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.     

微波改性活性炭吸附1,2-二氯乙烷的性能研究

采用微波高温烧结炉分别在600℃,700℃和800℃下对商业活性炭进行改性,利用比表面积及孔径分析仪、Boehm滴定、傅立叶变换红外光谱比较分析活性炭的比表面积和孔结构、表面官能团等物化性质.以1,2-二氯乙烷为吸附质进行固定床吸附实验.研究表明:改性后活性炭表面酸性基团减少,碱性基团随温度升高增多;比表面积、孔容减小,微孔比表面积增加;活性炭对1,2-二氯乙烷的吸附量排序为:AC-800AC-700AC-600AC-0;灰色关联度分析结果表明:改性活性炭的物理结构特性对吸附量的影响大于表面基团;D-R模型和动力学模型拟合结果都表明活性炭对1,2-二氯乙烷的吸附主要为物理吸附.     

改性蔗渣活性炭对苯酚的吸附性能

为研究不同的改性条件对蔗渣活性炭吸附苯酚性能的影响,制备出H3PO4活化的蔗渣活性炭,分别用稀硝酸改性法、热氧化改性法、微波改性法对蔗渣活性炭进行改性,通过红外表征、BET比表面积分析、Boehm滴定、吸附试验对结果进行分析。分析结果表明:蔗渣活性炭经稀硝酸改性后,增加了蔗渣活性炭表面酸性含氧极性基团的数量,对苯酚的吸附减少。微波处理使蔗渣活性炭比表面积变化不大,孔容稍有缩小,酸性基团减弱,碱性基团增强。在同等吸附条件下,微波改性蔗渣活性炭去除苯酚的效果最佳,其次是热氧化改性蔗渣活性炭。通过拟合表明,苯酚在新型蔗渣活性炭上的吸附符合Freundlich吸附。     

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。     

活性炭对CO和CO2的吸附行为研究

采用重量吸附法,研究了空白活性炭A、经有机胺改性的活性炭C和经氢氧化钾与有机胺混合溶液改性得到的活性炭D在绝对温度303,313,323K下分别对单组分气体CO和CO2气体的等温吸附行为。等温吸附模型优选的结果表明:Freundlich方程是描述活性炭吸附CO气体的最佳模型方程;而Langmuir方程、D-R方程可以较好地模拟活性炭样品A在303,313,323 K下对CO2的等温吸附,Freundlich方程则能较好地模拟样品C和D在313 K下的等温吸附。CO和CO2在活性炭A上的等量吸附热均随吸附量的增加而降低。相同吸附压力下,CO2的吸附量高于CO。改性活性炭C和D上CO2的吸附量明显高于空白活性炭A;而活性炭的比表面积和微孔容积与吸附量的变化没有直接相关性。     

酸改性活性炭吸附甲苯的性能研究

商业活性炭分别经过1mol/L的硝酸、盐酸、硫酸处理.采用Boehm滴定、傅式转换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪对活性炭样品的物化性质进行测试.以甲苯为吸附质,在283K下进行了固定床吸附实验.研究讨论了改性前后活性炭对甲苯的吸附量影响,计算了相应的动力学参数和吸附能.结果表明:酸改性可以增加活性炭表面酸性官能团的总数量;改变孔径分布.酸改性活性炭对甲苯的吸附量大小顺序为:N-AC,S-AC,AC,Cl-AC.准二阶动力学方程比准一阶动力学能更好地描述甲苯在改性活性炭上的吸附过程;酸改性增大了微孔占有率,提高了吸附速度;酸改性增大活性炭吸附有机气体的吸附能,导致酸改性活性炭与甲苯结合度降低.     

活性炭对印染废水中碱性紫的吸附作用

用活性炭吸附模拟废水中的碱性紫染料,研究pH值对吸附性能的影响,得出当pH值为8~10时,对碱性紫的去除率最大.酸性、中性和碱性条件下的饱和吸附量(mg.g-1)分别为233.57、260.38和507.17.同时用KOH进行改性,借助红外光谱表征改性前后活性炭表面官能团的变化,并测定改性后活性炭的吸附等温线.结果表明,KOH的改性使活性炭表面带有更多的碱性基团,增加了吸附活性位,提高对碱性紫的吸附量,中性条件下饱和吸附量达350.77 mg.g-1,比改性前提高35%,吸附等温线符合B.E.T方程.     

活性炭孔隙结构在其丙酮吸附中的作用

为了探讨活性炭孔结构对其吸附的影响,分别用氮气绝热吸附、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR),对活性炭表面物化性质进行表征。并以丙酮为吸附质,在温度为298.15 K下进行静态和动态吸附实验,研究丙酮在活性炭上的吸附平衡、吸附动力学与吸附能。结果表明:活性炭样品的丙酮饱和吸附容量与活性炭的比表面积、总孔容有正相关关系。孔径在1.67~2.22 nm之间的孔容和丙酮吸附量之间存在较好的线性关系,且线性斜率随丙酮浓度增加而变大。丙酮吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程式。活性炭的孔是丙酮吸附速率主要制约因素,各吸附阶段吸附速率主要制约因素分别为:快速吸附阶段为微孔、中孔,颗粒内扩散阶段为微孔,吸附末尾阶段为中孔。丙酮在活性炭表面的覆盖率是丙酮分子与吸附剂内吸附位的作用结果,孔结构不同,吸附位分布不同,丙酮表面覆盖率小的活性炭吸附能大,表明活性炭孔结构对其吸附能产生影响。     

碱化椰壳活性炭对水中氨氮的吸附性能研究

以椰壳活性炭对氨氮的吸附为研究对象,分别采用不同浓度氢氧化钠溶液对活性炭进行改性,并对改性炭进行表面特征分析,进而选出吸附性能较好的炭,进行等温吸附和吸附动力学的实验研究。研究结果表明：1 mol/L氢氧化钠改性的椰壳活性炭吸附氨氮的效果最好,比表面积最大,为646.039 8 m2/g,微孔体积和吸附平均孔径最小。温度对于改性活性炭吸附氨氮的影响较大,且温度在35℃时活性炭的吸附效果最好,最大吸附量为2.464 9 mg/g;另外,准二级动力学方程能够很好地拟合改性活性炭对氨氮的吸附动力学过程。     

改性活性炭吸附二氯乙烷性能

为探讨改性活性炭吸附有机气体性能的影响,商业活性炭分别经过1 mol/L的硝酸、盐酸、硫酸,600,700和800℃处理.通过Boehm滴定、傅式转换红外光谱(FTIR)、比表面积分析仪对活性炭样品的物化性质进行测试.以二氯乙烷为吸附质进行吸附实验研究,结果表明:酸改性样品的表面酸性官能团数量增加,热改性样品的表面碱性官能团数量增加;热改性比酸改性更有效的优化活性炭的孔结构;增大活性炭的理论有效孔容是提高二氯乙烷吸附量的有效途径,表面官能团的增加可以促进活性炭对二氯乙烷的吸附作用.     

竹炭表面改性对两种抗生素吸附性能的影响

采用磷酸(H3PO4)和氢氧化钠(Na OH)对竹炭表面进行改性,并考察其对环丙沙星(CIP)和诺氟沙星(NOR)的吸附性能.结果表明,2种改性竹炭对环丙沙星和诺氟沙星均有良好的吸附效果.经H3PO4改性后的竹炭对环丙沙星和诺氟沙星两类抗生素最大平衡吸附容量分别可达到88.14和65.17 mg/g,经Na OH改性后的竹炭对环丙沙星和诺氟沙星两类抗生素最大平衡吸附容量分别可达到82.23和69.02 mg/g.与Langmuir方程相比,2种抗生素的吸附过程更适合用Freundlich方程来进行描述,也表明了竹炭对这2种抗生素的吸附属于非均匀性吸附.两者的吸附过程更符合二级反应动力学方程.经H3PO4改性后竹炭提高了表面酸性基团的数量,可以在一定程度上增加竹炭对亲水性药物的吸附量.而Na OH改性会增加竹炭表面的碱性基团的数量,同时在一定程度上增强了竹炭对憎水性药物的吸附量.     

Fe(NO3)3改性活性炭吸附氨氮的性能研究

通过超声浸渍法对活性炭进行负载Fe(NO_3)_3改性,采用扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、质量滴定、红外光谱分析(FT-IR)和Boehm滴定等多种分析方法对未改性活性炭(AC)和改性活性炭(AC-Fe)进行表征,探讨了在不同条件下改性前后活性炭对污水中氨氮的吸附能力和动力学特性.结果表明,经超声浸渍铁元素改性后,活性炭大孔和中孔的孔容积以及比表面积减小,平均孔径略有增大,表面含氧官能团种类基本没有变化. AC-Fe的内酯基、酚羟基及碱基分别增加了12.8%、13. 3%、4. 4%,羧基减少了28. 6%,其等电点由5. 8增大到8. 2.当氨氮质量浓度为10 mg/L,活性炭投加量20g/L,温度5℃时,AC-Fe对氨氮的吸附量为0. 138 mg/g,较AC对氨氮的吸附量提高了29. 0%. Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述改性前后活性炭对氨氮的等温吸附过程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程.     

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.     

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。     

Fe(NO_3)_3处理的活性炭毡对苯酚的吸附行为

通过Fe(NO_3)_3处理改变活性炭毡的结构和性质得到若干改性活性炭毡,采用氮气吸附法、傅里叶红外光谱法、Boehm滴定法、热重分析法表征吸附剂内在结构特征及表面官能团。以苯酚为吸附质,调变吸附时间、浓度研究吸附剂的苯酚吸附行为,并分别采用Langmuir、Freundlich和Temkin模型拟合和比较。研究表明,Fe(NO_3)_3处理降低活性炭毡的热稳定性。Fe(NO_3)_3处理降低活性炭毡的比表面积和孔容,但Fe(NO_3)_3处理前后活性炭毡的微孔孔容和比表面积仍显著大于活性炭。同时增加了大量表面酸性含氧官能团(主要为羧基)。处理前后的活性炭毡和活性炭的吸附过程均包括快速吸附、慢速吸附和吸附平衡阶段;活性炭毡系列样品吸附速率、吸附量均分别高于活性炭。活性炭毡平衡吸附量随Fe(NO_3)_3负载量增大而减少,是由于活性炭毡结构和/或表面含氧官能团单独或共同影响所致。活性炭毡表面含氧官能团抑制了吸附。苯酚吸附过程满足Langmuir方程。     

H2SO4/H2O2改性玉米秸秆活性炭对甲苯吸附性能的影响

利用玉米秸秆制备活性炭,并对其进行H2SO4/H2O2改性;再运用BET模型和Boehm滴定法测定活性炭孔隙结构和表面性质,研究其改性前后对甲苯的吸附性能、脱附性能、表面性质和孔隙结构的变化。结果表明,经H2SO4/H2O2改性后,活性炭表面酸性官能团含量提高150.4%,碱性官能团含量基本不变,比表面积与孔容降低,对甲苯的吸附量降低。     

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。     

活性炭催化载体的表征

活性炭用作催化载体已十分广泛，现用不同方法处理了活性炭，对其进行了比表面积、微孔分布、灰份、晶相结构及表面含氧基团、酸性的表征研究，并求得了乙醇在活性炭上的吸附热及吸附方程式。     

高比表面积水葫芦活性炭及对铅离子的吸附

以水葫芦为原料,采用多聚磷酸活化法制备水葫芦活性炭.利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定仪(BET)和傅里叶红外光谱(FTIR)对活性炭进行表征,并将其用于吸附Pb(Ⅱ).结果表明:水葫芦活性炭其内部和表面存在着大量形态各异的孔隙,比表面积为1005.5m~2/g,平均直径为2.02nm;表面有羟基、磷酸基、羧基等基团,有利于对重金属离子的去除.水葫芦活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附动力学和吸附等温线分别符合Elovich和Langmuir等温吸附方程,吸附过程属于单分子层吸附,饱和吸附量为133.33mg/g.     

活性炭改性对滤嘴吸附性能的影响

采用物理吸附仪对活性炭孔结构及比表面积进行表征,运用Boehm滴定法分析了活性炭改性前后表面酸性和酸性分布,并用X射线能谱仪对活性炭氧化改性前后氧元素含量进行了半定量分析,以期揭示活性炭物理、化学性质对滤嘴吸附性能的影响。研究结果表明:随着滤嘴中活性炭添加量的增加,滤嘴对烟气的吸附性能越高,在不显著增加香烟吸阻的前提下,选择30mg/g为滤嘴中活性炭最佳添加量;活性炭比表面积越高、孔容越大、酸性越强,滤嘴对香烟主流烟气的吸附性能越好。与普通醋酸纤维滤嘴相比,HNO3改性活性炭的滤嘴对尼古丁和焦油的吸附能力分别提高25.6%和8.8%。