分别提高了27%和25%;在低压条件下有利于微孔的形成,在高浸渍比的条件下有利于中孔的形成。在体系压力为30 kPa,活化温度为450℃,浸渍比为2.0时,所得活性炭的BET比表面积为1 800 m2/g,总孔体积为1.176 cm3/g,等电点为9.15,碘吸附量为1 050 mg/g,亚甲基蓝吸附量为315 mg/g。     

Al2O3修饰Ni／TiO2催化剂上甲烷干重整反应

通过Al2O3修饰的Ni-TiO2-Al2O3干凝胶催化剂，该催化剂在973K条件下焙烧10h后比表面积为363m^2／g。孔分布介于2．5～2．7nm之间。采用BET和X-射线衍射考察了Al2O3组份对Ni／TiO2催化剂的影响。结果表明，Al2O3的加入使催化剂颗粒度变小，镍的分散度提高，抑制了Ni／TiO2催化剂的积碳，从而明显的提高了Ni-TiO2-Al2O3催化剂上甲烷和二氧化碳重整反应的活性和稳定性。     

大麻杆活性炭对染料吸附性能的研究

以天然大麻杆为原料,采用磷酸活化法制备大麻杆活性炭。利用低温氮吸附对样品的比表面积与孔结构进行了表征,并利用亚甲基蓝与甲基橙两种染料对活性炭在液相中的吸附行为进行了研究。结果表明,样品的比表面积与中孔孔容随着活化温度的升高而增大,在500℃时达到最大值1325.73m2/g,随后由于磷酸过度活化导致结构坍塌致使各参数有所降低;在25℃下,大麻杆活性炭对亚甲基蓝与甲基橙的吸附等温线均遵循Langmu ir方程,单层吸附量分别达到471.698mg/g和363.64mg/g,吸附量主要受微孔孔容、染料分子尺寸及染料分子与活性炭表面作用力三者的共同影响。吸附动力学能够很好的符合准二级动力学方程,且亚甲基蓝的吸附速率高于甲基橙。     

色谱法测定低比表面积的研究——低温动态氪吸附法

以氪为吸附质,进行了文题的研究。结果表明:当样品管容积小于15cm~3时,在BET相对压力范围内热扩散效应可以忽略;试样的表面积小于0.5m~2对,20分钟即能达到吸附平衡;比表面积为0.01—5m~2/g的试样都能得到接近高斯分布的峰形,不出现反常峰,具有良好的BET直线。     

高浓度氯化钙水热环境下氢氧化镁颗粒生长行为研究

以石灰乳-卤水法制备的氢氧化镁为原料,对不同水热环境下高浓度氯化钙对氢氧化镁颗粒形貌的影响进行了研究。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和氮气吸附比表面积分析仪(BET)对产物的比表面积和形貌进行表征。结果表明,较高的温度和高浓度氯化钙的存在有利于晶体的发育生长,其产物的分散性较好,粒径均匀并呈六方片状晶体,比表面积由22.17 m2/g变为14.84 m2/g。对水热条件下氯化钙对晶体生长的作用进行了机理分析,CaCl2的存在使得氢氧化镁基元在晶体表面横向叠加,促进了六方片状氢氧化镁颗粒的生成,并提出氢氧化镁颗粒的最稳定晶型为六方片状。     

沉淀法合成三硅酸镁粉体的孔结构及吸附性能

以Na2O.nSiO2和Mg(NO3)2为原料,经沉淀法合成得到三硅酸镁。采用BET、吡啶吸附和亚甲基蓝吸附等表征手段,考察了不同加料顺序和不同活化方法对样品孔道结构、表面酸性及吸附性能的影响。结果表明,滴定顺序对样品的表面织构有明显影响,Mg(NO3)2溶液滴入Na2O.nSiO2溶液合成的样品为微孔材料,主要为3 nm以下的微孔,比表面积达568.93 m2/g,孔容为0.3524 cm3/g;Na2O.nSiO2溶液滴入Mg(NO3)2溶液合成的样品为大孔材料,比表面积为179.40 m2/g,孔容为0.8350 cm3/g;各样品孔径均呈多峰分布;煅烧和酸化均可提高样品的表面酸量;各样品的亚甲基蓝吸附量与表面织构规律并不完全相同,表明孔道结构并不是影响样品吸附性能的唯一因素,酸活性位点的数量、强弱以及种类对样品的吸附性能均有一定影响。     

玉米芯活性炭的制备及储气性能

天然气、氢气、二氧化碳等气体的吸附研究在洁净气体代油燃料的强化存储、温室气体减排、大气治理等方面具有重要意义,其重点内容是高效吸附材料的开发．以玉米芯为原料,采用磷酸活化法制备了含有较高中孔比例的活性炭,其比表面积达到1,610,m2/g,孔容为1.72,cm3/g,中孔体积达到1.14,cm3/g,占孔容的66％．测定了H2、N2、CH4和 CO2在该吸附剂上的吸附等温线．在0.4,MPa 时,CO2对 CH4的选择性达到2.76,对 N2的选择性达到7.63,对 H2的选择性达到42.31,具有良好的分离应用前景．测定了水存在条件下甲烷在该活性炭上的吸附等温线,由于孔尺寸有利于甲烷水合物的生成,因此甲烷吸入量较在干燥吸附剂上提高了82％．根据克劳修斯-克拉佩龙方程计算了甲烷水合物的生成焓为-64.37,kJ/mol．     

山竹壳活性炭的制备与吸附性能研究

以山竹壳为原料,采用氢氧化钾活化法制备了不同碱炭比的活性炭,通过扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)等对活性炭进行了物理性质表征.最优活性炭的比表面积高达2 96153 m2/g.对其进行罗丹明B和铅离子的吸附实验,并进行Langmuir和Freundlich吸附模型拟合,结果表明,山竹壳活性炭对罗丹明B的吸附更符合Langmuir吸附等温模型,而铅离子的吸附符合2种吸附模型.另外,该活性炭对罗丹明B和铅离子的饱和吸附量分别达到1 22218 mg/g和10707 mg/g.