微波辐射-ZnCl2活化柚子皮制备活性炭

以废料柚子皮为原料,ZnCl2为活化剂,采用微波辐射法制备了活性炭．采用正交实验研究了活化剂浓度、微波功率和活化时间对活性炭得率和吸附性能的影响．同时采用美国ASAP-2020吸附仪测定了所制备活性炭的Na吸附脱附等温线和孔径分布,采用红外光谱分析了样品的表面官能团,采用扫描电镜观察了样品的表面形貌．结果表明：ZnCl2质量浓度为50％,微波功率为850W,活化时间为8min工艺条件下制得的活性炭碘吸附值为1024mg／g;亚甲基蓝吸附值为160mL／g,产率为34．5％;比表面积为1490mm／g,总孔容为1．574cm^3／g,平均孔径为4．225nm．该活性炭为中孔型,比市售活性炭有更加发达的孔隙结构及更多的表面含氧基团,吸附性能优于市售活性炭．     

酒糟渣活性炭的制备及其表征

以酒糟渣为原料,采用浓酸炭化法,KOH活化法制备了活性炭。考察了活化温度、活化时间、碱炭质量比以及酒糟渣／KOH质量比对活性炭的影响。采用SEM、BET、FT-IR、XRD对其物化性能进行了表征分析。结果表明：在活化温度为800℃、活化时间为3h、碱炭质量比为3：1、酒糟渣／KOH质量比为4：1时制备的活性炭性能最优。该酒糟渣活性炭吸附孔容为0．88248cm3／g,DFT比表面积为3654．9m3／g,碘吸附值为2216．3mg／g,亚甲基蓝吸附值为389．40mL／g。     

磷酸活化法黄麻杆活性炭的制备及表征

以黄麻杆为原料,采用磷酸活化法制备活性炭,通过正交试验探讨了磷酸浓度、活化温度、活化时间对活性炭得率和吸附性能的影响,确立了最佳制备工艺,即：磷酸浓度2mol／L、活化温度400℃、活化时间1h．实验结果表明：在最佳工艺条件下制得的黄麻杆活性炭得率为4,2．93％,碘吸附值为1059．26mg／g,亚甲基蓝吸附值为353．10mg／g,比表面积为1779．4m㎡／g,总孔容为0．960m3／g,平均孔径为2．16nm,呈现出高中孔率结构．     

富含纳米孔活性炭的制备、表征及其吸附性能研究

以玉米秸秆皮为原材料,在无惰性气体氛围下,以ZnCl2为活化剂制备活性炭.以亚甲基蓝为探针分子,通过正交实验获得最优活性炭的制备工艺.通过扫描电镜对所制最优活性炭的表面形貌进行研究,运用氮气吸附-脱附实验对其比表面积和孔容积进行检测,并考察了吸附时间、吸附温度对其吸附亚甲基蓝性能的影响.扫描电镜观测到自制活性炭表面具有大量纳米孔,氮气吸附-脱附实验结果表明,自制活性炭平均孔径为1.98 nm,比表面积达到934 m2/g,孔结构中以微孔为主.自制活性炭在60 min左右可以达到吸附平衡,并且吸附效果随温度升高变化不大,吸附效果明显优于市售活性炭.     

酚醛树脂基微孔炭的制备及双电层电容特性

以热固性酚醛树脂为原料,采用CO2物理活化法制备双电层电容器,用高比表面积活性炭.由氮气吸附法测定活性炭的比表面积和孔结构,采用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电考察其在3000/KOH水溶液中的电容特性.结果表明,随着活化时间的延长,所得活性炭收率下降,比表面积、总孔孔容和质量比电容则不断增加;具有高比表面积和宽孔径分布的试样APF957质量比电容值最高,电流密度由50 mA/g提高到1000 mA/g时,其放电比电容由211.6 F/g降低到196.5 F/g,容量保持率达到9300/,显示出良好的功率特性.     

介孔活性炭的制备及其高湿储甲烷性能

天然气是一种清洁能源,作为汽车代用燃料以及从天然气开采地到各用户单位之间的运输,都需要有效的存储技术.天然气水合物（NGH）能够降低甲烷存储的成本,而多孔材料孔内生成气体水合物能够有效提高储气密度,本研究目的是合成在孔内能够生成甲烷水合物的低成本高性能吸附剂.首先以农业废弃物玉米芯为原料,采用KOH活化法制备活性炭,其湿储甲烷最优合成条件为：在400,℃炭化30,min,碱炭质量比5∶1、850,℃活化1.0,h合成出C-8高性能活性炭,其孔容达到2.264,cm^3/g,比表面积为2 993,m^2/g,孔径分布主要集中在2～3,nm.合成的C-8是非常好的甲烷湿储吸附剂,在水炭比为3.68时在9.40,MPa下CH4达到最大吸附量为69.66%,是其干燥样品最大吸附量的3.25倍,并可以在较大压力范围内使存储的甲烷提供平稳的放气量,有望作为新型的甲烷水合物存储吸附剂应用于天然气汽车上.     

微波辅助制备甜菜渣活性炭

为了使甜菜渣得到更加充分有效的利用,本文探究了以甜菜渣为原料、氯化锌为活化剂、微波辅助制备甜菜渣活性炭的可行性。本文研究了甜菜渣和氯化锌溶液的比例(料液比)、氯化锌浓度、微波功率和辐照时间对活性炭吸附性能和产率的影响,并用氮气等温吸附、红外光谱和扫描电镜分析了最优制备条件下活性炭的比表面积、表面官能团和微观孔结构,得出其制备的最佳工艺条件为:料液比1∶6,氯化锌浓度30%,微波功率700 W和微波时间10 min。相应的活性炭的碘吸附量为1127.57 mg/g,亚甲基蓝吸附量为217.7 mg/g,产率为25.9%,BET比表面积为927.36 m2/g,总孔容为0.39 cm3/g,且表面具有含氧官能团和较好的孔结构。实验结果证实,以甜菜渣为原料、氯化锌为活化剂的微波辅助制备甜菜渣活性炭是可行的,为开发甜菜渣的高附加值产品提供了理论依据。     

微波法制备污泥活性炭及其在制药废水处理中的应用

采用微波加热法,以制药厂污泥为原料,氯化锌为活化剂制备污泥活性炭.结果表明,微波功率、辐照时间和氯化锌浓度对污泥活性炭吸附性能具有较大的影响.制备污泥吸附剂的适宜条件为:干污泥与CuSO4质量比为20∶1,ZnCl2浓度为4 mol/L,微波功率为464W,辐照时间为5min.利用该活性炭处理制药废水,脱色率和COD去除率分别达到90.2%和91.6%.     

碱炭比对活性炭孔结构及电容特性的影响

以酚醛树脂为原料、KOH为活化剂制备双电层电容器用高比表面积活性炭．考察KOH与酚醛树脂炭的质量比对所制得的活}生炭的吸附性能、孔径分布和比电容的影响．实验结果表明,随着碱炭比的增大,所得活性炭的BET比表面积、总孔容积和中孔容积不断增大,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值也不断增大,比电容则先增大后减小并在碱炭比为4时达到最大值74．2F／g．以这种高比表面积活性炭组装成的电容器具有良好的充放电性能和循环性能,既能在大电流下快速充放电也能在小电流下缓慢充放电。     

化学活化法制备酚醛基活性炭纤维及其吸附性能

以酚醛纤维为原料、KOH为活化剂,采用化学活化法制备酚醛基活性炭纤维（PACF）,并以亚甲基蓝（MB）染料溶液作为吸附对象,对其吸附性能和吸附机理进行研究,同时采用扫描电子显微镜和比表面积及孔隙度分析仪对其微观形貌和比表面积及孔结构进行分析。结果表明：所制备的PACF得率高达47.01%,比表面积为1 378.48 m2/g,总孔容为0.60 cm3/g,平均孔径为1.52 nm,微孔率为90.62%,是一种以微孔为主的多孔性高吸附材料。当MB染料溶液的初始质量浓度为300 mg/L、pH为5时,最有利于PACF对其吸附,此时吸附量高达468.52 mg/g。吸附平衡和吸附动力学研究表明：PACF对MB染料溶液的吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。此外,颗粒内扩散模型分析表明：外扩散和粒子内扩散都是PACF对MB染料分子吸附过程速率的控制步骤。     

碱活化法制备外墙保温板残料活性炭及表征

 以外墙保温板残料为原料, 采用碱活化法制备活性炭。借助傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、BET 比表面积、孔径分布和碘值进行表征。使用外墙保温板残料在N₂保护下以10℃/min 的升温速率升温到800℃, 在800℃下炭化30 min, 自然冷却至室温获得炭粉; 炭粉用含有4 倍当量的KOH 溶液(0.1 g/mL)浸渍8 h, 加热除去水后转至活化炉中, N₂保护下以10℃/min 的升温速率升温到800℃活化60 min, 自然降温到室温; 用5%的盐酸和水清洗至pH 值为中性; 120℃干燥恒重。本工艺制备的活性炭: 碘值2300.27 mg/g, 比表面积1293.45 m²g, 平均孔径2.4 nm, 主要由微孔和偏小中孔组成。     

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。     

微波改性活性炭吸附1,2-二氯乙烷的性能研究

采用微波高温烧结炉分别在600℃,700℃和800℃下对商业活性炭进行改性,利用比表面积及孔径分析仪、Boehm滴定、傅立叶变换红外光谱比较分析活性炭的比表面积和孔结构、表面官能团等物化性质.以1,2-二氯乙烷为吸附质进行固定床吸附实验.研究表明:改性后活性炭表面酸性基团减少,碱性基团随温度升高增多;比表面积、孔容减小,微孔比表面积增加;活性炭对1,2-二氯乙烷的吸附量排序为:AC-800AC-700AC-600AC-0;灰色关联度分析结果表明:改性活性炭的物理结构特性对吸附量的影响大于表面基团;D-R模型和动力学模型拟合结果都表明活性炭对1,2-二氯乙烷的吸附主要为物理吸附.     

表面含氧官能团对活性炭电化学性能的影响

采用浓硝酸对椰壳活性炭和各壳活性炭进行液相氧化改性后，制成了以KOH为电解液的超级电容器的炭电极，研究表面含氧官能团在碱性电解液中对电容器电极的电化学性能的影响．运用低温N2吸附、XPS和FTIR表征活性炭孔结构和表面性质．研究结果表明，氧化后活性炭的比表面积和孔容降低，表面含氧量增大．且经硝酸氧化后炭表面的含氧官能团含量发生了变化，即在内酯基的含量减少的同时，羟基、羰基和菝基的含量增加，其中羟基含量的增幅最大．在50mA／g电流密度下经过100次充放电循环，氧化后的椰壳活性炭和杏壳活性炭质量比电容分别达到193 F/g和150F／g，均比氧化前提高了30％以上．由XPS的分析结果判断，羟基对电极比电容提高的贡献最大．同时，在大电流充放电时，氧化后炭电极的比电容的衰减率明显低于氧化前．     

煤基活性炭上K-Cu-Fe混合物的催化活化造孔及机理

采用浸渍法将混合催化剂KNO31%、Fe（NO3）347%、Cu（NO3）252%负载在经HF脱灰处理的商品活性炭（5F）上,并采用水蒸气二次活化的方法制备了改性活性炭（5F-AC-cat）,商品活性炭和5F样同条件活化作为对比,所得活性炭分别记作M-AC和5F-AC.测定了M-AC、5F-AC及5F-AC-cat的碘值、亚甲蓝值和孔径分布;借助XRD、SEM和EDX等手段分析了5F-AC-cat上催化剂的形态、形貌和分布情况,探讨了混合催化剂的催化造孔机理.结果表明,相同活化条件下,M-AC、5F-AC及5F-AC-cat的烧失率相近,碘值相近;5F-AC-cat的亚甲蓝值分别高于5F-AC和M-AC的亚甲蓝值20,mg/g、31,mg/g;孔径分布结果显示负载混合催化剂后活性炭3.5～4.0,nm的孔明显增加;证实了混合催化剂的催化造中孔能力.结合SEM和EDX结果发现,有催化气化造孔作用的活性成分主要是Cu和Fe,而且Cu的比例高达90%以上;值得注意的是,Cu、Fe催化剂只要和煤中其他无机矿物质结合就会失去催化造孔性能;K主要是以和灰分相结合的状态存在.含Cu、Fe催化剂的催化造孔机理为氧传递机理.     

废弃菌棒的热解及其生物炭的活化

用废弃的菌棒作为原料,利用高温管式炉对其进行热解及活化,探究废弃菌棒在不同热解温度下的热解性能及不同活化条件下的活化性能,并对最优条件下获得的活性炭进行表征,结果表明：热解终温的升高有利于制备富氢燃气,热解终温为900℃时气体产量最大（489 L/kg）,其中H₂占55.55%,CO占31.93%,CH₄占8.52%;选择热解终温为600℃比较有利于液相的生成,此时液相产率为29.50%;选择400℃的热解终温有利于生成热值较高且产率较高的固体燃料,此时炭产率为48.23%,热值20.66 MJ/kg。此外,以热解终温600℃、升温速率20℃/min、热解反应时间1 h条件下制得的生物质炭为原料,在不同条件下进行活化,发现当碱碳比为1、活化时间为1 h、活化温度为800℃时制备的活性炭具有最佳的吸附性能,此时活性炭产率为31.20%,比表面积为1 659.812 m²/g,亚甲基蓝脱色能力为615.32 mg/g,碘吸附值达到1 563.90 mg/g。     

微波辐射下固体酸催化合成异烟酸乙酯

在微波辐射下,以异烟酸和乙醇为原料,以活性炭固载对甲苯磺酸作催化剂,合成了异烟酸乙酯.最佳工艺条件:醇酸物质的量比为8∶ 1,催化剂用量为 1.0 g,微波辐射时间为 10 min,微波辐射功率为 200 W,酯化产率达 97.18%.另外通过实验发现,微波辐射下,反应速率及产率都明显高于常规加热方式.     

晋城超低灰无烟煤制备高比表面积颗粒活性炭的试验研究

以晋城无烟煤为原料,先经浮选和酸洗脱灰,得到灰分1.2%的超低灰无烟煤,再将其与活化剂KOH按比例混合、粘结成型,并经活化处理制备高比表面积活性炭。主要考查了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭比表面积及收率的影响。结果表明,晋城超低灰无烟煤制备高比表面积活性炭的最佳工艺条件为:碱炭比5∶1,活化温度800℃、活化时间1 h,活性炭的BET比表面积为1 800.71 m2/g,孔径大小分布于0.3～5 nm之间,以微孔为主。     

煤基活性炭微波加热酸碱脱灰的研究

本文选择典型的无烟煤基活性炭（TX-AC）和烟煤基活性炭（XP-AC）为研究对象,采用常规加热酸碱法和微波加热酸碱法进行活性炭脱灰的研究。结果表明,微波加热较常规加热耗时少,处理后样品碘吸附值、亚甲基蓝值高于常规法;TX-AC微波脱灰处理后的BET比表面积由621m~2/g增大到810.1m~2/g,平均孔径由2.19nm增大到2.818nm,XP-AC微波处理后的平均孔径由2.17nm增大到3.064nm。     

MTES疏水改性SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的制备及结构表征

采用原位聚合法,以正硅酸四乙酯(TEOS)为原料、甲基三乙氧基硅烷(MTES)为疏水改性剂,活性炭为载体,制备疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料。采用接触角分析仪、N2吸附法、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的表面特性和结构进行表征。结果表明:所制备的疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的接触角为156°、比表面积为759.2 m2/g、孔体积为4.38 cm3/g,最可几孔径是32nm,孔径主要分布为1～50 nm,疏水SiO2气凝胶均匀地分散于活性炭表面。