粉末活性炭对水中甲硫醚的吸附性能

为考察活性炭对水中甲硫醚的吸附特性,选用3种表面性质相差很大的粉末活性炭,并利用X射线能谱、Boehm滴定法测定分析活性炭颗粒的元素组成及表面官能团含量,结合其性能参数探讨了活性炭吸附甲硫醚的吸附机理.研究结果表明:粉末活性炭对水中甲硫醚的吸附速度较快,一般在30 min左右就可达到约80％的吸附容量;各种粉末活性炭对...     

盐酸处理对活性炭纤维吸附性能的影响

采用盐酸对活性炭纤维进行预处理,通过单因素实验和正交试验比较了不同处理条件对活性炭纤维的处理效果;通过碘吸附值研究处理前后活性炭纤维的吸附性能变化,通过低温液氮吸附表征活性炭纤维的比表面积及孔结构变化,并通过扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)表征活性炭纤维表面形貌及表面官能团的变化.实验结果表明,经盐酸处理后,活性炭纤维的吸附性能明显提高.且当盐酸质量分数为4%,振荡时间为50min时,其碘吸附值较原样提高24.89%,比表面积较原样增大27.45%,孔容由0.425 639mL·g-1增大为0.465 181mL·g-1,微孔数量增多;活性炭纤维表面形貌较原样变化不大,材料中的含氧官能团的吸收峰略微增强,苯环吸收峰逐渐消失.     

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.     

饮用水处理中活性炭吸附对BrO_3~-的去除研究

用HNO3,HCl,NaOH及NH3分别对颗粒活性炭进行表面改性,通过静态吸附试验研究水中BrO-3在颗粒活性炭上的吸附特性,考察了活性炭孔径分布及官能团变化对BrO-3吸附的影响,测定了活性炭的吸附动力学曲线和吸附等温线.结果表明:BrO-3在活性炭上的吸附符合伪二级速率方程及内颗粒扩散模型,吸附中存在孔扩散过程,且孔扩散为活性炭吸附的主要速率控制步骤.活性炭的中孔体积是其吸附能力的主要控制因素,同时活性炭表面较高的碱性官能团和零电荷点法(pHpzc)有利于BrO-3的去除.     

固定化生物活性炭对矿山酸性废水中Zn2+的吸附性能

以筛选出的芬式纤维微菌属菌株T1为研究对象,研究了其用于固定化生物活性炭(IBAC)工艺对矿山酸性废水(AMD)中重金属Zn2+的吸附规律.结果表明,在水力负荷019m3·(m2·h)-1、气水体积比10∶1、水力停留时间380h,IBAC对Zn2+质量浓度10000mg/L,pH值4的酸性废水中Zn2+去除率达到7518%,且水质得到改善.共存离子Cu2+,Cd2+,Fe3+,Ni2+使IBAC对Zn2+的去除率降低.扫描电镜发现,菌株T1细胞成纤维状,且在活性炭颗粒表面附着生长,吸附Zn2+后细胞体积膨胀.EDS分析表明,固定在活性炭颗粒表面的微生物吸附大量Zn2+.反应动力学研究表明,IBAC吸附AMD中Zn2+基本符合一级反应动力学模型.     

碳系材料对水中三氯生和萘普生的吸附性能

通过序批试验研究3种碳系材料对三氯生和萘普生的吸附性能,同时考察p H和离子强度对吸附效果的影响。研究结果表明:3种碳系材料的吸附能力从大至小的活性炭纤维、颗粒活性炭、多壁碳纳米管。拟二级动力学模型更适合描述3种碳基材料对三氯生和萘普生的吸附过程。Langmuir模型能够更准确地拟合三氯生和萘普生在3种碳系材料表面的吸附。3种碳系材料的吸附性能随着p H升高而降低。由于静电作用和盐析效应,活性炭纤维和颗粒活性炭的吸附量随着离子强度的增强而增大;而团聚作用则使多壁碳纳米管对三氯生的吸附量降低。     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜吸附亚甲基蓝的动力学

聚丙烯腈、N,N-二甲基甲酰胺和钛酸四丁脂水解溶胶的混合液通过静电纺丝、预氧化、炭化、活化制备TiO2/活性炭复合纳米纤维膜.基于静态吸附试验,考察了不同TiO2/活性炭复合纳米纤维膜投加量、亚甲基蓝初始质量浓度、温度、pH值条件下,TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附性能,并用Langmuir等温吸附方程、Freundlich等温吸附方程、准一级动力学方程,准二级动力学方程、颗粒内扩散方程进行了拟合,结果表明,Freundlich经验公式、准二级动力学方程能较好地描述TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附行为.研究表明,吸附量随温度升高而增加,吸附效率受颗粒内扩散影响.无论是紫外光还是太阳光照射,TiO2/活性炭复合纳米纤维膜都具有很好的光催化再生性能.     

TPU/TiO2/PDMS复合纤维膜的制备及性能研究

为了制备兼具防紫外线性能和疏水性能的TPU/TiO₂/PDMS复合纤维膜，采用静电纺丝与纳米颗粒超声负载相结合的技术将TiO₂纳米颗粒成功地负载于TPU静电纺丝纤维膜中，并用PDMS对负载了TiO₂纳米颗粒的TPU静电纺丝纤维膜进行固化处理，SEM结果表明：TPU/TiO₂/PDMS复合纤维膜的表面被成功地负载上了TiO₂纳米颗粒，且分布较均匀；防紫外测试结果表明TiO₂纳米颗粒在纤维膜上的负载使TPU静电纺丝纤维膜的UPF值得到了极大的提升，随着TiO₂纳米颗粒负载量的增加，TPU/TiO₂/PDMS复合纤维膜的UPF值逐渐增加，且当TiO₂纳米颗粒负载量为1.5 wt%时，UPF值大幅提升了75.8%.接触角测试结果表明在TiO₂纳米颗粒与PDMS共同构筑的粗糙且低表面能的复合纤维膜表面下，纤维膜的表面由亲水转变为疏水状态，随着TiO₂纳米颗粒...     

有机酸改性对活性炭及其甲醇吸附与再生的影响

以颗粒活性炭为原料,采用3种有机酸(草酸、酒石酸和柠檬酸)为改性剂制得改性活性炭。采用比表面积及孔径分析仪、扫描电子显微镜及傅里叶转换红外光谱仪考察改性对活性炭物化性质的影响。从平衡吸附量、吸附动力学以及吸附能角度,探讨改性对活性炭在不同温度、不同进气质量浓度下对甲醇吸附行为的影响。对吸附饱和的活性炭进行再生实验,考察再生过程中脱附速率的变化,并对再生活性炭进行同等条件下的吸附实验。研究结果表明:改性后,活性炭BET比表面积及总孔容减小,表面有不均匀的粗糙的刻蚀痕迹,同时伴随有白色晶体颗粒生成,表面生成更多的O—H,C=O和C—O等含氧官能团。平衡吸附量由大到小顺序为:AC-OA,AC-TA,AC-0,AC-CA;Bangham动力学模型最适合描述活性炭对甲醇的吸附动力学过程,其拟合的相关系数R2均高于0.998;改性后,活性炭对甲醇的吸附能均增大。与新鲜活性炭相比,再生活性炭吸附性能变化不大,再生方法基本可行。     

煤质颗粒活性炭对染料废水中苯胺的吸附性能及机理

 研究煤质颗粒活性炭对苯胺的吸附性能及机理对染料废水中大量苯胺类污染物的去除具有重要的技术支撑作用。开展了炭投加量/化学需氧量（COD）、不同浓度、吸附时间及pH值的煤质颗粒活性炭对苯胺的吸附实验,绘制吸附等温线及吸附动力学曲线。结果表明在单因素条件下,随着炭投加量/COD增加,废水中苯胺污染物去除率逐渐上升,且当炭投加量/COD大于4.5时,去除率上升幅度较小,考虑运行经济成本,建议最优炭投加量/COD取4.5;苯胺初始浓度越大,单位吸附量增大,去除率降低;吸附时间越长,吸附量与去除率均上升;pH值在1~4时,去除率及吸附量逐渐上升,当pH值为5时苯胺去除效果最好,随着pH值继续上升,去除率及吸附量有下降趋势。Langmuir等温线方程拟合度高达0.99,苯胺在煤质颗粒活性炭表面发生单分子层吸附;Freundlich等温线方程特征常数小于0.5,为0.33,煤质颗粒活性炭对苯胺有较强吸附性;吸附过程符合准二级动力学特征,说明煤质颗粒活性炭对苯胺吸附作用力强,饱和煤质颗粒活性炭再生方式应采取热再生;根据Weber-Morris方程特征曲线,依次发生了表面吸附、粒子内扩散及内表面吸附3个阶段吸附过程,水中有机物去除速度在表面吸附阶段最快,说明煤质颗粒活性炭比表面积为吸附效果的主要影响因素,而微孔数量的影响较小。     

电化学处理程度对碳纤维结构及性能的影响

采用质量分数为5%NH4HCO3溶液对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行不同程度的电化学处理。采用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)表征电化学处理前后碳纤维表面化学成分和表面微观结构的变化规律。将碳纤维样品与环氧树脂制成复合材料,探究该复合材料的层间剪切强度(ILSS)。研究结果表明:经过3组电化学处理后,碳纤维表面含氧官能团增多、表面有序度下降、复合材料的ILSS提高1.94倍;继续经过3组电化学处理,碳纤维表面含氧官能团下降、表面有序度回升、复合材料的ILSS提高1.53倍;纤维表面含氧官能团含量越多,纤维的结构破坏程度越低,碳纤维/环氧树脂复合材料的ILSS越高。在大规模电化学处理碳纤维过程中,选择3组电化学处理碳纤维,既能大幅度改善碳纤维表面活性,又不会严重影响碳纤维的表面结构。     

热氧化对PAN基碳纤维结构与性能的影响

将PAN基碳纤维在于400~700℃条件下空气中进行热氧化处理,然后利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、密度梯度管和纤维强力仪研究了其表面化学组成、表面形貌与性能的变化。结果表明:热氧化温度低于600℃时,纤维表面含氧量随热氧化温度升高不断增加,到600℃时氧含量增加了7.11%,主要增加的官能团为羟基、醚键以及羰基,纤维体密度、线密度随热氧化温度变化不明显;700℃时由于含氧官能团的裂解,氧含量有所减少,裂解部分主要为羰基,纤维体密度明显增加,线密度急剧减小;纤维强度随热氧化温度升高不断减小,600℃后减小趋势更加明显;模量随热氧化温度变化不明显。     

碳纤维表面特性对反硝化菌固着化的影响

通过对比反硝化菌在不同基体碳纤维表面的固着化及碳纤维表面含氧官能团对菌种的固着化实验,研究了碳纤维(基体、比表面积、循环利用性等)特性,尤其表面含氧官能团对反硝化菌固着化的影响。实验结果表明,反硝化菌在PAN基碳纤维上的平均挂膜厚度明显高于沥青基和粘胶基碳纤维。碳纤维表面适量的含氧官能团有助于较多、较牢固地固着反硝化菌。对三种PAN基碳纤维的XPS谱图分析表明碳纤维表面含氧官能团—O—CO对反硝化菌的固着化影响较大,当碳纤维表面含氧官能团—O—CO中碳原子占表面碳原子总量的3%左右时反硝化菌固着化效果较佳。经过比较表明PAN基碳纤维是一种生物相容性好、固着化程度高、再生能力强、耐微生物分解及化学腐蚀的优异的新型反硝化菌固着化载体。     

循环伏安法对PAN基高模碳纤维阳极氧化表面处理的研究

以未表面处理的PAN基高模碳纤维(HMCF)为工作电极,分别用NH4H2PO4、NH4HCO3和KOH为电解质,进行循环伏安多重扫描,以研究HMCF在不同电解质中的电化学反应行为以及电解质的氧化能力。同时采用连续恒流阳极氧化的方法对HMCF进行表面处理,验证循环伏安法得到的结论。通过联碱滴定、SEM等方法表征处理前后纤维表面官能团、表面形貌的变化;处理前后纤维与环氧树脂界面粘接性能的变化通过层间剪切强度(ILSS)表征。循环伏安结果显示:在NH4H2PO4溶液中扫描时氧化反应峰值电流最高,表明纤维表面生成的官能团最多;在KOH溶液中扫描时平台电流最高,表明纤维表面粗糙度提高幅度最大。联碱滴定结果表明NH4H2PO4溶液处理后纤维表面官能团含量提高最多;SEM结果显示KOH溶液处理后纤维表面粗糙度增加最明显;这两点验证了循环伏安多重扫描的结果。用NH4H2PO4、KOH处理后的纤维与环氧树脂ILSS达到75MPa、60MPa,分别提高240%和170%。     

AN INVESTIGATION ON THE ELECTROLYTIC SURFACE TREATMENT OF CARBON FABRICS

The composites obtained from carbon fibers have poor interlaminar shear strength beacuse ofthe few active polar groups on the carbon fiber surface and the weak bonding between the carbonfiber and the resin matrix. An electrolysis study to increase the surface acidic groups of the carbonfiber was investigated in this paper. Experimental results showed that the surface acidic groups,tensile strength, peeling strength of the carbon fabrics increased under certain electrolytic condi-tions, but the breaking elongations decreased. When the electrolytic conditions were too strong,tensile strength and peeling strength dropped down. Electronic scanning micrographs showed theengraved surfaces of carbon fibers after electrolysis.     

碳纤维导电SBS改性沥青混合料性能试验

为了分析导电沥青混凝土的路用性能和融冰效果,将短切聚丙烯腈基碳纤维掺入SBS改性沥青混合料AC-13C中,制备成碳纤维导电改性沥青混合料。选取5种碳纤维掺量分别进行了配合比设计、路用性能和模拟融冰等室内试验。研究结果表明,随着碳纤维掺量的增加,SBS改性沥青混合料的最佳油石比呈线性增加,动稳定度、浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比呈抛物线关系变化,低温弯拉强度和破坏应变呈"S"形递增关系,而劲度模量呈"Z"形递减关系。说明在SBS改性沥青混合料中掺入适量的碳纤维,因碳纤维的桥接、加筋和增韧作用,可有效提高SBS改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂和抗水损等路用性能,但过多的碳纤维会因分散性差易结团而造成增强效果降低。同时,当碳纤维掺量超过0.3%时,碳纤维在混合料内部相互搭接形成良好的导电网络,且具有良好的融冰效果。总体上,当碳纤维掺量为0.4%时,碳纤维导电SBS改性沥青混合料的各项路用性能、导电性能和融冰效率最佳。     

多齿刀具制造铜纤维的表面形貌成形研究

金属纤维是一种新型多用途工程材料.利用多齿刀具在普通卧式车床上加工出了连续铜纤维,通过与拉拔法生产的铜纤维SEM观察对比,发现多齿刀具制造的铜纤维具有粗糙的茸状形貌表面结构特点.并应用切削试验对比了采用不同切削用量时铜纤维的表面形貌,研究了切削用量对于铜纤维的表面形貌的影响规律.实验结果表明切削速度对于铜纤维的表面形貌影响最大,背吃刀量和进给量影响较小.因此为获得具有茸状形貌表面结构特点的连续铜纤维,应该选择较小的切削速度,并根据当量直径的要求,选择合适的背吃刀量和进给量.     

炭纤维硝酸氧化及对热解炭微观结构的影响

在CVD增密前对预制体炭纤维进行表面硝酸氧化处理,研究不同浓度硝酸、不同氧化处理时间对炭纤维表面结构状态的影响,以及最终对CVD热解炭微观结构的作用及机理.研究结果表明:对炭纤维表面用质量分数为66％浓硝酸处理时,炭纤维表面形成沿纤维轴向的沟槽；随着处理时间的延长,沟槽先加深后减弱,经40min处理后炭纤维表面刻蚀沟槽最均匀；预制体经不同硝酸质量分数(66％,33％和22％)处理40 min后进行CVD沉积得到C/C复合材料,其中经33％硝酸处理的样品中所沉积的热解炭微观有序度最高,且近炭纤维表面处热解炭有序度最高,由内至外有序度逐渐降低；在优化处理条件下,纤维表面氧化刻蚀均匀,表面所形成的含氧官能团(羰基和羧基)有效诱导了CVD过程中热解炭在纤维表面的有序沉积.     

碳纤维高应变率拉伸破坏形态的应变率效应性质

利用反射式间接拉伸Hopkinson杆实验装置，测试碳纤维在应变率1500-3000s^-1范围内的拉伸性质。实验结果表明，碳纤维在拉伸性质上是应变率不敏感材料，这与目前已有实验资料一致，但对碳纤维断裂端的断口形状观测表明，碳纤维破坏形态是与应变率相关的，随着应变率的增加，断口形态逐渐光滑。破坏形态的差异也导致了拉伸力学性质在不同应变率下的微弱差异。     

负载Pd/Cu活性碳纤维的孔结构研究

采用吸附仪测定了所制负载金属活性碳纤维的吸附等温线 ,然后用不同理论方法对孔径分布进行表征分析。结果表明负载Pd Cu的活性碳纤维仍以微孔为主 ,微孔孔径呈单分布。随着活性碳纤维负载Pd Cu量的增加 ,中孔孔容增大 ,纤维孔径分布曲线的举点 (峰值 )位置略有增加 ,平均微孔孔径增大 ,但负载量在 10 %以内时最大微孔孔容和BET比表面积下降。负载Pd Cu活性碳纤维的孔结构特征与催化反应性能有密切联系