活性炭纤维在挥发性有机废气处理中的应用

因活性炭纤维比普通活性炭性能优异、吸附量大，吸附脱附速度快，因此被应用于挥发性有机废气中苯系物、醋酸丁酯、甲醇等的吸附．介绍了活性炭纤维的分类、制备工艺、结构和性能．并展望了活性炭纤维在环保领域挥发性有机废气处理中的应用前景．     

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。     

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.     

不同极性吸附质交替吸附对吸附性能的影响

研究四种吸附剂(两种市售活性炭和两种自制硅胶)对甲醇、正己烷和水蒸气的交替吸附性能以及动态吸附过程中吸附剂温度的的变化。结果表明:吸附顺序的不同对吸附剂最后总的吸附量没有较大的影响,相比先吸附正己烷对吸附剂的影响大于先吸附甲醇对吸附剂的影响;活性炭吸附少量的甲醇对水的吸附率影响较大,AC-1吸水率降低71.7%,AC-2降低98.4%;硅胶吸附少量的甲醇后再吸附水时吸附率为负,而先吸附少量的水后因为甲醇和水的互溶,所以硅胶吸附甲醇的效果会得到一定的提高,SG-1提高69.5%,SG-2提高了81.1%,因此在需要紧急处理时可以先短暂的吸附水之后再去吸附甲醇;甲醇的解吸率高于正己烷的解吸率,硅胶的解吸比活性炭的解吸的更彻底,解吸之后活性炭的吸附率明显降低,因此连续性长期使用可以选择硅胶作为吸附剂;AC、SG最大温差分别为23.3℃、13.5℃、18.2℃和21.4℃,AC-2对甲醇具有较大的吸附量,温度变化较小,为以后应用于醇类的吸附回收技术提供实验支撑。     

活性炭-甲醇回热型吸附式空调样机的改造和调试

在原活性炭-甲醇回热型吸附式空调样机的基础上,从工程技术的角度详细阐述活性炭-甲醇回热型吸附式空调样机的改造过程、调试过程以及其中的注意事项.原样机经过结构、水回路、测量控制线等方面的改造和调试后发现,改造后的样机比改造前的样机结构更紧凑,外表更美观.原样机的改造为吸附式空调样机的产业化奠定了基础.     

变压吸附法脱除甲醇裂解气中CO_CO_2研究

以活性炭和5A分子筛为吸附剂,建立双塔吸附试验,对变压吸附法脱除甲醇裂解气中CO_CO2进行研究。测定了293 K时CO和CO2分别在活性炭和5A分子筛上的吸附等温线和动态穿透曲线,并考察了复合床的填料比和再生方法对吸附性能的影响。结果表明,所选活性炭和5A分子筛对CO和CO2具有较大的静态和动态吸附量,且利用活性炭吸附CO2,5A分子筛吸附CO时甲醇裂解气中CO2和CO吸附和脱附效果更好;复合床活性炭/5A分子筛在填料比为40/20时床层利用率和杂质吸附量最高;H2吹扫法的再生效果优于抽真空法,吹扫气量为2.92 L/min时杂质脱除率较高且H2的消耗量合理,在变压吸附中将顺放气用作吹扫,可有效降低H2的消耗。     

太阳能吸附制冷用改性椰壳活性炭传热传质性能强化研究

为强化改性椰壳活性炭的传热传质性能,采用浸渍法制得H_3PO_4改性椰壳活性炭,并以此为载体,分别选用不同比例的铜粉和膨胀石墨制得复合吸附剂并测定了复合吸附剂的甲醇吸附容量曲线和解吸过程中的复合吸附剂温度变化曲线.实验结果表明,铜粉的添加强化了复合吸附剂的传热性能,但降低了复合吸附剂的传质性能和饱和吸附容量;而具有多孔特性和较高传热系数的膨胀石墨添加到H_3PO_4改性椰壳活性炭中制成的复合吸附剂,其传热传质性能均得到了强化,且膨胀石墨添加量为20%时,更有利于复合吸附剂的传热传质性能强化,适宜太阳能吸附制冷用改性椰壳活性炭的传热传质性能强化.     

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.     

废植物炭制活性炭的研究

研究废植物炭制活性炭的可行性及效果,探讨了以水蒸汽为活化介质时活化工艺条件对活性炭吸附性能的影响,确定了最佳活化工艺条件,并对活性炭的孔结构进行了分析探讨。结果表明,利用废植物炭制活性炭是可行的,得到的活性炭具有较高的吸附性能和丰富结构。废植物炭的种类和灰发含量决定其活性炭的吸附性能。活化后活性炭表面积的增加主要源于其微孔表面积的增加。     

掺氮TiO_2-活性炭复合吸附材料的制备与性能

通过浸渍法将制备的掺氮TiO2光催化剂负载到活性炭上制备掺氮TiO2-活性炭复合吸附材料,并对其吸附特性、可见光催化活性以及再生性能进行研究.结果表明:掺氮TiO2光催化剂具有较大的比表面积与良好的可见光吸收性能;活性炭对低浓度甲醛气体具有良好的吸附性能;掺氮TiO2的负载对活性炭颗粒的吸附性能影响甚微;掺氮TiO2-活性炭复合吸附材料具有优越的可见光再生性能,它实现了对低浓度挥发性有机化合物的吸附和光催化分解解耦,提高了活性炭的循环利用性能.     

活性碳纤维的制备及性能研究

系统地研究了活性碳纤维的KOH活化法与水蒸气活化法。比较了两种活化方法的活化条件。测量了比表面积,用碘值、苯值测定了活性碳纤维的吸附性能、脱附性能,用循环吸附、脱附方法研究了活性碳纤维的再生能力,并与颗粒状活性碳进行了比较,结果显示KOH活化的活性碳纤维无论从比表面积、微孔结构,还是在吸附、脱附性能上,都优于水蒸汽活化的活性碳纤维.     

太阳能固体吸附式制冰系统长期性能研究——甲醇热分解实验研究

本文对太阳能制冷系统在商业化过程中出现的长期性能下降问题进行了实验研究与理论分析．对甲醇在活性炭微孔表面的热分解进行了理论及试验研究,得出了甲醇热分解可能的分解机理,采用分析化学中常用的质谱、色谱技术测定了甲醇的热分解产物及热分解速率,优选出了一种最适合于吸附器结构材料的金属．     

回热型吸附式空调动态特性

基于在回热型吸附式空调样机上开展的大量实验，研究了有关时间因素（如回热时间，回质时间，半周期时间等）对样机性能制冷系数COP和单位质量制冷功率SCP的影响，分析了SCP的瞬态特性，实际循环p-T图的特点，从而探索回热型吸附式空调的动态特性，为进一步改进其性能打下基础。     

HFC410A制冷系统能量回收用滑片膨胀机的试验研究

为了减小hydro-fluorocarbons(HFCs)制冷系统在节流过程中的能量损失,提高系统的效率(COP),开发出一种代替节流阀的滑片膨胀机样机,并对样机的性能进行了测试.结果表明,该样机可以满足HFCs工质在膨胀过程中的高容积比的要求.在以HFC410A为工质的制冷系统中,当空调工况下膨胀过程的容积比达到7.48时,样机运行稳定;在1 100～1 200r/min的最佳运行转速下,样机等熵效率最高,对应的容积效率为20.58%.在滑片底部安装弹簧后,样机的容积效率提高到44.27%,等熵效率由原来的20.26%提高到32.07%.与节流阀系统相比,滑片膨胀机样机系统的COP提高了6.49%,达到了3.59.     

高活性活性炭的制备和应用研究

以农业废弃物果壳(花生壳、核桃壳)为原料制备应用于治理废水中持久性有机污染物的高活性活性炭。研究制备方法和吸附工艺参数对材料吸附容量的影响。实验表明,以果壳为原料制成的高活性活性炭对合成染料、芳香族胺类和酚类的饱和吸附容量分别为:阳离子蓝染料123 mg/g、苯胺5.7 mg/g和苯酚3.5 mg/g,具有优良的吸附能力。     

涡旋制冷压缩机外部冷却的研究

为具有外冷结构的涡旋制冷压缩机的工作过程建立了热力学模型,并研制了实验室样机,该压缩机的冷却结构可以深入到样机内部,其冷却效果更好.在搭建的相关冷却水循环回路中对无水冷和不同进口水温下的性能参数进行了测试,结果表明:相对于无水冷的工况,当进口水温为25℃时,输入功和排气温度分别降低了11.9%和36%,制冷量和容积效率分别提高了11%和12.7%,系统的制冷系数COP提高了26.2%;对于有水冷的工况,当进水温度从55℃降低到15℃时,系统的COP约提高1.5%,排气温度从86℃降低到64℃,降低了22℃,水和压缩机的换热量从1 261W升高到2 507W,提高了1 246W.模拟结果与实验结果吻合良好.     

活性炭自水溶液吸附苯酚的热力学探讨

研究了活性炭自水溶液吸附苯酚的吸附规律和机理，对不同吸附温度和溶液pH值下吸附常数和热力学函数进行了估算，结果表明：活性炭自水溶液吸附苯酚符合Langmuir模型；低温度低pH值下苯酚被吸附的量大，熵增效应小，而高温度高pH值下苯酚被吸附的量小，熵增效应大，整个吸附过程中熵增效应随吸附量的增加而减少。     

FeCl3-CO2体系改性活性炭的研究

以FeCl₃为催化剂，用CO₂对原料炭（LAC）进行改性。用乙醇、亚甲基蓝和VB₁₂表征其吸附性能；氮气吸附（温度为77K）方法测定活性炭的孔结构，计算其BET比表面积；密度函数理论（DFT）表征其孔径分布。实验结果表明，改性后活性炭的BET比表面积和总孔容增加了1倍，使改性后活性炭对乙醇、亚甲基蓝和VB₁₂的吸附量都有显著提高，且改性后活性炭的孔径分布更趋均匀。