褐煤基中孔磁性活性炭的制备

以宝日希勒褐煤为原料、Fe3O4为磁性添加剂,采用水蒸气活化法制备磁性活性炭.考察Fe3O4添加量、活化温度、活化时间和水蒸气通量对活性炭孔结构发育的影响,采用振动样品磁强计（VSM）对活性炭的磁性能进行表征.结果表明：随着Fe3O4添加量的升高,活性炭的磁性能逐渐增强,当Fe3O4的添加量达到6 g/100 g煤时,活性炭的比磁化率达到20.162×10^-7 m^3/kg,满足强磁场磁选回收的要求;Fe3O4添加降低了活性炭的烧失率,从而影响孔结构发育;活性炭的亚甲蓝值和碘值随着活化温度的升高而增大,至烧失率为71.92％时,活性炭的孔结构仍处于发育阶段;而活化时间和水蒸气通量增大使得碘值和亚甲蓝值先增大后减小,并在烧失率50％ ～60％处出现峰值;添加Fe3O4能促进磁性活性炭的中孔发育,在烧失率相近的情况下,100 g煤中添加6g Fe3O4可以得到比表面积、中孔孔容和中孔率分别为509.14 m^2/g、0.241 cm^3/g和58.1％的磁性活性炭样品.     

中等比表面积高容量活性炭电极材料制备和表征

以天然高分子椰壳为原料,采用ZnCl2,预活化和CO2/水蒸气活化的二次活化法制备活性炭.用氮气吸附和傅里叶红外表征活性炭材料的比表面积,孔结构以及表面化学性质.结果显示,所制备的活性炭比表面积和孔径可调,中孔率为16.3%～36.9%.经首步活化的中间炭具有丰富的微孔和表面官能团,并随着第二步活化时间的增加逐渐分解,同时伴随着炭烧失率增加,导致比表面积、孔容和孔径的增大.以制备的活性炭作为电极材料,6 mol·L-1 KOH电解液构成模拟电容器.采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法研究了其电化学性能.结果显示,含氧官能团增加了活性炭表面的润湿性,并对比电容的增加有较大的贡献;而炭材料的比表面积增加对比电容有负面影响.中等比表面积968 m2·g-1样品的比电容达到278 F·g-1,面积比电容高达29μF·cm-2.     

四种活性炭吸附典型内分泌干扰物DBP的特性研究

在测定4种颗粒状活性炭常规性能指标（比表面积、亚甲基兰值、碘值、苯酚值）的基础上,测定了4种活性炭对水中微量内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的吸附等温线以及吸附效果,同时对活性炭的电化学再生进行了研究.结果表明:35℃时,4种活性炭均能有效地去除DBP,去除率高达90％以上;煤质1.0、煤质1.5、果壳和椰壳饱和吸附量分别为52.52 mg/g、29.90 mg/g、159.3 mg/g和147.2 mg/g.根据Langmuir和Freundlich吸附模型对DBP吸附等温线进行拟合,更符合Freundlich模型.活性炭对DBP吸附量的大小与其比表面积、亚甲基兰吸附量、碘值、苯酚值存在一定的关系,为选择合适的活性炭来处理水中微量邻苯二甲酸类化合物提供参考依据.     

Mangosteen peel-derived activated carbon for supercapacitors

This work reports the effects of activation temperatures on the porous development and electrochemical performance of activated carbons. Herein, activated carbons were prepared from the biowaste of mangosteen peel by using KOH activation at temperatures of 400, 600, and 800 ?°C. The results demonstrate that the specific surface area increases with increasing the activation temperatures in which the well-developed porous structure after KOH activation at 800 ?°C provides the highest specific surface area of 1039 ?m² ?g^?1. At 600 ?°C, the activated carbon delivers the highest specific capacitance value of 182 ?F ?g^?1 ?at a current density of 0.5 ?A ?g^?1 in 3 ?M KOH aqueous electrolyte. This is correlated well with its high micropore fractions (99%). Moreover, it was found that the activation temperature changes the major contribution of oxygen-containing functional group on surface of activated carbon, which is beneficial for the enhancement of the specific capacitance value of activated carbon at the temperature of 600 ?°C. This work suggests that the activation temperature is a key to optimizing the electrochemical performance of activated carbons. Overall, our activated carbons can be considered as a strong candidate for use as electrode materials in supercapacitors.     

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。     

水蒸气活化制备生物质活性炭的实验研究

以稻壳、花生壳和玉米芯为原料,采用物理活化法以水蒸气为活化剂制备得到活性炭.分析了水蒸气活化机理,并通过对活性炭得率高低、亚甲基蓝脱色效果强弱的比较,讨论了活化时间(t)、活化温度(T)和水蒸气流量(QH2O)对活性炭的炭活化得率(Cyield)和吸附性能的影响.实验结果表明:随着t的延长和T的升高,3种原料制得的Cyield不断降低,活性炭的吸附性能先升高后降低;随着QH2O的增加,Cyield先降低后升高,活性炭的吸附性能先升高后降低.通过比较,得出玉米芯是3种原料中最佳的制备活性炭的物质,其最佳工艺条件为T=800 ℃,t=90 min 和QH2O=15 mL/h,所制备的活性炭得率为26.18%,亚甲基蓝吸附值为150 mL/g,比表面积为924.48 m2/g,孔平均尺寸为2.4 nm.     

不同活化方法对开心果壳活性炭的孔结构影响

以开心果壳为原料制备活性炭,通过在-196 ℃下测定活性炭的氮气吸附等温线,探讨ZnCl₂法、KCl法以及ZnCl₂-KCl-H₂O联合活化法对活性炭孔结构的影响.研究表明:ZnCl₂法制备的开心果果壳活性炭以微孔为主,采用40%ZnCl₂溶液浸渍,在500 ℃下活化1.5 h后得到的活性炭的比表面积为630 m²·g^-1;单独KCl活化法不能起到较好的活化效果;对于ZnCl₂活化法和KCl活化法,增加水蒸气活化都能增强活化效果,尤其对KCl活化的增强效果最为明显,使其比表面积增大近9倍,但其孔结构仍是微孔为主;ZnCl₂-KCl-H₂O联合活化法能有效增加活性炭的中孔,采用40%ZnCl₂和6%KCl溶液浸渍,在900 ℃下活化1.5 h后得到的活性炭的中孔添加量为0.10 cm³·g^-1,比表面为740 m²·g^-1,中孔孔径集中在4 nm.     

不同种类活性炭对甲苯吸附再生性能研究

研究了不同种类的活性炭样品(原料为椰壳、焦油、木质、果壳)对甲苯的吸附再生性能,分析了温度及活性炭的物理结构性质对甲苯吸附行为的影响。扫描电镜(SEM)、比表面积及孔体积测试、甲苯吸脱附(甲苯-TPD)等表征结果表明,原料为椰壳和焦油的活性炭的甲苯吸附量及吸附强度相对较大,原因可能为微孔结构有利于甲苯吸附。吸附评价结果表明,微孔内甲苯的吸附扩散需要一定的活化温度,原料为椰壳的活性炭吸附性能最好,并且经过10次重复再生实验,其饱和吸附能力仍可达90%以上。     

Effect of microstructure and surface chemistry in liquid-phase adsorptive nicotine by almond-shell-based activated carbon

The effect of microstructure and surface chemistry on nicotine adsorption capacity of almond-shell-based activated carbon was studied.Almond-shell-based activated carbon was reactivated or modified with steam,ZnCl2and NaHSO4separately.The surface area and pore structure parameters of activated carbon were determined from the adsorption-desorption isotherm of nitrogen at 77K.Boehm titration and FTIR were explored to determine the surface oxygen groups.The results revealed that nicotine adsorption from solution on carbons depend on the micropores and phenolic groups.A strong correlation between the amounts of adsorbed nicotine and the phenolic groups was observed,whereas the higher amounts of carboxylic groups decrease the nicotine adsorption capacity on activated carbons.     

核桃壳真空化学活化制备活性炭

采用真空化学活化法,以核桃壳为原料,氯化锌为活化剂制备活性炭,探讨体系压力、活化温度、浸渍比对活性炭比表面积、孔径分布、碘值和亚甲基蓝值以及表面性质的影响。研究结果表明,30 kPa时制备的活性炭其比表面积和总孔体积比常压条件时分别提高了27%和25%;在低压条件下有利于微孔的形成,在高浸渍比的条件下有利于中孔的形成。在体系压力为30 kPa,活化温度为450℃,浸渍比为2.0时,所得活性炭的BET比表面积为1 800 m2/g,总孔体积为1.176 cm3/g,等电点为9.15,碘吸附量为1 050 mg/g,亚甲基蓝吸附量为315 mg/g。     

鸡内金活性炭对酸碱性染料的吸附

以鸡内金(ECGG)为原料,在氩气保护下,先在450℃下高温炭化,后添加KOH作为活化剂,分别选取800、900、1 000℃作为活化温度,制备出3种类型活性炭(ECGG-800、EGGG-900和EGGG-1000).对3种类型活性炭表征分析,并选取ECGG-900做酸性品红和亚甲基蓝的吸附饱和,进行2种最常用的吸附模型Freundlich和Langmuir的拟合.结果表明,用Freundlich吸附等温线模型能解释鸡内金活性炭对酸性染料的吸附;而对于碱性染料的吸附,则Langmuir吸附等温线模型更有说服力;且该活性炭对酸性品红、亚甲基蓝的吸附量分别可达1.682 g/g和2.045 g/g.随着吸附时间的延长,3种活性炭对染料的去除率也随即增大.鸡内金活性炭对处理酸性和碱性染料效果均佳,是一种具有发展潜力的吸附剂.     

活性炭在过氧化氢氧化脱除二苯并噻吩中的催化作用

研究了几种活性炭在过氧化氢氧化二苯并噻吩(DBT)中的催化性能、氧化脱除机理以及碳表面化学对催化性能的影响。考察了活性炭的吸附性能与催化性能以及两者之间的关系、DBT在活性炭上的动态反应活性以及水相pH对其吸附性能和催化性能的影响;并将一种木质活性炭经过3种表面处理,研究了活性炭的表面化学对其催化性能的影响。结果表明:活性炭在过氧化氢氧化DBT中具有较高的催化活性,正辛烷中的DBT转化率可达到81%以上;木质粉末活性炭对DBT的吸附性能优于果壳炭和煤质颗粒活性炭;吸附容量大的活性炭,其催化性能也好;DBT在催化性能高的活性炭作用下的动态反应活性也高;水相pH在低于2的条件下有利于DBT在活性炭上的吸附和催化氧化。DBT的氧化脱除强烈依赖于表面羰基量,是由于表面羰基能加速过氧化氢产生自由基。     

氢氧化钾活化法制备淀粉活性炭电极材料

以KOH为活化剂、氧化交联淀粉为原料制备了超级电容器用电极材料.最佳工艺条件是:活化温度850℃,活化保温1.5 h,碱炭质量比为2∶1.在该条件下制备的淀粉活性炭具有较高的比表面积(1 493.9 m2/g)和高比容量(218 F/g).通过氮吸附表征其孔结构.以其作为电极材料组装在模拟超级电容器中进行充放电性能和循环伏安法测试,在300 mg/g KOH水系电解质溶液、较高电流密度下,最佳制备工艺条件下所制备的活性炭表现出较好的电容特性.     

澳洲坚果壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能

研究了澳洲坚果壳活性炭对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附特性.结果显示:该活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附受pH值、振荡时间、温度等影响,且Langmuir等温方程和Freundlich等温方程都能很好地描述澳洲坚果壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附,其吸附主要为单分子层的物理吸附.     

活性炭疏水改性及其在高湿环境下对气态碘的吸附性能研究

为了提高活性炭在高湿地区对气态碘的吸附性能,采用十三氟辛基三乙氧基硅烷为疏水改性剂,椰壳活性炭为载体,对活性炭进行疏水改性。首先利用接触角分析仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、比表面积分析、能谱分析(energy dispersive spectroscopy,EDS)等手段表征其结构和疏水性能。然后通过气态碘的吸附实验探究改性活性炭在高湿环境下对气态碘的吸附性能,同时考察了温度、速度对其吸附性能的影响规律。表征结果表面,改性处理后的活性炭对水的静态接触角为152°疏水性良好,扫描电子显微镜、能谱分析均证实活性炭表面覆盖了疏水薄膜且疏水改性对活性炭的孔隙结构影响小。实验结果表明,改性后的活性炭具有良好的选择吸附性。环境湿度的增加对活性炭吸附性能影响较小,随湿度增加活性炭对气态碘的吸附量仅下降了20.02%,而改性前的活性炭吸附量下降了78.26%,改性前后最大吸附系数差值为99.94 mg/g。气流温度、速度和压力对吸附性能产生一定影响,过高的温度和速度会使活性炭的吸附能力下降,压力的增加会使活性炭的吸附能力上升。     

阔叶材木炭水蒸气活化的最佳工艺条件的研究

<正>试验表明:水蒸气用量的变化对活性炭的亚甲蓝脱色力的影响特别显著;活化温度和活化时间有显著影响;所有这些条件对活性炭的得率都有特别显著的影响。市售阔叶材木炭制取脱色力较高的活性炭(0.15％亚甲蓝溶液170ml/g)的最佳条件为:水蒸气用量1:1.31——干炭(g):水(ml);活化温度900℃;活化时间4h;活性炭得率为15.1％。从市售阔叶材木炭制取得率较高(达44.2％)的亚甲蓝脱色力为110ml/g的活性炭可用水蒸气(1:0.87)在850℃活化2h。     

表面改性活性炭的制备及其去除污水中Cd~(2+)的试验研究

以花生壳生物质炭(PSB)为原料,采用KOH活化法制备了比表面积为461 m2·g-1的花生壳活性炭(K-PSB),利用氮气吸附脱附等温线、SEM等对样品进行了表征,并将孔隙结构发达的花生壳活性炭用于重金属Cd2+的吸附,考察反应时间、溶液p H值、花生壳活性炭的投加量等对Cd2+吸附的影响。结果表明:随着吸附时间的推移,Cd2+的吸附量逐渐增加直至达到平衡,当Cd2+浓度为50 mg·L-1,PH值等于6,投加量为1 g·L-1时,花生壳活性炭对Cd2+的吸附效果最佳;该吸附是一个吸热反应,随着温度的增加,吸附量逐渐增大。     

夏威夷果壳活性炭的制备及U(VI)去除机理研究

研究以氢氧化钾(KOH)为改性剂制备夏威夷果壳活性炭去除U(VI)。除铀机理为吸附剂活化过程中增加了醚基、羰基、羧基的含量和比表面积,实验最大吸附量为9.63 mg/g、去除率94.6%。动力学分析表明吸附过程化学吸附优于物理吸附,吸附等温线分析表明吸附过程既有单分子层吸附又有多层吸附且反应容易进行,热力学分析表明吸附过程是自发的吸热反应。     

A Study on the Surface Structures of Viscose-based Activated Carbon Fiber by FT-IR Spectroscopy and XPS

Using viscose fiber (VF) as starting material and common steam as activating agent, formation of oxygen structures in activated carbon fiber is investigated. In the preparation of samples, VF was first heated at temperatures between 450℃ and 900℃ in N_2 artmosphere. Then, in a successive activation stage, the product carbonized at 600℃ was activated in steam at 450-900℃ for 30 min, and at 600℃ for 5-30 min. The other carbonization products were activated at 600 and 900℃ for 30 min respectively. The products activated at 900℃ were then activated at 450℃ for 30 min again. The starting materiah carbonized products and all activation products were examined by FT-IR spectroscopy and some products were examined by X-ray photoelectron spectroscope (XPS). And the yields of the carbonized and activated products were calculated. By analysing these spectra, the amount of oxygen-containing functional groups of the activated products attained under various activation time, various activation temperature and     

吸附电解氧化去除水中邻苯二甲酸二丁酯

摘要:邻苯二甲酸酯（Phthalic acid esters，PAEs）具有致突变、致癌和致畸形的特点，严重干扰人类的内分泌系统，特别是生殖系统.邻苯二甲酸二丁酯（Dibutyl phthalate，DBP）是目前最常用的邻苯二甲酸酯类增塑剂之一，具有很大的毒性和积累性，已被中国环境保护部列为优先控制污染物.本文以DBP为研究对象，分别采用活性炭吸附、电解、吸附电解耦合技术对水中DBP的去除进行了研究.结果表明:吸附电解耦合技术具有协同作用能力，果壳活性炭进行吸附电解150min，DBP去除率为62.6％，高于果壳活性炭单独吸附150min的去除率（8.6％）与单独电解150min去除率（36.8％）之和.吸附电解的机理研究表明:活性炭可以强化电解对DBP的氧化作用，同时，电解可对活性炭进行再生，延长活性炭吸附饱和时间，提高活性炭的吸附量，两者表现为互相促进协同作用.