磷酸法木质素基活性炭活化过程研究

以玉米芯木质素为原料,采用磷酸活化法制备木质素基活性炭.结合FTIR、低温氮吸附、拉曼光谱等表征手段,探究了不同活化温度(300～600℃)及磷酸与木质素质量比(1～3)对活性炭孔隙结构的影响,并探究磷酸活化木质素的反应机理.对比研究了有无磷酸作用下木质素受热过程中气体产物的变化规律.实验结果表明,磷酸降低了木质素中官能团的断键温度,使得CO、CO₂和CH₄的生成温度降低;促进了高温下(>500℃)木质素半焦的缩聚,使高温下H₂生成量增多;中孔和微孔在350℃以上开始发展,在500℃孔隙最为发达,温度的进一步升高使得孔体积减小;磷酸与木质素质量比增大可以提高中孔率.在活化温度500℃和磷酸与木质素质量比2～3条件下,制得活性炭比表面积达1 046 m²/g,收率55%.     

树脂结合成型活性炭的制备工艺及其吸附性能的研究

本文研究了不同粘结剂的配比对树脂结合成型活性炭材料吸附性能的影响;采用比表面积测定仪测定了成型活性炭的比表面积和孔结构,探讨了活性炭孔结构的变化规律及其对吸附性能的影响。研究结果表明:粘结剂6515酚醛树脂和332酚醛树脂的质量比为1:1,比表面积和孔容最大,平均孔径最小,最有利于微孔气相吸附,吸附速率相对较大。     

利用桐籽壳制备活性炭的工艺研究

对以桐籽壳为原料、用氯化锌法制备活性炭的工艺进行了研究,采用正交试验优化了工艺参数.最佳工艺参数为：料液比质量比1∶2.0、氯化锌质量分数为50%、活化时间60 min、活化温度为60 ℃.在此工艺条件下所制备的活性炭,其碘吸附值为986.35 mg/g,亚甲基蓝吸附值为178.23 mg/g,表观密度为0.423 6 g/mL.     

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.     

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。     

富含纳米孔活性炭的制备、表征及其吸附性能研究

以玉米秸秆皮为原材料,在无惰性气体氛围下,以ZnCl2为活化剂制备活性炭.以亚甲基蓝为探针分子,通过正交实验获得最优活性炭的制备工艺.通过扫描电镜对所制最优活性炭的表面形貌进行研究,运用氮气吸附-脱附实验对其比表面积和孔容积进行检测,并考察了吸附时间、吸附温度对其吸附亚甲基蓝性能的影响.扫描电镜观测到自制活性炭表面具有大量纳米孔,氮气吸附-脱附实验结果表明,自制活性炭平均孔径为1.98 nm,比表面积达到934 m2/g,孔结构中以微孔为主.自制活性炭在60 min左右可以达到吸附平衡,并且吸附效果随温度升高变化不大,吸附效果明显优于市售活性炭.     

水解木质素制备药用活性炭的研究

以水解木质素为原料,用化学法(ZnCl2为活化剂)制备药用活性炭。研究活化温度、活化时间、料液比(水解木质素与化学药品活化剂溶液的重量比)等对活性炭的得率、硫酸奎宁吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响;确定了用水解木质素制备药用活性炭适宜的工艺条件:活化温度为550℃,活化时间为2h,料液比为1∶3.5,ZnCl2溶液浓度为46°Be′(60℃)。结果表明,药用活性炭的得率为50.28%;活性炭的硫酸奎宁吸附值≥120mg/g,亚甲基蓝吸附值180mg/g,pH6.5,铁0.01%,氯化物0.05%,硫酸盐0.05%,灰分2.63%,酸溶物0.6%,水溶性锌盐0.003%,硫化物、重金属(以Pb计)、氰化物、未炭化物均为合格。     

变压吸附法脱碳用活性炭性能的实验研究

对一种煤质活性炭吸附脱附含氮混合气中CO2的性能进行了研究，测定了活性炭对CO2的平衡吸附量，实验对比了不同稀释气体下CO2的动态吸附容量，对含氮混合气中影响CO2吸附选择性的因素进行了实验分析。考察了脱附条件对活性炭CO2吸附容量的影响。结果表明，该活性炭吸附CO2容量大，对CO2的吸附选择性也比较高，是性能优良的变压吸附脱碳用吸附剂。     

新型木质素基树脂的制备工艺优化及吸附性能评价

以木质素磺酸钠和葡萄糖为原料,采用溶液聚合法制备了一种新型球形木质素基树脂(LBR)。通过正交试验筛选制备LBR的工艺条件,得到制备LBR的优化工艺条件为：木质素磺酸钠用量10g,聚合反应温度190℃,葡萄糖用量5%(占木质素磺酸钠的质量分数),体系pH 0.5。在此优化条件下,制备的LBR产率达到37.75%。利用红外光谱、热重分析、X衍射分析、扫描电镜及Boehm滴定等分析测试手段对LBR的结构和物性进行了表征和测定,结果表明所制备的LBR是由随机样式极强的无定形高聚物组成,且负载有大量酸性基团（羧基、内酯基和酚羟基）;在低于250℃时,LBR具有良好的热稳定性;LBR呈现球形颗粒状,具有发达的微孔结构,较大的比表面积,有效粒径范围在1~10μm之间。此外,室温条件下,LBR对Cr(VI)的饱和吸附量高达74.29mg/g。     

生物质活性炭对模拟烟气汞吸附特性的实验研究

采用氯化锌作为活化剂制备生物质活性炭,在不同的氯化锌质量分数、活化时间、活化温度条件下,对不同的生物质原料进行活化、碳化,以制备所得活性炭对亚甲基蓝的脱色量为指标,进行正交设计优化.利用吸附性能较好的生物质活性炭,对其进行汞吸附实验.结果表明,生物质活性炭制备的优化工艺条件为:氯化锌质量分数50%,活化时间1.5h,活化温度600℃.在此条件下,毛豆杆活性炭对亚甲基蓝的脱色量为0.15mg/g,对汞4h的吸附量为0.015mg,穿透率为5.30%.由此得出,受原料、活化剂质量分数、活化时间和活化温度等影响,各种活性炭对亚甲基蓝的吸附效率都不同,毛豆杆活性炭对模拟烟气中汞的吸附效果最好,这与其微孔极发达有关.     

核桃壳活性炭的制备及其吸附苯酚特性

采用氯化锌-软锰矿活化法制备核桃壳活性炭并研究其对废水中苯酚的吸附特性,结果表明:软锰矿的投加量占原料的5%、氯化锌浓度为3 mol/L、剂料比为1、活化温度600℃、活化时间10min是活性炭的最佳制备条件。在此条件下亚甲基蓝脱色力是123mL/g,碘吸附值945mg/g。在18℃、pH=2条件下,0.5g核桃壳活性炭对50mL的50mg/L苯酚溶液吸附240min吸附效果最佳,吸附效果优于市煤质活性炭。     

粉末活性炭吸附2,4,6三氯酚的性能研究

针对粉末活性炭PAC吸附2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的性能进行了研究.考察了PAC炭种、投加量和温度3因素对2,4,6- TCP吸附效果的影响;建立了吸附动力学、等温吸附线以及吸附热力学模型;研究了PAC与预氧化联用技术对2,4,6- TCP的协同去除作用.结果表明,上述3个因素对2,4,6-TCP吸附效果影响均显著,其中PAC投加量的影响最大,PAC炭种其次,温度的影响最小.PAC可以快速有效地吸附水中的2,4,6-TCP,快速吸附期在前20 rmin,吸附容量可达到80％以上.拟二级动力学模型和Freundlich吸附等温线模型可分别较好地描述PAC对2,4,6-TCP的吸附行为.PAC吸附2,4,6-TCP的过程为自发、放热以及熵减的过程.PAC与预氧化联用技术可以提高对2,4,6-TCP的处理效果.     

抗金黄色葡萄球菌活性炭的制备及工艺优化

本研究采用浸渍法制备了良好抗菌性能的载铜活性炭。通过单因素Plackett －Burman （ PB）设计和Box－Behnken Design （ BBD）中心组合设计法,考察各工艺条件对所制备的载铜活性炭抗菌率的影响,确定制备载铜活性炭的最佳工艺条件为活化时间2h,氯化铜浓度为0．07 mol· L－1,浸渍时间2h,活化温度700℃,浸渍比3时,抗菌率达100％。另外,采用傅立叶红外光谱仪、比表面积及孔径分析仪表征了活性炭的孔结构及表面官能团,通过傅立叶红外光谱仪分析得知其表面基团存在较多的含氧基团,通过孔径及表面积分析可知活性炭主要以微孔为主,也有不少数量的中孔存在。     

木屑活性炭的制备及其对水中酸性红的吸附研究

运用磷酸浸渍硼酸催化法制备木屑活性炭,并进行了其对水中酸性红的平衡吸附实验.研究结果表明木屑活性炭制备的最佳工艺条件为：磷屑比为1：1,硼酸投加量为3％,活化温度为400℃,该条件下所制备的生物活性炭对酸性红的理论最大吸附量可达到442.40mg/g.相对于Freundlich方程,该活性炭对酸性红的吸附等温线与Langmuir方程拟合的更好.当吸附时间达到2h时活性炭吸附达到平衡,吸附过程能较好的拟合准二级动力学方程,吸附以化学吸附为主.     

柚皮基活性炭的微波制备及其对U(VI)的吸附

为探究U(VI)溶液初始浓度、溶液pH、活性炭投加量、吸附时间对U(VI)去除效果的影响,以农业废弃物柚子皮为原料、氯化锌为活化剂、微波为热源,制备了柚皮基活性炭,将制得的最优活性炭进行U(VI)吸附实验,并分析了其吸附动力学方程,探讨了其吸附U(VI)的机理。实验结果表明:在活化浓度为30%、活化剂浸渍时间为24 h、微波功率为700 W、辐照时间为90 s的条件下,柚皮基活性炭对碘的吸附值最高,达到769.9 mg/g;在U(VI)溶液初始质量浓度为5 mg/L、溶液pH为7、活性炭投加量为0.6 g/L、吸附时间为24 h时可以达到吸附平衡,U(VI)的饱和吸附容量为8.25 mg/g,吸附率为99.01%;其吸附U(VI)的行为符合准二级动力学模型,吸附U(VI)前后自身结构发生较大变化,柚皮基活性炭对U(VI)的吸附是一种以化学吸附为主、活性炭表面的羰基、CC、羟基和羧酸等官能团与U(VI)水解后的离子作用并存的吸附方式。     

活性炭对水中MTBE和BTEX的吸附性能

研究了活性炭对汽油成分苯系物(BTEX)和甲基叔丁基醚(MTBE)的吸附规律.结果表明:活性炭对BTEX和MTBE的吸附能力大小顺序为:乙苯＞邻二甲苯＞甲苯＞苯＞MTBE,其次序与污染物在水中的溶解度大小成反比例关系;椰壳炭是所考察活性炭中吸附性能最好、最稳定的炭型;在选炭的过程中,苯酚值可以有效地表征活性炭对于低浓度BTEX和MTBE的吸附性能.当苯系物与MTBE共同存在时,活性炭对于MTBE的吸附容量明显降低,对于苯系物的吸附容量基本没有改变.共存化合物的初始浓度越高,其竞争吸附效应越明显;相比单一竞争化合物,BTEX的混合共存更显著地降低活性炭对于MTBE的吸附.当BTEX和MTBE共存时,吸附性能较好的BTEX会将已经吸附的MTBE从活性炭上置换下来,导致了出水MTBE浓度突然升高的现象.