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．     

活性炭纤维孔结构和表面含氧官能团对甲醛吸附性能的影响

通过对活性炭纤维(ACF)进行热处理和氧化改性得到具有不同比表面积、孔结构以及含氧官能团的ACF样品,并对这一系列样品进行甲醛吸附研究。实验结果表明,沥青基活性炭纤维(P-ACF) OG-5A具有最小的比表面积和孔容,具有最大的甲醛穿透容量。通过回归分析表明,ACF样品的甲醛穿透容量主要由孔径为0.9～1.8 nm的孔的比表面积和孔容来决定,而不是取决于总比表面积和总孔容。P-ACF OG-7A的氧化改性显著提高了样品的甲醛吸附能力,其中浓HNO_3改性后提升效果最为明显,改性后穿透容量为58.21 mg/g,是未改性样品穿透容量的2.5倍。氧化改性ACF表面含氧量的增加使得甲醛吸附能力增强,进一步通过Boehm滴定实验和回归分析表明酸性含氧官能团(酚羟基、内酯基、羧基等)数量的增加是ACF样品甲醛吸附能力提升的主要原因。酸性含氧官能团富含C=O、C-OH等亲水基团,对甲醛的吸附十分有利。     

复合氧化改性活性炭的物性及其对甲苯的吸附性能

利用4种化学试剂(HNO3溶液、NH3溶液、H2O2溶液与Fe(NO3)3溶液)对商业活性炭进行化学氧化改性。在含5%氧气和95%氮气的混合气体中,对改性活性炭进行热复合氧化改性。采用热重分析仪、孔隙分析仪、傅里叶红外分析(FTIR)与Boehm滴定对活性炭结构与表面基团进行测试,并利用改性活性炭对甲苯进行等温吸附实验。研究结果表明:强氧化剂预处理活性炭有助于热复合氧化改性中活性炭微孔孔容的增大;活性炭表面含氧基团由化学氧化改性和热复合氧化改性共同作用产生,热改性温度较低时,其主要由化学氧化改性生成,温度较高时,酸性基团主要来源于氧气与活性炭表面的氧化反应;酸性基团的存在能够促进活性炭吸附甲苯;控制合理的热复合氧化改性条件,既可以增加活性炭表面酸性基团,又可扩充微孔孔容,从而综合提升活性炭对甲苯的吸附能力。     

表面改性活性炭对CO2的吸附性能

研究了用H2O2,HNO3加醋酸铜溶液进行表面改性后的活性炭对CO2的吸附性能,分析了改性前后活性炭的表面化学性质,测定了273 K下的吸附等温线,用D-A方程对吸附等温线进行了很好的拟合,探讨了表面改性对活性炭表面化学性质的影响及其表面化学性质与吸附性能之间的关系.     

粉末活性炭对水中重金属离子的吸附性能研究

活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料,在污水净化领域具有广泛的应用价值.根据单一变量原则,研究了粉末活性炭对水中重金属离子Cr(VI)、Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的吸附作用.实验结果表明,粉末活性炭能有效去除3种重金属离子,且去除效果受温度、吸附时间、活性炭用量、溶液p H值的影响.随着活性炭用量、温度或吸附时间的增加,3种离子的去除率先增后减,而溶液p H值增加时,Cu(Ⅱ)离子的去除率几乎不变,Cr(VI)和Fe(Ⅲ)离子的去除率却逐渐降低.吸附时间超过30 min时,粉末活性炭对3种离子中的Cu(Ⅱ)离子去除效果最好,去除率达90%以上.Cu(Ⅱ)离子的去除最优条件为40℃(温度)、30 min(吸附时间)、0.15 g(活性炭用量)和2.0(p H).     

玉米芯活性炭改性及其对CO_2吸附性能

研究了提高玉米芯活性炭对CO2气体吸附性能的方法和途径,对自制的玉米芯活性炭进行了氧化改性和还原改性.改性后C元素质量分数都减少了10%左右.经硝酸和硝酸盐氧化改性后其表面含氧官能团明显增多;经碳酸盐碱性还原改性后引入了CO2-3根;经氨水碱性还原改性后引入了大量氨基基团,表明成功地对制备的玉米芯活性炭进行了氧化和还原改性.其中,利用Ca(NO3)2改性后样品对CO2的吸附量比改性前提高了21.2%;经过Na2CO3改性后样品对CO2的吸附量提高了28.5%.因此,制备的玉米芯活性炭经过Na2CO3改性后更有利于其应用于CO2吸附分离.     

浓硫酸氧化处理对活性炭电容特性的影响

采用高浓度硫酸对椰壳活性炭（AC）和杏壳活性炭（LAPC）进行液相氧化改性处理,分别得到ACN和LAPCN两样品。在质量浓度为30％的KOH电解液中,50mA／g电流密度下,氧化后的椰壳炭和杏壳炭的质量出电容与未氧化样品相比增幅均在35％以上。运用低温N2吸附．XPS表征表面性质。结果表明,高浓度H2SO4处理会降低材料比表面积和孔容,而对灰分含量和孔径分布的影响很小,且材料表面氧含量也提高了。因此,含氧官能团的增多,由其产生的赝电容随之增大,进而提高了材料的电容性能。     

微波改性对活性炭及其甲醇吸附的影响

分别在600,700和800℃下对活性炭进行微波辐照加热改性.采用比表面积及孔径分析仪、Boehm滴定、傅立叶转换红外光谱对活性炭的物化性质进行表征.并且在10℃下以甲醇为吸附质进行固定床吸附实验.研究表明: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,活性炭表面酸性基团大量分解,碱性基团逐渐形成.Langmuir方程和Freundlich方程均能较好的描述甲醇在活性炭上的吸附.准二阶动力学方程最适合描述甲醇的动态吸附过程,说明甲醇吸附是一个物理和化学复合的吸附过程,吸附受到活性炭表面官能团的影响.颗粒内扩散模型拟合结果分为3个线性阶段:表面吸附阶段、渐近吸附阶段和吸附平衡阶段.微波改性后活性炭对甲醇的吸附能均增大,吸附能与活性炭表面含氮官能团总量成正比.     

聚合物吸附剂的改性及其对重金属离子的吸附性能

根据最新文献报道,阐述了高聚物重金属离子吸附剂的合成及改性研究进展,尤其对改性聚合物对隔、铅、铜和汞等重金属离子的吸附性能进行了论述,归纳总结了影响吸附剂吸附性能的重要因素．指出化学改性法引入螯合基团是制备高性能重金属离子吸附剂的有效方法．这类吸附剂对重金属离子的吸附能力较强,对铅离子、汞离子和隔离子的吸附容量最高分别可达211、155和147mg／g．     

改性纤维素吸附剂的制备及其对重金属离子的吸附

纤维素中含有许多亲水性的羟基基团，通过羟基的衍生化反应，可以将其制备成重金属离子的吸附剂。本文首先介绍了改性纤维素吸附刺制备的原料、步骤，接着阐述了改性纤维素吸附重金属离子的机理，最后探讨了影响改性纤维素吸附的一些因素。     

蒙脱石的内源柱撑及其对重金属的吸附性能研究

以市售膨润土为原料,采用先铝化再滴碱的方法制备了柱撑蒙脱石,并探讨了浆固含量、反应时间、pH值和反应温度等因素的影响。结果表明,蒙脱石柱撑后层间距可增大至1.905 nm。XRD、比表面积测试及对Hg2+、Pb2+等重金属吸附性能的分析表明,柱撑蒙脱石的层间距、BET比表面积和吸附性能等三大特性都优于传统柱撑土。     

高吸水树脂对重金属盐溶液的吸液及吸附性能

高吸水树脂由于含有-COOH、-NH2、-SO3H,对重金属离子有较强的吸附性.探讨不同基团树脂对重金属离子吸附性能的影响,结果表明:二元树脂对重金属离子吸附效果最好,树脂对单一重金属离子吸附能力的大小顺序为Cd2+＞ Cu2+ ＞Ni2+ ＞Pb2+,最大吸附容量依次为331.80、182.82、165.79、23....     

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。     

石灰混凝法处理重金属废水的实验研究

通过实验研究了石灰混凝法处理含重金属废水。结果表明：pH在8．5—9．5范围内,沉淀剂投量超过理论计算值的15％-20％,混凝剂FeCl3投量为9．0～10．5mg／L,搅拌转速在100-120r／min范围内,达到最佳条件。     

炭黑表面氧化改性及其水分散性研究

在水介质中利用过硫酸铵对炭黑表面进行氧化改性,考察了炭黑种类、氧化剂含量、反应时间和温度等参数对改性效果的影响。采用XPS和pH计测定分析了炭黑表面基团含量变化,通过膜过滤、激光粒度分析、透射电子显微镜(TEM)观察及炭黑水分散液离心分离等方法考察了改性炭黑的水分散性及分散稳定性。结果表明,过硫酸铵质量分数为0.018%,反应温度为30℃,反应时间为20 h时,炭黑粒度由315.6 nm降至146.8 nm,其水分散液的分散性及稳定性最好,静置一年后无表观沉降。     

吸附法处理对苯二甲酸精制单元的废水

生产精对苯二甲酸(PTA)时,往往产生大量废水.在初步筛选实验条件的基础上,选择颗粒活性炭(GAC)作为吸附剂处理经过预处理的PTA精制废水.考察了接触时间、pH、GAC用量等因素对废水中有机污染物去除效果的影响.结果表明,吸附平衡时间为2 h,pH在3.0左右对吸附较为有利,吸附等温线符合Frendlich型,GAC的动态吸附容量为63.46 mg/g,可以用20%的NaOH溶液对GAC进行再生,浸泡5 h后的再生率接近90%.     

碳纳米管薄膜对重金属离子吸附的研究及应用

采用刮涂法制备碳纳米管(CNT)薄膜,以铜离子(Cu2+)为例,研究了其吸附去除重金属离子的行为.结果表明,碳纳米管薄膜吸附Cu2+满足Langmuir等温吸附;278 K时符合准二级动力学模型,而在298 K和318 K时符合准一级动力学模型;在298 K时CNT薄膜吸附Cu2+的最大吸附量为4.14 mg/g.在应用层面,设计了一套基于该CNT薄膜的水处理器件.     

过渡族金属对球形活性炭孔结构与吸附性能的影响

通过在线型酚醛树脂中添加氯化亚铁、氯化钴、氯化镍 ,成功制备出 3种具有不同孔结构的球形活性炭 ,利用氮吸附法和液相吸附对所制备活性炭的孔结构及吸附性能进行了研究。结果表明 ,添加过渡族金属加快了炭 -水反应的速率 ,其中铁的作用最大。添加铁的试样具有 3～ 5 nm及 10～ 10 0 nm之间中孔和大孔 ;添加镍的试样具有 2 0～ 10 0 nm之间的中孔和大孔 ;添加钴对中孔的发育没有明显作用。添加铁的试样对肌酐和维生素 B1 2 的饱和吸附量最大 ,添加镍的试样次之 ,添加钴的试样最小     

高锰酸钾改性活性炭的表征及其吸附Cu2+的性能

为提高活性炭对废水中Cu2+的去除效率,用不同浓度的KMnO4溶液,采用静置氧化/冷凝回流法对颗粒活性炭进行改性。采用BET,SEM,FT-IR和XRD等方法对改性活性炭的理化性质进行表征;探讨改性活性炭投加量、pH、吸附时间、温度对吸附Cu2+的影响。研究结果表明:当Cu2+质量浓度为20 mg/L,投加量为5 g/L时,0.01KMnO4-GAC和0.03KMnO4-GAC对Cu2+的吸附去除率分别达到84%和95%,分别是GAC的1.20和1.36倍;吸附剂在5 g/L投加量时,180 min基本达到吸附平衡;3种吸附剂对Cu2+的吸附,随着pH的降低而减少;温度对活性炭吸附Cu2+的影响相对较小。