活性炭改性的研究进展

介绍了活性炭的改性原理，概述了活性炭物理法改性和化学法改性的研究进展；指出了改性活性炭在“三废”处理中的发展方向是：加强对去除污染物活性炭界面活性剂、活性炭电化学改性、活性炭负载纳米TiO2的光催化与活性炭生物吸附的研究。     

碳氟表面活性剂改性活性炭对罗丹明染料的吸附性能

以十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、曲拉通、阴离子碳氟表面活性剂FS-62和非离子碳氟表面活性剂FS-3100为改性剂对颗粒活性炭进行改性,并将改性活性炭用于模拟废水中罗丹明B染料的吸附脱色性能研究。考察了活性炭吸附过程中改性剂种类、改性活性炭用量、吸附时间、体系温度等因素对活性炭吸附性能的影响。正交实验结果表明,碳氟表面活性剂FS-62改性活性炭用量为0.3 g/L、吸附时间为40 min、体系温度为70℃条件下,改性活性炭对罗丹明染料的脱色率较高。利用扫描电子显微镜分析了活性炭改性前后的形貌特征,并初步探究了FS-62改性活性炭对罗丹明染料的脱色吸附反应动力学特性。     

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。     

还原改性活性炭吸附染料废水及其吸附动力学

采用高温氮气、氨水还原改性椰壳活性炭,以增强活性炭表面的非极性。通过BET(Brunauer Eunett,Teller)比表面积、孔径分布、元素分析、FT-IR,零电荷点(pHpzc)等对改性活性炭的孔结构和表面化学性质进行表征。采用静态吸附实验研究了改性活性炭对染料废水的吸附性能。结果表明活性炭通过高温氮气、氨水还原改性能够提高活性炭的表面极性;;并且能够增加活性炭孔数量提高比表面积。500℃氮气氛围和15%氨水还原改性,活性炭的非极性吸附得到显著提高,比原料炭的脱色率提高了22.7%、19.1%;COD的去除率达到96.9%,96.3%。动力学研究表明,改性活性炭对染料废水的吸附符合准二级动力学模型。     

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.     

胺接枝活性炭的制备及其对CO_2的吸附性能

将胺基改性应用到沥青基球形活性炭上制备改性活性炭。分别考察了改性温度、接枝胺基种类和前处理条件对制得的改性活性炭吸附CO2能力的影响,结果表明400℃下,乙二胺氧化接枝的沥青基球形活性炭吸附CO2能力最强,吸附量可达12.35mg/g。     

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。     

改性活性炭对污水厂尾水深度处理的实验研究

针对城市污水处理厂的尾水,研究改性活性炭吸附对其中污染物的去除效果。用硝酸对粉末活性炭进行改性处理,以聚合氯化铝为混凝剂,对原水进行预处理。对活性炭改性前后进行表征,研究其对水体中污染物的去除效果,讨论改性活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对改性活性炭吸附效果的影响。结果表明:活性炭改性后各水质指标的去除率均有显著提高。改性活性炭的最佳投加量、pH、吸附时间分别为1.0g/L、7、300min。水质指标TCOD、DCOD、NH3-N、TP的去除率分别可达80.7%、71.7%、66.4%、90.3%。     

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。     

改性活性炭合成醋酸乙烯固定床催化剂的实验研究

为提高乙炔气相法合成醋酸乙烯固定床催化剂的效率,增加乙炔气相法固定床工艺合成醋酸乙烯的产量,使用H2O2改进活性炭载体特性的方法,考察了活性炭改性时间、改性温度、改性剂用量对活性炭改性制得的合成醋酸乙烯固定床催化剂生产能力的影响.90℃下,用体积分数30%的H2O2对活性炭改性3 h.结果表明,改性后的活性炭作为催化剂载体的合成醋酸乙烯固定床催化剂的生产能力从1.92 g/(d.mL)提高到2.2 g/(d.mL).     

脱硫活性碳纤维改性及再生技术研究进展

工业脱硫成本较高、脱硫剂难再生和脱硫产物难利用,采用吸附性能和再生性能优越的活性炭 纤维作为脱硫剂极具前景。 首先阐述了活性碳纤维吸附—氧化—水合整个脱硫过程,分析了表面官能团对 ACF 吸附催化效率的影响。 总结出在吸附和氧化前,基于碱性含氧官能团及含氮官能团的调控对 ACF 进行 改性可显著提升其脱硫率。 而水合生成硫酸后,对 ACF 再生可将孔内污染物洗脱或分解,还原活性位,实现 循环脱硫。 然后对活性碳纤维改性及再生方法进行归纳:改性方法主要基于 ACF 物理结构和表面官能团种 类、数量的调整,瓶颈在于难以分离孔隙和官能团的耦合影响;再生方法主要靠外部供能,使吸附质分子和产 物脱附或直接分解,但碳损耗大、能耗高、产物利用率低。 最后对未来脱硫活性碳纤维改性及再生技术研究 方向提出建议,以供制备高性能脱硫剂参考。     

活性炭的改性、回收、再生及应用的研究进展

本文重点对活性炭的改性和再生方法及活性炭应用的研究进展进行了综述。重点阐述了几种改性方法的优缺点,对热再生、化学药品再生、微波/超声波再生、光催化再生及Fenton再生等不同的再生方法进行了讨论,并介绍了改性活性炭在水净化、空气净化、重金属回收等方面的应用。     

椰壳类活性炭高温改性及吸附铝电解质熔盐中K~+的性能

利用SEM,ASAP2000M和FTIR对高温改性前后的椰壳活性炭的表面性能进行检测分析,并通过吸附铝电解质熔盐中K~+的实验对吸附动力学过程进行分析,研究高温改性对活性炭表面性能的影响和高温改性后活性炭吸附熔盐中K~+的性能.表面性能检测的分析结果表明,活性炭经过高温改性后比表面积由918 m~2/g提升至2 544 m~2/g,表面孔径分布得到优化,并且具有去除表面杂质的作用;同时,高温改性前后活性炭的表面官能团种类没有发生明显变化,说明高温改性后的活性炭能够在铝电解质熔盐中保持稳定的结构.吸附实验数据的分析结果表明,活性炭在铝电解质熔盐中吸附K~+的过程符合准二级动力学模型;并且,经35 min后达到吸附平衡,K~+最大吸附量为20.8 mg/g.     

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.     

硫磺改性吸附剂脱除实验室中气态汞的实验研究

文章采用冷原子吸收法,选用经硫磺改性的活性炭和沸石对实验室中气态汞的吸附性能进行了实验研究。结果表明,改性后的活性炭和沸石对气态汞的脱汞率均有明显的提高,如对汞质量浓度560μg/m3的汞蒸气,负载8%硫的活性炭的脱汞率为90%,而未改性的活性炭的脱汞率为77%,负载8%硫的沸石相比于未改性的沸石的脱汞率由47%提升到67%。从经济角度分析,沸石脱汞比活性炭的经济效益更好。     

废菌渣活性炭对苯酚和铜离子的吸附性能分析

以废菌渣为原料,采用硫酸铝与硝酸复合改性制备废菌渣活性炭,应用红外光谱分析和等电点进行表征,并对活性炭吸附苯酚、铜离子的动力学与等温线进行拟合分析.实验结果表明:活性炭具有芳香共轭结构,表面富含多种官能团,有利于对苯酚、铜离子的吸附;活性炭对苯酚、铜离子的吸附满足二级动力学模型,且颗粒内扩散不是控制吸附速率的主要步骤;活性炭对苯酚的吸附为自发放热的优惠吸附,而对铜离子的吸附为自发吸热的优惠吸附,符合Freundlich等温吸附模型;双组分等温吸附仍满足Freundlich等温吸附模型,苯酚与铜离子在活性炭上的吸附表现为协同作用;活性炭对苯酚的吸附机理主要为疏水键力,而对铜离子的吸附机理主要为离子交换和配位作用.     

酸碱连续改性木质活性炭及其吸附水中苯酚的动力学研究

为了了解木质活性炭酸碱连续改性前后其表征变化及对水中苯酚的吸附机理,对市售木质活性炭进行先酸(12mol/L HCl)后碱(1mol/L NaOH)改性处理,测定了改性前后其表面灰分变化并进行了红外光谱(FTIR)分析,并对改性前后活性炭吸附水中苯酚的动力学进行了研究.结果表明,经酸碱改性后,活性炭表面灰分含量降低了37.5%;增加了活性炭表面官能团累积双键(=C=C=C=)和三键(-C≡C-)的数量;常温下,二级动力学模型能更好地模拟木质活性炭对水中苯酚的吸附过程.     

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%。