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。     

物理活化法制备椰壳活性炭研究

以椰壳炭化料为原料采用水蒸气活化法在不同操作条件下制备得到各种椰壳活性炭.分别研究了水蒸气活化实验中活化时间和活化温度对活性炭的得率、活性炭碘值和苯酚吸附值的影响关系.实验结果表明,活化温度是水蒸气活化法制备椰壳活性炭的最重要的影响因素.在实验范围内,水蒸气活化法制备椰壳活性炭时,宜将活化温度选择在850℃左右,活化时间为120min.     

生物增强活性炭技术处理微污染源水的研究

采用不同的筛选分离技术,从试验源水中分离出8株优势菌种,经过反复驯化培养,形成具有高效生物降解能力的高活性菌群.利用高活性菌群,采用人工循环固定方式形成生物增强活性炭工艺,进行其长期运行效能的试验研究.实验结果表明,生物增强活性炭工艺能够有效去除微污染源水的各类有机物,处理效能显著高于常规工艺和臭氧化工艺.源水经生物增强活性炭工艺处理后,其对氨氮的平均去除率为58.34%,对CODMn的平均去除率43.5%,对UV254的平均去除率57.4%,对TOC的平均去除率40.2%.经过色质联机检验,水中的各类微量有机物的种类和含量均有了显著的降低.     

活性炭制备及其应用进展

活性炭是一种由含碳材料制成的、内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的碳素材料,可用作吸附材料和催化剂载体,广泛应用于工农业及日常生活中。对活性炭的理化特性进行了简要的概述,详细介绍了活性炭制备原料、制备方法、改性以及在各个领域中的研究应用,并介绍了作者在该领域所开展的工作。     

超低灰煤制备优质活性炭的研究

从炭化物的灰分对煤基活性炭吸附性能的影响出发，对摩擦电选生产的超低灰煤（灰分低于2％）制备活性炭进行了研究，制备出友分为3.9％，比表面达1312m2／g,碘值达1165mg／g，强度达96％的优质活性炭。     

生物活性炭工艺处理黄河微污染源水研究

随着《城市供水水质标准》（CJ／T206—2005）的颁布实施，对自来水厂的出水水质提出了更高的要求。生物活性炭滤池对黄河微污染源水有较好的去除效果，其对CODMn、UV254、总藻、Chla、三氯甲烷生成势、色度的去除率分别为15．7％-38．8％，24．7％-49．7％，24％-100％，30％-87．8％，20．6％-46．6％，25％-66．6％。     

沥青氧化纤维制备活性炭纤维过程中孔隙结构的变化

以通用级沥青氧化纤维为原料经水蒸气活化制得沥青基活性炭纤维(PACF),讨论了工艺参数对PACF的比表面积、孔结构(孔容、孔径大小及分布)的影响。结果表明,PACF的比表面积随着活化温度的提高(850～950℃)而增加,同时,孔径变大,孔径分布变宽;在相同最终活化温度下(900℃),PACF的孔径及其分布随着水蒸气通入温度的不同而发生变化。     

酚醛树脂基球形活性炭的制备及其吸附性能

对球形酚醛树脂制备活性炭的方法进行了优化并探讨了其吸附性能.分别对合成球形酚醛树脂过程中所用原料、转速进行了筛选,优化了由酚醛树脂制备活性炭的炭化和水蒸气活化过程,并考察了活性炭的吸附性能.对吸附性能优异的活性炭进行了氮气吸附-脱附等温线、比表面积及微孔体积的测定.结果表明:苯酚、甲醛和三乙烯四胺为合成球形酚醛树脂的最佳原料,三者的物质的量比为1∶1.13∶0.04.在转速为600 r/min时可获得粒径为0.35~0.50 mm的球形酚醛树脂.酚醛树脂经过600 ℃炭化和800 ℃活化过程制得球形活性炭.活性炭符合IUPAC定义的I型吸附曲线,孔径分布以微孔(0.5~2 nm)为主,比表面积可达1 431.89 m²/g,对DL-β氨基异丁酸和α-淀粉酶的吸附效率分别为63.41%和19.77%.     

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.     

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.     

活性炭孔结构的混合碱改性

具有较大比表面积的且以微孔孔隙居多的活性炭对气体小分子具有较好的吸附性能,以椰壳活性炭为原料、KOH/NaOH为活化扩孔剂,考察了温度、时间以及KOH与NaOH的质量比对活性炭孔隙结构的影响,使用N2在77 K下对产品活性炭进行表征测试。表征结果表明,当m(KHO)∶m(NaOH)为4∶1、溶液浓度为50%时,活性炭在600℃下活化4 h所得的活性炭产品平均孔径最大。对比HK模型和DFT模型对微孔活性炭孔径分布的分析结果,表明DFT模型更符合实际情况。经过孔结构改性的活性炭对CH4与CO2吸附能力均有提高。     

活性炭吸附二氧化碳性能的研究

采用常压流动吸附法研究了活性炭吸附剂在二氧化碳/氮气体系中对二氧化碳的动态吸附性能,比较了其吸附量、吸附穿透曲线和吸附性能的差异,研究了活性炭的比表面积、孔径分布及表面官能团对其二氧化碳吸附性能的影响。结果表明,原料煤的性质影响活性炭对二氧化碳的吸附性能;二氧化碳的吸附量与吸附剂的比表面积、孔径分布有关,但孔径分布是主要的因素。吸附剂的孔径分布在0.5～1.7nm范围内时,有利于对二氧化碳的吸附;经多次循环吸脱附后,吸附剂对二氧化碳的吸附量略有减小并达到恒定值,孔容小和孔径分布窄的吸附剂的吸附量衰减较快。     

粘胶基活性碳纤维的微观结构

分析了在真空设备中经碳化活化工艺制备的粘胶基活性碳纤维 (ACF)的微观结构。X-射线衍射 (XRD)分析了 ACF的晶体结构 ,结果证实所制备的 ACF为类石墨微晶结构 ,得到了微晶结构参数 ;借助扫描电镜 (SEM)观察了粘胶纤维、ACF的横截面和纵向外观形貌 ;氮吸附法 (BET法 )研究了 ACF的孔结构 ,测定出制备的 ACF比表面积为 1717m2 / g,孔径分布为 92 %的孔径 <2 nm。     

稻壳活性炭的制备及在水质净化中的应用

以稻壳为原料制备了高比表面积的粉末活性炭,对其进行了表征,并将其用于自来水源水净化．研究结果表明,稻壳活性炭的碘吸附值和比表面积分别为1010mg/g和1923m^2／g;稻壳炭和商品炭对水中浊度的去除效果基本相同,对高锰酸盐指数的去除率分别为61％和50％;水样处理前后的GC-MS测试结果表明,稻壳炭和商品炭对自来水源水中有机物的去除率分别为71％和45％．制备的稻壳活性炭具有优良的吸附能力．     

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。     

过渡族金属对球形活性炭孔结构与吸附性能的影响

通过在线型酚醛树脂中添加氯化亚铁、氯化钴、氯化镍 ,成功制备出 3种具有不同孔结构的球形活性炭 ,利用氮吸附法和液相吸附对所制备活性炭的孔结构及吸附性能进行了研究。结果表明 ,添加过渡族金属加快了炭 -水反应的速率 ,其中铁的作用最大。添加铁的试样具有 3～ 5 nm及 10～ 10 0 nm之间中孔和大孔 ;添加镍的试样具有 2 0～ 10 0 nm之间的中孔和大孔 ;添加钴对中孔的发育没有明显作用。添加铁的试样对肌酐和维生素 B1 2 的饱和吸附量最大 ,添加镍的试样次之 ,添加钴的试样最小     

用煤焦油沥青制备优质活性炭的研究

以煤焦油沥青为原料,使用KCNS溶液活化处理,选择适宜的工艺条件,制备出优质的活性炭.讨论了煤焦油沥青热处理温度、中间相沥青的粒径、KCNS溶液的浓度、KCNS溶液与中间相沥青的液固比、炭化温度、炭化时间、活化温度、活化时间等主要因素对活性炭性能的影响.结果表明,在适宜的工艺条件下制备的活性炭,强度为90.4%,比表面积为2601.0m2/g,吸碘值为2216.7mg/g,吸苯值为1099.1mg/g,吸亚甲基蓝值为397.5mg/g,产品性能优良.图1,表8,参7.     

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。