花椒籽废渣制备活性炭及其对对硝基苯酚的吸附行为

以花椒籽废渣为原料,在N2气氛下用ZnCl2活化制备了活性炭,采用FT-IR,BET,XRD,SEM和TG对制备的活性炭进行了表征.在碳化温度700℃、碳化时间60min、ZnCl2浓度50%(质量比)、ZnCl2溶液与花椒籽废渣质量比为1.5的条件下,制备的活性炭具有高度破裂的多孔表面,比表面积为883.4m2·g-1,总孔体积为0.55cm3·g-1,平均孔径为2.47nm.以制得的活性炭为吸附剂,研究了其对对硝基苯酚的吸附行为.结果表明,在吸附剂投加量为0.5g·L-1、温度293K、pH=8.0、吸附时间为6h时,制备的活性炭对对硝基苯酚的吸附容量为334mg·g-1,吸附可用Sips等温方程较好模拟,吸附为自发的吸热过程,吸附符合准二级动力学模型.     

板栗苞制备活性炭及性能研究

以板栗苞为原料,用ZnC12为活化剂通过化学活化法制备活性炭.考察了活化时间、活化温度、液固比、活化剂质量分数等因素对活性炭吸附和脱色性能的影响.以扫描电子显微镜(SEM)、比表面积孔隙度分析仪(BET)测试活性炭结构和性能.实验结果表明所得活性炭具有多层结构且孔径分布广,活性炭碘吸附值为1 194.2 mg.g-1、亚甲基蓝脱色力为170 mL.g-1、比表面积为1 300.3 m2.g-1,总孔体积为0.8587 cm3.g-1.     

电纺聚丙烯腈基碳纳米纤维的制备

通过静电纺丝制备了平均直径为350nm的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维.将PAN纳米纤维分别在250,265和280℃温度下预氧化1h后,将它们在1 000℃下碳化得到碳纳米纤维.通过扫描电镜、红外光谱、差示扫描量热分析和X射线粉末衍射分析对PAN纳米纤维、预氧化后的纳米纤维及碳纳米纤维的形貌、热性能和化学结构进行了表征.结果表明,PAN纤维的最佳预氧化温度为280℃.在该温度预氧化后所得碳纤维的导电性最好,电导率为(13±0.58)S/cm.     

高效净水用煤质活性炭制备及其净水效能研究

为解决商品微孔型活性炭在水处理中所面临的问题,利用优选煤配煤方案及对制备工艺的改进,调节活性炭的孔隙结构和吸附性能,制备新型净水用高效活性炭.研究了新型炭的物理化学特性及其在生物增强活性炭中的净水效能与功能菌载持能力.结果表明,使用10%大同煤和90%宁夏煤进行配煤,通过活化前氧化及深度活化工艺(GY-4)的引入,工艺GY-4所制备的炭样CGY-4具有较高的吸附性能指标与中孔容积,其碘值为1 185 mg/g,亚甲蓝值为271.8 mg/g,SBET为1 316 m2/g;总孔容积Vtotal为1.149 cm3/g;中大孔率达到65.59%.与普通商品炭ZJ15相比,CGY-4所构建生物增强活性炭工艺(BC-CGY-4)在长期运行过程中对水中CODMn的处理效果提高了17.35%;CGY-4表面的生物量比ZJ15平均增加27.97%.     

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。     

香烟过滤嘴烧结碳材料对亚甲基蓝的吸附性能

将香烟过滤嘴在低温和氩气气氛中烧结制得碳材料(记为CFC),采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定等手段对CFC的结构和表面形貌进行表征.将CFC作为废水中亚甲基蓝(记为MB)的吸附剂,采用单因素法研究废水pH值、CFC投加量、MB初始质量浓度、吸附时间、吸附温度等对MB吸附效果的影响规律.结果表明,CFC由多孔的无定形碳颗粒组成,其比表面积高达1 648 m2/g,总孔容达到0.815cm3/g.最佳吸附工艺条件:pH值9.0,CFC投加量0.3g/L,MB的初始质量浓度140mg/L,吸附时间180min,吸附温度35℃.在此条件下,CFC对MB的吸附率达到93.44%,吸附量达到360.06mg/g,说明利用CFC可有效去除废水中MB.     

氯化锌法制备山核桃壳-玉米秸秆混合基活性炭

以玉米秸秆和山核桃壳为原料,采用氯化锌法制备混合基生物质活性炭。考察了两种生物质材料的配比、氯化锌用量、活化温度和活化时间对活性炭性能的影响,确定其最佳制备条件为:玉米秸秆与山核桃壳质量比为3∶7;氯化锌用量为25 g(每10 g生物质);活化温度为700℃;活化时间为1 h。上述条件制备的活性炭碘值为1 079.72 mg·g~(-1),亚甲基蓝值为208.54 mg·g~(-1),达到了国家优质活性炭标准。其比表面积BET为1 269.33 m2·g~(-1),孔径以中孔为主。利用所制备的活性炭对染料孔雀石绿和金橙Ⅱ进行了吸附实验,发现活性炭对这两种染料的吸附率可达93%,吸附过程符合伪二阶吸附动力学模型和Freundlich吸附热力学模型。     

磁性污泥基生物炭MSBC制备及其对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附研究

以污水处理厂剩余污泥为原料,制备磁性污泥生物炭(MSBC),对MSBC表征结果表明:MSBC比表面积、孔径和总孔容分别为58.79 m2?g-1,12.25 nm,0.20 cm3?g-1,XRD出现Fe3 O4衍射峰,红外光谱出现Fe—O吸收峰.研究不同因素对MSBC吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的影响,结果表明在MSBC为...     

静电纺再生纤维素复合纳米纤维的制备及其性能研究

利用静电纺丝制备聚丙烯腈/醋酸纤维素(PAN/CA)复合纳米纤维膜,并依次用0.05mol/L、0.1mol/L NaOH溶液对其进行水解处理,制得聚丙烯腈/再生纤维素(PAN/RC)复合纳米纤维膜.研究表明:纺丝液流量为0.5mL/h,所施加的电压为17kV,接收距离为18cm时,制得的PAN/CA复合纳米纤维直径更均匀,成丝形态更稳定.对PAN/CA复合纳米纤维膜及PAN/RC复合纳米纤维膜分别进行电镜扫描、红外光谱分析及静态接触角测定.结果表明:水解后的复合纳米纤维形态保持稳定,PAN/CA复合纳米纤维中的醋酸纤维素的酯基在碱处理后得到有效水解,复合纳米纤维膜的静态接触角由水解前的124.7°降低为10.1°,亲水性能得到大幅提升.     

中空形态聚丙烯腈基活性炭纤维预氧化过程的研究

聚丙烯腈（PAN）中空纤雏在空气中、不同温度下预氧化2h，接着在N2气氛中炭化，CO2气氛中活化，得到PAN基活性中空炭纤维（PAN—ACHF）。测定了PAN—ACHF对碘和亚甲基兰的吸附量。考察了预氧化温度对预氧化纤维的收缩率和芳构化指数的影响，以及对PAN—ACHF的收缩率、活化收率和吸附性能的影响。     

天然气吸附剂储气性能与其微观结构的关系

通过实验研究石油焦基吸附剂储气性能参数质量吸附量与体积释放量之间的关系,吸附剂的微观结构参数(比表面积、微孔容积、孔尺寸分布)与储气性能的关系,以及优质天然气吸附剂应具备的微观结构参数. 实验结果表明: 吸附剂的体积释放量与质量吸附量和堆密度的乘积基本成正比,当微孔容积为1.2～1.5 cm3·g-1, 比表面积为2200～2400 m2·g-1, 堆密度为0.22～0.25 g·cm-3, 孔尺寸分布窄且主孔径为1.1～1.3 nm时,吸附剂的储气性能最佳.     

磷酸法制备木质煤基成型活性炭的工艺条件研究

以煤粉和木屑为原料,不添加粘接剂,采用磷酸活化法制备了木质煤基成型活性炭。利用单因素分析法对成型工艺和活化工艺进行了研究。结果表明:成型炭质前驱体加工最佳工艺为磷酸浸渍浓度30%、木屑:煤粉:磷酸质量比为1∶4∶3,制得的成型炭质前驱体强度为93%。活化工艺为:浸渍比1∶1、活化温度550℃、活化时间2.5 h。成型活性炭亚甲基蓝吸附值为210 mg·g-1、碘吸附值为865 mg·g-1,比表面积1 134 m2·g-1。该方法为煤基成型活性炭的制备找到了新的途径。     

聚甲基丙烯酸-g-壳聚糖膨润土复合材料的制备及其对阳离子染料的吸附性能

以壳聚糖、甲基丙烯酸和膨润土为原料,过硫酸钾为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,经过接枝共聚反应制备了聚甲基丙烯酸-g-壳聚糖/膨润土纳米复合材料,并将其应用于阳离子染料结晶紫(CV)、亚甲基蓝(MB)及孔雀石绿(MG)的吸附,考察了吸附剂用量、时间、pH及初始浓度对吸附行为的影响.结果表明,制备的吸附剂对3种染料脱色率达96.5%以上,最大吸附量分别为151.74,341.2,122.6mg·g-1.吸附过程符合准二级吸附速率方程和Langmuir等温吸附模型.     

多孔碳纤维电极材料的制备及电容去离子性能研究

由于碳纳米纤维比表面积(SSA)较低,在电容去离子(CDI)应用中,其脱盐效率并不理想。该研究采用静电纺丝技术制备了沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)材料与聚丙烯腈(PAN)复合纳米纤维,并通过碳化工艺处理得到多孔碳纳米纤维电极材料。经过优化组分及碳化工艺后,所得碳纤维电极的SSA和孔体积分别高达398.74 m²/g和0.180 cm³/g。在1.2 V和1.6 V电压下,该电极对500 mg/L的NaCl溶液(50 mL)的盐吸附容量分别达21.16 mg/g和39.04 mg/g。此外,电化学测试结果显示,提高碳纳米纤维电极的孔隙率可以在一定程度上提高双电层电容,从而实现更高的离子吸附量和更稳定的储能性能。     

高比表面积中间相沥青基活性炭微球的制备

中间相沥青与纳米SiO2颗粒混合研磨至均匀,在450～550℃热处理后制备出中间相沥青基炭微球.以KOH为活化剂,对所制备的炭微球进行化学活化,获得高比表面积(大于3000 m2·g-1)的中孔型活性炭微球.中间相沥青基炭微球制备时的热处理温度以及活化过程中的活化剂配比决定着活性炭微球的结构与形态.     

生物质多孔碳材料制备及电化学性能

以衰老树叶为碳源,采用先预碳化后活化的方法合成生物质多孔碳,采用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附,FT-IR等测试手段对其结构表征.结果显示,当碳碱比为3,400℃预碳化3h,600℃高温活化1h后样品以无定型碳形式存在,透光性好,呈现多孔结构,比表面积为1065m2·g-1,孔容为0.91 cm3·g-1,且孔...     

HPEI接枝改性PAN/GO-PAA静电纺纳米复合纤维膜对Au(Ⅲ)的吸附

以丙烯酸(AA)为单体,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,通过原位聚合法,在氧化石墨烯(GO)表面包覆聚丙烯酸(PAA),得到GO-PAA纳米复合物.将GO-PAA纳米复合物分散在聚丙烯腈(PAN)基体中,利用静电纺丝技术得到PAN/GO-PAA静电纺纳米复合纤维膜.利用化学接枝反应在PAN/GO-PAA静电纺纳米复合纤维膜表面接枝超支化聚乙烯亚胺(HPEI),构筑HPEI-g-PAN/GO-PAA静电纺纳米复合纤维膜.研究了HPEI-g-PAN/GO-PAA静电纺纳米复合纤维膜对Au(Ⅲ)的吸附性能.结果表明:HPEI-g-PAN/GO-PAA静电纺纳米复合纤维膜对Au(Ⅲ)的最大吸附量为1 808.60 mg·g^－1,在吸附过程中,部分Au(Ⅲ)被还原为片状和不规则颗粒状的Au单质.在共存离子体系中,HPEI-g-PAN/GO-PAA对Au(Ⅲ)具有较好的吸附选择性.     

MnO2/C复合纳米纤维纱线的制备及其导电性能

采用共轭静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱线,并在不同温度下将PAN纳米纤维碳化得到碳纳米纤维纱线。以KMnO 4为锰源,通过水热合成法在碳纳米纤维纱线上原位生长纳米二氧化锰(MnO 2),形成MnO 2/C复合纳米纤维纱线,分别采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、数字万用表对碳纳米纤维纱线和MnO 2/C复合纳米纤维纱线的化学组成、表观形貌、电学性能等进行表征,并分析碳化温度对碳纳米纤维纱线的形貌和电学性能的影响,以及水热反应中盐酸浓度对纳米MnO 2形貌和MnO 2/C复合纳米纤维纱线的影响。结果表明:碳化温度越高,得到的纱线表面越光洁,石墨化程度越高,电学性能也越好,1000℃碳化工艺得到的碳纳米纤维纱线电导率最高,为31.5 S/cm;与MnO 2复合后的碳纳米纤维纱线电导率大幅下降,当盐酸与高锰酸钾摩尔浓度比为4∶1时得到的复合纳米纤维纱线的电导率最高,为0.1200 S/cm。     

电纺制备聚丙烯腈(PAN)无序微纳米纤维膜及其表面润湿性能研究

利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)无序微纳米纤维膜,通过控制纺丝电压,溶液浓度和进料速率并借助接触角测量仪和扫描电子显微镜(SEM)对微纳米纤维材料的纤维形貌和润湿性进行了表征和研究.结果表明,对于PAN无序微纳米纤维膜,增大纺丝电压、减小进料速率、增大溶液浓度会使微纳米纤维膜的纤维直径增大;增大纺丝电压,减小进料速率会使微纳米纤维膜接触角增大;增大浓度,会使微纳米纤维膜接触角先增大后减小.通过控制变量法对PAN无序微纳米纤维膜分析得出,相对高的纺丝电压(14 k V)和相对低的进料速率(0.50m L·h-1)以及适中的PAN溶液浓度(12%wt)可以提升PAN无序微纳米纤维膜的疏水性.此外,均匀的PAN纤维膜的微纳米结构是影响它疏水性的重要因素.     

聚苯胺基气凝胶衍生纳米碳的电化学性能研究

采用树枝状聚苯胺,长纤维聚苯胺,树枝状聚苯胺-石墨烯以及长纤维聚苯胺-氮掺杂石墨烯4种气凝胶作为前驱体,经直接碳化后获得了氮掺杂连续的纳米碳.研究了聚苯胺基气凝胶衍生纳米碳的微观形貌结构、元素组成以及电化学性能.结果表明,树枝状聚苯胺,长纤维聚苯胺,树枝状聚苯胺-石墨烯以及长纤维聚苯胺-氮掺杂石墨烯气凝胶衍生的纳米碳具有连续的多级孔结构,其比表面积分别为273.9、487.7、241.4和295.9 m2·g-1,氮的摩尔分数分别高达7.82％、9.62％、7.91％和10.17％,在0.5 A·g-1的电流密度下分别具有高达268、311、280和362 F·g-1的质量比电容,且倍率性能和循环稳定性能优异.