罗丹明B在竹炭上的吸附研究

研究了竹炭的粒径与用量、罗丹明B溶液的pH值与初始浓度、吸附时间和温度等因素对去除率的影响.研究结果表明:竹炭对罗丹明B吸附随其用量的增加而增大;罗丹明B初始浓度增大,竹炭对其去除率减小;溶液的pH值为3.0～5.0时,吸附效果好;竹炭对罗丹明B的吸附可在3h达到平衡.最佳吸附温度为70℃,等温吸附服从Freundlich方程式.竹炭是较为理想的吸附罗丹明B的材料.     

竹炭吸附性能的应用

竹炭是一种多孔性含有多种无机物比表面积大的新型材料,研究其应用已成为竹材研究领域的一个新方向。本文对竹炭的吸附性能的应用进行了概括和总结。首先介绍了我国竹炭的烧制方法,然后重点介绍了竹炭吸附性能在各方面的应用。     

不同炭化温度的竹炭对重金属离子的吸附性能

选用不同炭化温度的竹炭,研究其对单一和混合重金属离子的吸附性能。结果表明：竹炭对重金属离子吸附存在物理和化学吸附,其吸附性能与其比表面积、孔径及pH等有关;不同炭化温度竹炭对重金属的吸附有选择性,炭化温度为800℃的竹炭对Hg2+、Pb2+、Cr6+吸附效果较好,炭化温度为1 000℃的竹炭对Cd2+吸附效果较好;竹炭吸附混合重金属离子存在协同和阻碍两方面的效应,与单一离子相比,竹炭在混合重金属离子溶液中对Pb2+、Hg2+、Cr6+吸附率增加,而对Cd2+的吸附率却减少。     

苯胺在竹炭上的吸附行为研究

研究溶液的pH值与初始浓度、竹发用量、吸附时问以及温度等因素对竹炭吸附苯胺的吸附性能影响,结果表明:竹炭对苯胺有较强的吸附作用,按苯胺与竹炭质量比为1∶980投加竹炭,苯胺去除率达到93%以上:苯胺溶液pH值在8~9时,竹炭能够很好地适应笨胺初始浓度的变化,对其保持较好的去除率,同时,能在120min内达到吸附平衡;竹炭对苯胺溶液等温吸附服从Freundlich方程式,在70℃左右容易进行,吸附效果好.竹炭可作为理想的去除苯胺的吸附材料.     

竹炭对铜(Ⅱ)离子的吸附性能研究

研究了竹炭粒径和用量、吸附时间、温度以及铜(Ⅱ)离子初始浓度等因素对铜(Ⅱ)离子吸附效果的影响.结果表明:竹炭对铜(Ⅱ)离子吸附率随其粒径的减小而增大,而随其用量的增加而增大;铜(Ⅱ)离子初始浓度增大,竹炭对其离子吸附率减小;竹炭对铜(Ⅱ)离子的吸附可在2h达到平衡,最佳吸附温度为30℃.竹炭对铜(Ⅱ)离子具有较好的吸附效果,是较为理想的吸附铜离子的材科.     

TiO2/竹炭复合体光催化材料的孔隙结构及分布

采用比表面积及孔径分析技术,测定了浸渍法制备的TiO2/竹炭复合体光催化材料的氮吸附等温线,进而运用BET理论计算了其比表面积、总孔容积和平均孔径分别为359.81 m2/g、0317 2 cm3/g和3.526 nm。同时,依据BJH模型分析了其中孔的孔隙结构参数和孔径分布。结果表明：经过纳米TiO2改性的竹炭不仅保留了竹炭固有的孔隙结构,而且其比表面积、孔容积、孔径都有所增加。经纳米TiO2改性制备的光催化材料的中孔孔容积比竹炭提高了65.86 %。     

竹炭交联壳聚糖铜对低温水中氨氮 的去除研究

为了解决北方低温低浊水中的超标氨氮和去除难度大的问题,利用吸附法,以硝酸改性竹炭与戊二醛交联壳聚糖铜为原料,用5%的海藻酸钠交联法控制反应条件,制备出竹炭壳聚糖铜吸附剂.通过SEM,IR和BET对材料的形貌、结构、比表面积和化学组成等物化性能进行表征.通过其对水中氨氮(NH_3-N)的静态吸附试验,考察其对氨氮的吸附效果及吸附规律,并利用密度泛函理论模拟吸附过程,推断竹炭交联壳聚糖铜对氨氮的吸附机理.结果表明,当吸附剂的用量为1 g/L,pH值为8,温度为5℃,吸附时间为80 min,搅拌速度为165 r/min,初始氨氮浓度为5 mg/L时,氨氮的去除率可以达到80%左右,基本达到了国家的生活饮用水对氨氮的浓度要求.其中竹炭交联壳聚糖铜的比表面积为157.78 m~2/g,主要以微孔吸附为主,且微孔占总孔比表面积的90%以上,改性效果较好.将酸改性竹炭作为基体可使戊二醛交联壳聚糖的六元环骨架变强,碳网平面更加坚固,同时铜离子对氨氮具有化学螯合作用,更有益于对氨氮的吸附.吸附剂对氨氮的吸附符合拟一级动力学模型.密度泛函理论揭示了竹炭的协同作用一方面提高了对氨氮的吸附量,另一方面也促进了吸附的稳定性.     

竹炭对溶液中2,4-二硝基氯苯的吸附与回收研究

本研究了竹炭对溶液中2,4-二硝基氯苯（CDNB）的吸附行为。研究确定竹炭对CDNB的吸附平衡时间、最佳吸附pH以及吸附温度、吸附剂用量等因素对吸附效果的影响。实验结果表明：CDNB初始浓度c0=0.05mg/mL,T=298K,pH=5.0,吸附时间t=12h时,竹炭对CDNB的吸附率E可达到97.6%;用乙醇作洗脱再生剂,洗脱率可达95.2%;且脱附的CDNB可用蒸馏重结晶法回收,回收率可达86.4%。因此,竹炭是废水中CDNB吸附处理的材料。     

铝改性竹炭的磷吸附性能研究

为了改善竹炭的磷吸附性能,以氯化铝为改性剂,采用铝盐水解共沉法对竹炭进行改性,并对改性前后竹炭物化特性进行表征.通过批次吸附实验对比研究了改性竹炭对水溶液中磷的吸附特性.结果表明:Langmuir和Freundlich等温方程能很好地描述竹炭磷吸附等温特性,Freundlich等温方程拟合效果更优,改性后竹炭磷吸附容量为10.0mg·g-1,是改性前竹炭的1.3倍;铝改性竹炭磷吸附过程符合Lagergren二阶动力学模型;溶液pH值对磷吸附影响显著,酸性条件有利于磷吸附,腐植酸对吸附磷有明显负面作用,而NO3-对吸附磷无明显抑制作用.     

有序介孔碳材料的研究进展简述

有序介孔碳材料(OMCs)是指孔径在2~50 nm之间的多孔碳材料,其特点是具有较大的比表面积、丰富的介观结构、均一的孔径、整齐的介孔排列、良好的导电和导热性能.因此,在催化、吸附、分离、气体储存、物质传递等方面有着广泛的应用.目前为止,有序介孔碳材料的研究已在多方面有所突破:利用多种方法,能够合成稳定的高度有序介孔碳材料;通过改变反应条件,如反应物量比、pH值等,能够调控介孔的形状、大小等;将某些原子或官能团引入材料中,能够改变其物理和化学性质,使之在应用上更具有指向性.本文对有序介孔碳材料的研究进展进行了简述,包括其合成、表征、改性和应用等几个方面,同时,对其发展前景也进行了展望.     

竹制活性炭在水溶液中对Ru(Ⅲ)离子及其配合物的吸附

目前,人们对木炭的需求量不断增长,但是生产木炭的树木生长非常缓慢,砍树烧炭对生态环境破坏严重,国家不得不禁止使用木材烧炭.为了缓解木炭需求与保护生态资源的矛盾,已经找到了一种完全能替代木炭的再生材料,就是用竹子烧制的竹炭.此次实验就以竹子为原料,用化学活化法制备活性炭,通过测定和计算活性炭的吸附热力学及动力学参数来研究竹制活性炭自水溶液中对Ru(Ⅲ)离子及其配合物的吸附规律、特征和影响因素.     

竹炭脱除单质汞的特性研究

为了寻求廉价、高效的脱汞吸附剂,总结了竹炭的来源、制备方法、竹炭（BC）的性质以及竹炭的应用现状,并将其应用在燃煤大气污染物汞的脱除上．在小型燃煤烟气汞脱除实验台上和模拟烟气气氛下研究了低温下BC对汞吸附性能的影响因素．实验结果表明：BC对汞有较强的吸附能力,BC粒径减小增大了BC表面积和孔容,这有利于物理吸附脱汞;吸附剂质量与流量比值（W／F）的增加延长了汞与BC的接触时间,非常利于汞的吸附脱除;BC的脱汞效率随汞浓度的增大而降低;BC对汞的吸附脱除存在着最佳反应温度,实验发现60℃为最佳脱除温度;氧气会促进单质汞的氧化,从而进一步提高BC脱除汞的能力．     

竹炭炭化机理及吸附性能的初步研究

对不同最终炭化温度的竹炭产物进行FT-IR光谱分析及SEM图片解析。尝试结合理论推测,探究竹炭炭化机理。根据已有的竹炭吸附有害气体性能评价的标准方法,加以改进,准确测试竹炭对甲醛的吸附率,并提出相应的可行性方向。     

全国14个竹产区毛竹竹炭理化性质分析

【目的】分析相同制备条件下不同竹产区毛竹竹炭的性能,为全国竹产区毛竹林的分类经营及利用提供理论依据。【方法】在500 ℃条件下用管式炉对全国14个竹产区的毛竹竹秆热解,对比分析不同竹产区竹炭的部分理化性质。【结果】在500 ℃热裂解温度下全国14个竹产区毛竹竹炭得率为18.45%～30.43%、 pH为7.2～7.9、比表面积变化范围为4.48～73.5 m²/g; 不同地区毛竹竹炭中各元素含量都以碳为主,质量分数为70.93%～77.55%,碳氮比(C/N)为72.31～185.18; 14个竹产区竹炭表面基团种类大致相同,且在500 ℃热裂解温度下各竹产区竹炭维持了原始的管状空心结构,但孔隙结构发达程度各地区间差异较大。【结论】全国14个竹产区中贵州赤水地区毛竹烧制竹炭得率最高,浙江安吉地区竹炭滤液pH最高,福建武夷山地区竹炭比表面积最大,湖南东安地区竹炭碳氮比(C/N)最高,广西兴安地区竹炭元素种类最为丰富,包含了此次检测的所有元素种类(C、O、Na、Mg、Si、P、S、Cl、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Fe)。在今后竹炭产业的发展过程中,有必要建立各竹产区竹炭理化性质参数数据库,在竹炭产业链延伸过程中,根据各地区竹炭的理化性质加以区别利用。     

Sn/C复合材料的制备及作为锂离子电池负极材料的性能

采用SnCl2.2H2O乙醇溶液浸渍竹炭和NaBH4还原方法制备出一种锂二次电池负极用Sn/C复合材料。考察了复合材料中Sn含量对产物收率、微观结构及电化学性能的影响。结果表明,Sn2+大部分进入到竹炭的孔道中,并被还原为单质Sn;当单质Sn与复合材料质量比为42.5∶100时,复合电极材料具有555.1mAh/g的可逆容量,循环20次后容量保持在423.8 mAh/g,显示出较好的实用性能。     

生物质用于转底炉直接还原工艺研究

为了探讨生物质还原剂用于生产金属化铁的可行性,针对转底炉直接还原工艺,从金属化率、抗压强度和体积收缩率三方面入手,分析了竹炭、木炭、秸秆纤维等3种生物质还原剂以及传统还原剂煤粉对含碳球团还原效果的影响。试验结果表明,生物质能够替代传统还原剂用于转底炉直接还原工艺。与传统还原剂相比,生物质还原剂在含碳球团金属化率方面的影响较小,但不同生物质对含碳球团强度和体积收缩率等方面的影响较大。秸秆纤维含碳球团的强度相对较高,但竹炭和木炭含碳球团的强度较低,需在较高温度下(1 300℃)焙烧才能达到后续生产要求;使用竹炭作还原剂的球团前期膨胀较其他还原剂更为严重,直接导致其高温区体积收缩率较小,从而影响含碳球团的强度和热量传递,需与其他还原剂搭配使用。     

氮磷硫自掺杂竹炭用作锂离子电池负极材料（英文）

氮磷硫自掺杂竹炭的制备工艺简单、安全、绿色环保,这对于其他生物质材料制备复合材料具有一定的指导意义。以竹子（富含N、P、S成分）为碳源,KOH为活化剂,在氮气气氛下800℃高温活化和热解制备成多孔竹炭（BDC-800）,同时实现了N、P、S掺杂;BDC-800表现出1 911 m²/g的表面积和1.21 cm³/g的孔体积,且具有大量的分级多孔结构。BDC-800作为锂离子电池负极材料,在0.50 C速率下充电/放电可以提供681.4 mAh/g高储存容量;即使在2 C高速率下充电/放电循环700次,仍然保留390.1 mAh/g储存容量,具有良好的循环稳定性;在不同充电/放电速率下（在0.25, 0.50, 1.00和2.00 C对应的放电比容量分别为754.1, 697.8, 580.2 and 403.2 mAh/g）,表现出优异的倍率性能。BDC-800出色的电化学性能归因于高的表面积和分级多孔结构,以及N、P、S掺杂和众多表面缺陷引起的电容行为贡献。     

毛竹与樟子松木材孔隙结构的比较

【目的】竹木材料孔隙结构特征是影响材料性能的重要因素。通过定量表征与直观观察相结合方式探索竹木材料内部孔隙结构特征。通过对比分析,建立竹木材料内部孔隙结构与组织构造的对应关系,分析竹木材料内部孔隙结构差异,研究孔隙结构对材料性能的影响。【方法】以毛竹和樟子松木材为试验材料,采用压汞法对材料的孔隙率、孔体积、孔径分布、比表面积等参数进行定量测试,分析材料的孔隙结构特征。采用扫描电镜对材料的组织结构(毛竹:导管、筛管、薄壁细胞和纹孔等部位。樟子松:管胞、射线薄壁细胞、纹孔等部位)进行观察,确定各组织结构所构成孔隙的孔径范围。【结果】孔隙率(毛竹47.58%、樟子松67.16%)及汞压入量(毛竹0.633 mL/g、樟子松1.596 mL/g)测试结果表明毛竹内部孔体积显著低于樟子松。总孔面积(毛竹82.04 m²/g、樟子松18.16 m²/g)及中孔孔径(毛竹33.8 nm、樟子松445.0 nm)对比结果表明毛竹中大部分孔隙集中在孔径较小区域(32.4 nm左右),而樟子松木材中孔隙孔径主要集中在226.7、7 082.3 nm左右,造成毛竹孔面积显著高于樟子松木材。结合扫描电镜观察结果可知,毛竹中孔径11.3～100 μm范围内孔隙主要对应导管、基本组织中的薄壁细胞及纤维细胞。而835.0 nm左右孔隙对应基本组织及纤维细胞上纹孔。樟子松木材中孔径20 μm左右孔隙对应樟子松木材管胞; 而7 082.3 nm左右孔隙则对应具缘纹孔的纹孔口和射线薄壁细胞。此外,毛竹和樟子松木材中孔径小于1 μm的孔隙结构(毛竹中32.4 nm左右,樟子松木材中226.7、749.9 nm左右)主要位于具缘纹孔塞缘及细胞壁上。【结论】采用压汞法和扫描电镜观察方法可以实现对毛竹及樟子松木材孔隙结构的表征分析,有助于分析竹木材料性能差异产生的原因。然而,在通过压汞测试材料孔隙结构参数时,受墨水瓶孔效应影响,部分孔径较大的孔隙被认为是小孔,影响测试结果的准确性。因此,后续研究应考虑竹木材料的孔隙形态,从而实现对竹木材料孔隙结构的全面准确表征。     

正硅酸四乙酯改性活性炭电极材料及其电化学性能测试研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为改性剂,在常温下对竹炭表面处理,并对处理前后的材料进扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸脱附、傅立叶转换红外线光谱(FTIR)等结构表征。将改性材料制成电极,以1 mol/L Na_2SO_4为电解液进行循环伏安(CV)、交流阻抗和恒流充放电等测试;其结果显示,在20 mV/s的扫描速率下,经0.50%的TEOS改性的竹炭中制成的电极材料的电化学性能较好。与改性前相比,当电流密度为1 A/g时,比容量达到76.5 F/g,比电容提高了80%。TEOS改性成本较低,简便易行,效果显著。