KOH及ZnCl_2活化酒糟基活性炭吸附亚甲基蓝的对比研究

以KOH和ZnCl_2为活化剂,高粱酒酒糟为碳源,采用一步法制备了酒糟基活性炭。通过扫描电镜、X射线衍射、氮气吸附对制备的活性炭进行了表征,并考查了两种不同活性炭对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明不同活化剂活化制备的活性炭主要以无定形碳为主,石墨化程度较低;KOH活化的活性炭具有很高的比表面积,表面疏松多孔,其对水溶液中亚甲基蓝的吸附量可达2139.09 mg/g;相比而言,ZnCl_2活化的活性炭表面孔结构较少,比表面积较低,对亚甲基蓝的吸附量仅为KOH活化的活性炭的12%。然而,KOH对活性炭表面更加严重的刻蚀导致了更低的活性炭产率。因此,针对高粱酒酒糟基活性炭制备采用KOH活化,需要优化其工艺,提高活性炭的产率;用ZnCl_2活化应更加关注活性炭孔结构的构建,增加活性炭的比表面积。     

(NiO+CoO)/活性炭超级电容器电极材料的制备及其性能

以表面包覆7%Co(OH)2的球形Ni(OH)2为原料,在450℃热分解得到(NiO CoO)粉末,将其与活性炭(AC)按不同质量比混合均匀,得到超级电容器用(NiO CoO)/AC 复合电极材料.采用扫描电镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等方法对样品进行物理性能测试,用循环伏安(CV)法研究不同配比的(NiO CoO)/AC复合电极在6mol/L KOH 电解液中的电化学性能,并对复合电极材料模拟电容器与活性炭模拟电容器进行恒流充放电测试.研究结果表明在6 mol/L KOH电解液中,当复合材料中的(NiO CoO)质量分数为6%时,所制备的单电极比电容量最大,为240 F/g,比纯活性炭电极的比电容(约160 F/g)提高50%;复合电极模拟电容器具有较好的可逆性和电化学性能.     

玉米芯活性炭的CH_4/N_2吸附分离性能研究

煤层气中CH_4/N_2的吸附分离是变压吸附分离领域的难题之一,高性能吸附剂的制备是解决这一问题的关键。以玉米芯为原料,KOH为活化剂,采用一步炭化法制备得到玉米芯活性炭,并探究活化温度对活性炭孔结构、表面性质及CH_4/N_2吸附分离性能的影响。采用FTIR,SEM,XPS,N_2吸附-脱附等方法对活性炭的元素组成、孔结构和表面性质进行表征,并采用Freundlich等温式对25℃下活性炭的CH_4和N_2吸附等温线进行拟合。结果表明,随着活化温度的升高,活性炭比表面积、微孔比表面积和微孔孔容均增加,而表面含氧官能团的含量有所下降。在25℃,100 kPa条件下,活性炭对CH_4和N_2的吸附量与0.47～0.90 nm的微孔孔容有关;而CH_4/N_2平衡分离比与V_(0.47～0.55 nm)/V_(0.47～0.90 nm)和表面含氧官能团的含量有关。活性炭AC-T700具有最高的CH_4吸附量(35.3 cm~3/g),同时CH_4/N_2平衡分离比达到3.5.     

黄芪废渣活性炭的制备及其对 Cu2+和Cd2+的吸附特性

以黄芪废渣(AS)为原料,用KOH为活化剂制备黄芪废渣活性炭(ASC)并用于对水溶液中Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附.考察了KOH质量浓度、活化时间、活化温度和浸渍比(活化剂体积(mL):黄芪废渣质量(g))等因素对黄芪废渣活性炭碘吸附值和得率的影响;通过扫描电子显微镜、比表面积测定和X射线衍射等方法对黄芪废渣活性炭进行表征.结果表明,在KOH质量浓度为20%,浸渍比3∶1,温度为600℃,活化炭化时间为80 min时,制备的黄芪废渣活性炭的比表面积为1 519.53 m~2·g~(-1),对重金属离子Cu~(2+)和Cd~(2+)在20℃,pH分别为5.0和6.0时饱和吸附量分别为1.98和1.04 mmol·g~(-1).     

表面改性活性炭的制备及其去除污水中Cd~(2+)的试验研究

以花生壳生物质炭(PSB)为原料,采用KOH活化法制备了比表面积为461 m2·g-1的花生壳活性炭(K-PSB),利用氮气吸附脱附等温线、SEM等对样品进行了表征,并将孔隙结构发达的花生壳活性炭用于重金属Cd2+的吸附,考察反应时间、溶液p H值、花生壳活性炭的投加量等对Cd2+吸附的影响。结果表明:随着吸附时间的推移,Cd2+的吸附量逐渐增加直至达到平衡,当Cd2+浓度为50 mg·L-1,PH值等于6,投加量为1 g·L-1时,花生壳活性炭对Cd2+的吸附效果最佳;该吸附是一个吸热反应,随着温度的增加,吸附量逐渐增大。     

酸角壳基活性炭的制备及其吸附与电化学性能研究

以生物质废弃物酸角壳为原料,通过KOH活化制备酸角壳基活性炭(HHC),采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜表征。酸角壳基活性炭吸附亚甲基蓝(MB)的研究表明：吸附是自发进行,吸热,增加混乱度有利于吸附进行;准二级吸附动力学方程及Langmuir等温吸附模型能较好拟合吸附过程。以3 mol/L KOH为电解液,在三电极体系下测定HHC制备的超级电容器电极的循环伏安、恒流充放电、循环性能和交流阻抗。结果显示,电流密度为5 A/g时,首次放电比电容为100 F/g,循环20次后容量保持率为100%,具有较好的循环性能,适合用作超级电容器电极材料。     

PAN基中空活性炭纤维的制备及性能研究

讨论了用聚丙烯腈（PAN）基中空纤维为原料，采用KOH活化法制备中空活性炭纤维（ACHF）的活化过程。考察不同KOH质量浓度对中空活性炭纤维性能的影响。测量了比表面积和得率，孔径分布，用碘吸附值、亚甲基兰吸附值测定了中空活性炭纤维的吸附性能，用SEM观察了其表面结构。结果显示，KOH活化法得到的中空活性炭纤维具有窄的孔径分布，较大的比表面积和较高的得率。     

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．     

电导法研究固体自溶液中的吸附

用电导测定法研究固体自溶液中吸附电解质吸附质的可能性,发现在室温下,有机酸的pka≤2.0时,其水溶液的电导率与浓度在一定范围内具有良好的线性关系。研究了活性炭自溶液中对乙二酸的吸附,从饱和吸附量所计算出的活性炭的比表面S值与文献值相等。     

不同活化方式制备碳电极材料的电化学性能

以碳化后的中间相沥青为原料,分别采用化学活化和物理-化学联合活化工艺制备了超级电容器用活性炭电极材料,对不同活化方式制备的活性炭电极材料的微晶结构、孔径分布、比电容量、循环伏安和交流阻抗特性进行了比较.实验结果表明:采用物理-化学联合活化工艺制备的活性炭电极材料具有更理想的微晶结构和中孔含量.活性炭电极材料的结构与孔隙分布对电性能有明显影响,采用联合活化方式制备的电极材料具有较高的面积比容量、较好的功率特性及较理想的电容特性.