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．     

天然气吸附用活性炭-膨胀石墨复合吸附剂试制

为减弱天然气吸附（ANG）存储过程中的热效应,采取提高吸附剂热导率的技术路线,通过采用正交试验设计法,研制活性炭和膨胀石墨复合吸附剂,并由储罐吸附床典型部位在充放气过程的温度变化,校验复合材料的有效性。结果表明,活性炭比表面积为2074 m2/g时,选择活性炭与膨胀石墨质量混合比例1∶1、膨胀石墨制备时间30 s、制备温度600 ℃、成型压力9 MPa时制备复合吸附剂的热导率最大。设计容积为1385 mL的扁平形储罐,在充放气速率为15 L/min,最大充气压力为3.5 MPa条件下,吸附床填充复合吸附剂时,储罐中心温度波动将减少约12 ℃,应用活性炭-膨胀石墨复合吸附剂能减弱吸附热效应。     

超临界吸附及气体代油燃料技术研究进展

在超临界吸附研究中,提出从过剩吸附量确定绝对吸附量的方法,将传统的吸附理论模式扩展到超临界吸附,成功地解释了所有超临界吸附的实验数据,并促进了气体代油燃料技术研究的进展.应用所提出的理论分析氢在碳纳米管上的吸附数据,阐明了碳纳米管的储氢机理,并重新解释了氢在超级活性炭上的吸附数据,发明了用湿活性炭储存天然气新方法.将作为储气吸附剂的超级活性炭的制备时间降低到原来的1/8,发明应用储气吸附剂的新变压吸附提氢方法和天然气管网下游调峰技术,显著提高了CH4/N2分离系数,使变压吸附脱甲烷成为可能.     

用活性炭纤维吸附天然气的研究

介绍了天然气的吸附存储原理、吸附剂的选择及其制备方法、吸附剂的表面修饰改性,得出了活性炭纤维是一种较为理想的吸附剂,同时对影响活性炭纤维吸附性能的有关因素进行了分析,最后对天然气储罐设计时要注意的一系列问题进行了分析.     

剩余污泥制备活性炭吸附剂及其吸附性能研究

笔者以城市剩余污泥和花生壳为原料,通过化学活化和高温热解的方法,制备出污泥、污泥-花生壳吸附剂并对其吸附性能进行了研究﹒通过单因素实验,考察了不同活化温度、活化时间、活化剂浓度、浸渍比、原料配比等因素对活性炭吸附性能的影响,确定出污泥制备活性炭吸附剂的最佳工艺参数﹒正交试验结果表明:ZnCl_2浓度为5 mol/L、温度为500℃、活化时间为2 h、浸渍比为1︰1、原料配比为2︰1时,制得的活性炭吸附性能最佳,碘吸附值为781.05 mg/g,吸附剂产率为14.35%﹒与污泥吸附剂相比各项性能有明显提升﹒     

船舶机舱含油污水用活性炭试制

为了开发适用于船舶机舱含油污水处理用的吸附剂,研究了以酚醛树脂为碳源、氢氧化钾为活化剂和以蔗糖为碳源、磷酸为活化剂制备活性炭的工艺。通过单因素优化法,对比了剂料比(氢氧化钾质量/酚醛树脂质量、磷酸质量/蔗糖质量)、活化温度、活化时间变化对制备试样乳化油动态吸附性能和静态吸附容量的影响。结果表明,在剂料比和活化温度分别取4∶1和2.5∶1、650℃和550℃时,经2 h活化,制备试样的比表面积和中孔容积比率分别为1402 m~2/g和1005 m~2/g、76.4%和64.7%,对乳化油的最大吸附量约71.1 mg/g和57.6 mg/g。由氢氧化钾活化法制备的活性炭更适用于船舶机舱含油污水的处理。     

用于定容储存天然气的活性炭吸附剂的研制

用循环活化法制备了用于天然气定容储存的活性炭吸附剂。考察了活性炭的失重率、堆密度、比表面、孔径分布及灰分含量随活化次数的增加而变化的情况。提出了对于定容吸附储存,吸附剂比表面大小的比较应以单位体积吸附剂的比表面为基准。     

几种吸附剂对氟的吸附特性的研究

采用静态吸附法研究了活性氧化铝、活化沸石、活性炭、粉煤灰4种吸附剂对氟的吸附特性.结果表明,4种吸附剂的吸附容量均随F-初始浓度或平衡浓度的升高而增大;活性氧化铝和活化沸石的除氟率均随F-初始浓度的增加而明显下降,活性炭的除氟率基本保持稳定,粉煤灰的除氟率随F-初始浓度的增加而略微下降.Henry型吸附等温式能够很好的描述活性碳对氟的吸附,能够较好的描述粉煤灰对氟的吸附,但不能描述活化沸石和活性氧化铝对氟的吸附.Freundlich型吸附等温式能够良好的描述四种吸附剂对氟的吸附,各吸附剂的相关系数达极显著水平或显著水平.Langmuir型吸附等温式能够很好的描述四种吸附剂对氟的吸附,各吸附剂的相关系数均达极显著水平.     

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.     

多孔介质及盐度对甲烷水合物相平衡影响

为模拟自然界天然气水合物的合成与分解条件,开发了研究多孔介质中甲烷水合物相平衡特性的实验装置,利用恒定容积法测定了孔隙尺寸、盐度等对甲烷水合物相平衡条件的影响.结果显示多孔介质中甲烷水合物容易生成,诱导时间短.随着孔隙尺寸的增加,甲烷水合物相平衡曲线右移;随着盐度的增加,甲烷水合物相平衡曲线左移;盐度水平和孔隙尺寸水平...     

晋城超低灰无烟煤制备高比表面积颗粒活性炭的试验研究

以晋城无烟煤为原料,先经浮选和酸洗脱灰,得到灰分1.2%的超低灰无烟煤,再将其与活化剂KOH按比例混合、粘结成型,并经活化处理制备高比表面积活性炭。主要考查了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭比表面积及收率的影响。结果表明,晋城超低灰无烟煤制备高比表面积活性炭的最佳工艺条件为:碱炭比5∶1,活化温度800℃、活化时间1 h,活性炭的BET比表面积为1 800.71 m2/g,孔径大小分布于0.3～5 nm之间,以微孔为主。     

Mangosteen peel-derived activated carbon for supercapacitors

This work reports the effects of activation temperatures on the porous development and electrochemical performance of activated carbons. Herein, activated carbons were prepared from the biowaste of mangosteen peel by using KOH activation at temperatures of 400, 600, and 800 ?°C. The results demonstrate that the specific surface area increases with increasing the activation temperatures in which the well-developed porous structure after KOH activation at 800 ?°C provides the highest specific surface area of 1039 ?m² ?g^?1. At 600 ?°C, the activated carbon delivers the highest specific capacitance value of 182 ?F ?g^?1 ?at a current density of 0.5 ?A ?g^?1 in 3 ?M KOH aqueous electrolyte. This is correlated well with its high micropore fractions (99%). Moreover, it was found that the activation temperature changes the major contribution of oxygen-containing functional group on surface of activated carbon, which is beneficial for the enhancement of the specific capacitance value of activated carbon at the temperature of 600 ?°C. This work suggests that the activation temperature is a key to optimizing the electrochemical performance of activated carbons. Overall, our activated carbons can be considered as a strong candidate for use as electrode materials in supercapacitors.     

废植物炭制活性炭的研究

研究废植物炭制活性炭的可行性及效果,探讨了以水蒸汽为活化介质时活化工艺条件对活性炭吸附性能的影响,确定了最佳活化工艺条件,并对活性炭的孔结构进行了分析探讨。结果表明,利用废植物炭制活性炭是可行的,得到的活性炭具有较高的吸附性能和丰富结构。废植物炭的种类和灰发含量决定其活性炭的吸附性能。活化后活性炭表面积的增加主要源于其微孔表面积的增加。     

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。     

氢氧化钾活化法制备淀粉活性炭电极材料

以KOH为活化剂、氧化交联淀粉为原料制备了超级电容器用电极材料.最佳工艺条件是:活化温度850℃,活化保温1.5 h,碱炭质量比为2∶1.在该条件下制备的淀粉活性炭具有较高的比表面积(1 493.9 m2/g)和高比容量(218 F/g).通过氮吸附表征其孔结构.以其作为电极材料组装在模拟超级电容器中进行充放电性能和循环伏安法测试,在300 mg/g KOH水系电解质溶液、较高电流密度下,最佳制备工艺条件下所制备的活性炭表现出较好的电容特性.     

新型明胶基碳纳米管骨架活性炭的制备

催化裂解法制备的碳纳米管(CNTs)经混酸纯化后,均匀分散到明胶的溶液中,用乙醇析出得到明胶/碳纳米管海绵前驱体,再通过炭化、氢氧化钾活化处理制备出明胶基碳纳米管骨架活性炭.采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的表面形貌进行表征,结果显示:碳纳米管能够很好地被明胶包覆,并均匀分散在整个基体中.比表面和孔结构测试结果表明:随着碳纳米管含量的增大,活性炭样品比表面积和总孔容先增大后减小.此外,还对明胶基碳纳米管骨架活性炭孔结构的形成机理进行了分析讨论.     

褐煤基中孔磁性活性炭的制备

以宝日希勒褐煤为原料、Fe3O4为磁性添加剂,采用水蒸气活化法制备磁性活性炭.考察Fe3O4添加量、活化温度、活化时间和水蒸气通量对活性炭孔结构发育的影响,采用振动样品磁强计（VSM）对活性炭的磁性能进行表征.结果表明：随着Fe3O4添加量的升高,活性炭的磁性能逐渐增强,当Fe3O4的添加量达到6 g/100 g煤时,活性炭的比磁化率达到20.162×10^-7 m^3/kg,满足强磁场磁选回收的要求;Fe3O4添加降低了活性炭的烧失率,从而影响孔结构发育;活性炭的亚甲蓝值和碘值随着活化温度的升高而增大,至烧失率为71.92％时,活性炭的孔结构仍处于发育阶段;而活化时间和水蒸气通量增大使得碘值和亚甲蓝值先增大后减小,并在烧失率50％ ～60％处出现峰值;添加Fe3O4能促进磁性活性炭的中孔发育,在烧失率相近的情况下,100 g煤中添加6g Fe3O4可以得到比表面积、中孔孔容和中孔率分别为509.14 m^2/g、0.241 cm^3/g和58.1％的磁性活性炭样品.     

碘值,亚甲基蓝及焦糖脱色力与活性炭孔隙结构的关系

分析测定了原料及活化方法不同的几种活性炭的常规性质和孔隙性质，研究了活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝脱色力及焦糖脱色力与活性炭孔隙结构之间的关系，得知活性炭对这３种物质的吸附能力，取决于其孔隙结构中半径０．５５ｎｍ附近、０．８ｎｍ附近及１．４ｎｍ以上孔隙的发达程度。     

碱炭比对活性炭孔结构及电容特性的影响

以酚醛树脂为原料、KOH为活化剂制备双电层电容器用高比表面积活性炭．考察KOH与酚醛树脂炭的质量比对所制得的活}生炭的吸附性能、孔径分布和比电容的影响．实验结果表明,随着碱炭比的增大,所得活性炭的BET比表面积、总孔容积和中孔容积不断增大,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值也不断增大,比电容则先增大后减小并在碱炭比为4时达到最大值74．2F／g．以这种高比表面积活性炭组装成的电容器具有良好的充放电性能和循环性能,既能在大电流下快速充放电也能在小电流下缓慢充放电。