一种新型烟秆吸附剂的制备与吸附Cr(VI)机理研究

以烟秆为原料,首次使用炭化法制备活性炭,并用于去除六价铬。以六价铬的去除率作为评价炭化温度,炭化时间,原料粒径的最佳炭化条件指标。采用激光颗粒分布测量仪、扫描电镜及傅里叶变换红外仪对该吸附剂进行表征。采用单批次振荡实验,探究了烟秆活性炭对六价铬的影响因素及机理。结果表明：在450 ℃,45 min,过100目筛子制备的烟秆活性炭对浓度为50 mg/L六价铬的去除率达到99.99%。烟秆活性炭颗粒直径主要集中在10-60μm间;其表面疏松且多孔;富含羟基(-OH)、烷烃、-C=C-、-C≡C-官能团。pH=1为吸附最佳条件,动力学研究表明吸附过程符合二级动力学,膜扩散步骤是烟秆活性炭去除六价铬的控制步骤。     

城市污水处理厂剩余污泥制备活性炭的研究

以污水处理厂剩余污泥为原料,以KOH为活化剂采用化学活化法制备污泥活性炭。研究了碳化时间、碳化温度及活化剂浓度等条件对污泥活性炭碘吸附值和产率的影响。通过正交实验确定了污泥活性炭的最佳制备条件。结果表明,以碘吸附值作为主要评价指标,制备条件对污泥活性炭的碘吸附值影响大小的顺序为:炭化时间活化剂浓度炭化温度。制备污泥活性炭的最佳工艺组合为炭化温度400℃,炭化时间40 min,活化剂浓度为0.3 mol/L,污泥活性炭的碘值为308.7 mg/g。     

油菜花秸秆制备的活性炭对铜离子吸附的实验研究

活性炭吸附法是处理含重金属废水的重要方法,本实验采用氢氧化钠活化法,以废弃的油菜花秸秆为原料,马弗炉加热炭化,水洗、干燥制备生物质活性炭,并用其对重金属铜离子进行了吸附实验。在正交实验设计的基础上,通过对实验结果的极差分析,得出结论：pH是影响铜离子去除率的主要因素,其次是活性炭颗粒的粒径。此外采用单因子控制法,定性分析了pH和颗粒粒径对铜离子去除率的影响,得出活性炭对铜离子吸附时的最佳pH为4～6,最适粒径为1.0mm。     

活性炭对六价铬的吸附研究

采用深圳笔架山水厂实际原水和模拟原水,研究了活性炭(AC)在不同条件下对原水中六价铬的去除效果.研究结果表明:活性炭对六价铬的吸附效果主要受到pH的影响,平衡研究发现AC吸附效果最好的pH值为2,投加量在4g·L-1,吸附时间在90 min时,六价铬的去除率达到95.73％;随着吸附剂投加量的增加和吸附时间的延长,六价铬去除率会逐渐升高然后趋于稳定;六价铬的去除率会随着六价铬初始浓度的升高而降低.AC对六价铬的吸附去除能力很强,无论是原水还是纯水对六价铬去除率都达到了99％以上,原水中的其他吸附剂对吸附的影响很小,活性炭可以作为去除水中六价铬的有效吸附剂.     

蔗渣基活性炭制备及吸附盐酸四环素研究

以广西甘蔗制糖产生的蔗渣为原料,以ZnCl_2为活化剂,以醋酸为改性剂制备蔗渣基活性炭,研究了活化剂浓度、炭化温度、炭化停留时间、改性剂浓度对活性炭吸附盐酸四环素的影响及其对废水中盐酸四环素的吸附性能。结果表明,在ZnCl_2浓度为15 wt%,炭化温度为350℃,炭化停留时间为60 min,醋酸改性剂浓度为15 vt%条件下,制备的醋酸改性的活性炭具有发达的微孔结构,比表面积为1601.598 m~2/g,表面具有含氧官能团,其对盐酸四环素的最大吸附值为475.29 mg/g。醋酸改性后制备的活性炭对盐酸四环素的吸附动力学符合准二级动力学模型描述,吸附等温线符合Redlich-Peterson、Tempkin模型描述。     

葵花秆基活性炭的吸附性能研究

为进一步优化生物质基活性炭性能及开拓其应用领域,以葵花秆为原料,在N2气氛下通过管式炉热解制得生物质半焦,以该生物质半焦为前驱体,利用水蒸气活化制备了葵花秆基活性炭。采用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、低温氮气吸附(Low temperature nitrogen adsorption,N2adsorption)和亚甲基蓝(MB)吸附等方法对活性炭的结构和吸附性能进行了研究。结果表明,葵花秆经过550℃热解可以得到19.25%的焦油、19.84%的热解气以及23.53%生物质半焦,半焦在800℃下,经过水蒸气活化可制得比表面积为576.05 cm2/g的葵花秆基活性炭,其对亚甲基蓝的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附为颗粒内扩散过程控制,吸附动力学符合二级吸附动力学模型。葵花秆半焦经水蒸气活化可制备出吸附性能良好的活性炭。     

K2CO3活化法制备椰壳活性炭

以椰壳炭化料为原料,采用K2CO3活化法在不同操作条件下制备椰壳活性炭,探讨了K2CO3活化实验中K2CO3与炭化料质量比、活化时间和活化温度对活性炭得率、活性炭亚甲蓝吸附值和苯酚吸附值的影响．实验结果表明,K2CO3与炭化料质量比和活化温度是K2CO3活化法制备椰壳活性炭最重要的影响因素．综合考虑活性炭的得率和活性炭吸附性能受活化操作参数的影响规律,探讨了K2CO3活化法制备椰壳活性炭的最优操作参数,得到了实验范围内的最佳5-艺条件为：K2CO3与炭化料的质量比为2：1,活化温度为800℃左右,活化时间为120min．     

废轮胎活性炭对水中低浓度苯酚的吸附动力学特性

为了去除水中残留的低浓度苯酚,采用水蒸气活化法制备废轮胎活性炭,分析了废轮胎活性炭自水溶液吸附低浓度苯酚的吸附动力学特性,考察了吸附剂投加量和苯酚初始浓度对吸附过程的影响。分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对不同温度下的反应动力学数据进行拟合。研究结果表明：拟二级反应动力学模型能够较好地描述废轮胎活性炭吸附低浓度苯酚的动力学数据,颗粒内扩散影响吸附速率,但不是唯一的速率控制步骤,计算得到的表观吸附活化能表明,该吸附过程以物理吸附为主,废轮胎活性炭用量为0.3 g/L时,苯酚浓度小于2 μg/L。     

磷酸盐活化法制备椰壳纤维基活性炭研究

采用正交试验设计实验方案,以椰纤维为原料,经炭化、活化等处理,研究磷酸盐活化制备高比表面积活性炭的实验方案与工艺条件,得到比表面积高,孔隙发达,吸附效果优异的活性炭.考查了活化剂配比、活化温度、活化时间、升温速率等因素对活性炭吸附性能及产率的影响,得到最佳的活化方案与工艺条件.并在实验的基础上探讨了活性炭的活化机理.     

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。     

利用油菜秆制备活性炭的工艺研究

研究了以油菜秆为原料制备活性类的工艺问题。采用正交试验方法对影响活性炭性能的因素如活化剂的浓度、原料预浸时间、炭化时间、活化温度等进行了研究,得到了制备优质活性炭的最佳工艺:磷酸浓度为50%,原料预浸时间15 h,碳化时间1 h,活化温度750℃。利用比表面及孔隙度分析仪对活性炭的孔结构进行分析,其平均孔径为2.3 nm,比表面积为890 m2·g-1。     

硝酸改性香榧果壳活性炭的制备及对甲醛的吸附性能

以香榧果壳为原料,经炭化、氢氧化钾活化、硝酸改性处理,制备硝酸改性活性炭。通过氮气吸附和X-射线光电子能谱测活性炭的孔隙结构和表面元素含量。用硝酸改性的活性炭对空气中的甲醛进行吸附,以水解吸后,采用气相色谱进行分析,并确最佳的甲醛色谱分析条件。结果表明,硝酸改性活性炭对甲醛的吸附容量为414.12 mg/g,在4.00～400μg/mL范围内甲醛的峰高与浓度呈良好的线性关系,相关系数(R2)为0.999 4。     

草酸钾与碳酸钾活化法制备红麻秆芯活性炭及其性能比较

以红麻秆芯为原料,分别采用草酸钾与碳酸钾为活化剂制备了不同活化剂/原料浸渍比(R)因素下的系列活性炭.通过碘和亚甲基蓝吸附值测试、N2吸附-脱附等温线和FT-IR分析等表征活性炭的性能,探讨了草酸钾活化剂制备活性炭的作用机理.结果显示,草酸钾活化法所制备的红麻秆芯活性炭具有更优异的性能,且浸渍比R对草酸钾活化法所制备的红麻秆芯活性炭的吸附性能和孔结构参数的影响更显著.本研究表明草酸钾是一种潜在的优良化学活化剂.     

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。     

废菌渣活性炭对苯酚和铜离子的吸附性能分析

以废菌渣为原料,采用硫酸铝与硝酸复合改性制备废菌渣活性炭,应用红外光谱分析和等电点进行表征,并对活性炭吸附苯酚、铜离子的动力学与等温线进行拟合分析.实验结果表明:活性炭具有芳香共轭结构,表面富含多种官能团,有利于对苯酚、铜离子的吸附;活性炭对苯酚、铜离子的吸附满足二级动力学模型,且颗粒内扩散不是控制吸附速率的主要步骤;活性炭对苯酚的吸附为自发放热的优惠吸附,而对铜离子的吸附为自发吸热的优惠吸附,符合Freundlich等温吸附模型;双组分等温吸附仍满足Freundlich等温吸附模型,苯酚与铜离子在活性炭上的吸附表现为协同作用;活性炭对苯酚的吸附机理主要为疏水键力,而对铜离子的吸附机理主要为离子交换和配位作用.     

榛子壳活性炭的制备及其对苯酚溶液吸附性能的研究

以榛子壳为原料、氯化锌为活化剂制备活性炭,并以苯酚为被吸附质,探究活性炭对苯酚的吸附性能.通过设计3因素3水平的正交实验,获得了最佳工艺条件.研究了在不同的吸附时间、pH值、温度等条件下活性炭对苯酚的吸附效果,并对吸附过程进行了动力学和热力学研究.结果表明:活性炭对苯酚的吸附过程符合伪二级吸附动力学方程,低温和酸性条件下更有利于吸附;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,ΔG0和ΔH0,表明该吸附过程是自发的放热过程.     

载铁颗粒活性炭（IOCGAC）去除废水中Cr（VI）的研究

采用溶液浸溃一加热法制备栽铁颗粒活性炭(10CGAC).并通过SEM/EDAX进行表征,研究了不同实验条件(pH值、初始浓度、吸附剂投加量和共存无机离子)下吸附除Cr(Ⅵ)的效果.结果表明:随着pH值的升高,吸附去除率降低;相同实验条件下,10CCAC的吸附效果明显优于颗粒活性炭(GAC);SO12-对吸附具有抑制作用.吸附动力学实验数据符合准二级反应动力学模型,温度升高,反应速度常数以及吸附容量也随之增加.     

载铁改性活性炭对溶液中六价铬[Cr(Ⅵ)]的吸附研究

以磷酸法活性炭(PAC)为原料,通过不同铁盐溶液浸渍法制备载铁改性活性炭(Fe-PAC),采用二苯碳酰二肼分光光度法检测其对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,考察了铁盐浓度、溶液pH等因素对吸附效果的影响,研究了吸附平衡时间、吸附动力学,利用XPS、BET等方法对改性活性炭进行表征。结果表明:硫酸亚铁溶液浸渍改性活性炭对Cr(Ⅵ)吸附最佳,硫酸亚铁溶液浓度为0.20 mol/L,载铁改性后活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附量从10.18 mg/g提高到22.56 mg/g;溶液pH为2.0时,Cr(Ⅵ)去除率达到95%。通过XPS检测改性后活性炭表面负载有二价铁及三价铁氧化物;吸附动力学实验表明改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学方程,以化学吸附占主导。采用氮气吸附等温线对其比表面积及孔隙分布分析,结果表明由于铁氧化物堵塞孔隙,改性后活性炭的比表面积减小。     

载铁改性活性炭对溶液中六价铬[Cr(VI)]的吸附研究

以磷酸法活性炭(PAC)为原料,通过不同铁盐溶液浸渍法制备载铁改性活性炭(Fe-PAC),采用二苯碳酰二肼分光光度法检测其对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,考察了铁盐浓度、溶液pH值等因素对吸附效果的影响,研究了吸附平衡时间、吸附动力学,利用XPS、BET等方法对改性活性炭进行表征。结果表明：硫酸亚铁溶液浸渍改性活性炭对Cr(Ⅵ)吸附最佳,硫酸亚铁溶液浓度为0.20mol/L,载铁改性后活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附量从10.18mg/g提高到22.56mg/g;溶液pH值为2.0时,Cr(Ⅵ)去除率达到95%;通过XPS检测改性后活性炭表面负载有二价铁及三价铁氧化物;吸附动力学实验表明改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学方程,以化学吸附占主导;采用氮气吸附等温线对其比表面积及孔隙分布分析,结果表明由于铁氧化物堵塞孔隙,改性后活性炭的比表面积减小。     

炭化微米木纤维滤芯柴油机排放纳米颗粒吸附特性

为了有效净化柴油机排放的纳米级碳烟颗粒(纳米颗粒),以炭化微米木纤维材料制备柴油机尾气微粒捕集器滤芯.分析炭化微米木纤维滤芯及柴油机排放颗粒物特性,并利用巨正则系综蒙特卡罗法(GCEMC)模拟纳米颗粒在炭化微米木纤维活性炭孔中的吸附特征,进而利用柴油机尾气微粒捕集器性能检测试验台对活性炭孔吸附纳米颗粒的蒙特卡罗模拟结果进行验证.结果表明:当柴油机微粒捕集器中尾气温度为470 K,捕集器前部压力由102.5 kPa过渡到125.0 kPa时,炭化微米木纤维滤芯吸附纳米粒子平均数密度的GCEMC模拟结果约为6.28×107cm-3,试验结果约为5.60×107cm-3,模拟结果和试验结果基本一致,该方法可以用来进行炭化微米木纤维滤芯吸附纳米颗粒过程的模拟研究.