KOH活化糠醛渣制备活性炭机理与表征

以糠醛渣为原料、KOH为活化剂,采用两步活化法制备了活性炭。考察了活化温度、活化时间、碱炭比和浸渍时间对活性炭孔结构及吸附性能的影响。采用低温N2吸附、BET、BJH及DFT理论对活性炭孔结构进行了表征分析,利用傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测其表面官能团,分别使用扫描电镜和X射线衍射对其进行表观形貌观察和晶型分析。结果表明,制备活性炭的最佳工艺条件为:活化温度800℃、活化时间3h、碱炭比3∶1、浸渍时间12h。所制备的糠醛渣活性炭的吸附孔径分布集中,吸附孔容为0.8825cm2/g,DFT总比表面积为3290.5m2/g,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为2107.32mg/g和39.67mL/0.1g。     

KOH活化糠醛渣制备活性炭及其表征

以糠醛渣为原料、KOH为活化剂,采用两步活化法制备了活性炭。考察了活化温度、活化时间、碱炭比和浸渍时间对活性炭孔结构及吸附性能的影响。采用低温N2吸附、BET、BJH及DFT理论对活性炭孔结构进行了表征分析,利用傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测其表面官能团,分别使用扫描电镜和X射线衍射对其进行表观形貌观察和晶型分析。结果表明,制备活性炭的最佳工艺条件为:活化温度800℃、活化时间3h、碱炭比3∶1、浸渍时间12h。所制备的糠醛渣活性炭的吸附孔径分布集中,吸附孔容为0.8825cm2/g,DFT总比表面积为3290.5m2/g,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为2107.32mg/g和39.67mL/0.1g。     

微波辐射紫茎泽兰制备优质活性炭的研究

以紫茎泽兰为原料,碳酸钾为活化剂,采用超声波浸渍,微波辐射法制备活性炭.研究了浸渍方式与时间、微波功率、微波辐射时间、剂料比对活性炭吸附性能和得率的影响.得到了本实验条件下的优化工艺条件:超声波浸渍20min、120℃脱水2h,微波功率700W、微波辐射时间12min、剂料比1.25∶1.优化工艺条件下制备的活性炭碘吸附值为1470.27mg/g,亚甲基蓝吸附值为300mL/g,得率为16.35%.浸渍时间极大的缩短,微波辐射时间只有传统法活化时间的1/15左右,活性炭的吸附指标超过了国标GB/T 13803.1-1999和GB/T 13803.2-1999一级品的标准,其中碘吸附值是国家一级标准的1.47倍,亚甲基蓝吸附值是国家一级标准的2.73倍.同时,测定了该活性炭氮吸附,其BET比表面积为1540.97m2/g,总孔容为0.7393mL/g,并通过DFT表征了活性炭的孔径分布,结果表明该活性炭为微孔型活性炭.     

K_2CO_3活化制备花椒籽废渣的活性炭及其对对硝基苯酚的吸附性能

采用花椒籽废渣(RPS)为原料,K_2CO_3为活化剂制备了花椒籽废渣活性炭(KAC),以期实现农业废弃物的再利用。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、能量散射光谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和气体吸附法等技术手段对其进行表征。分析了浸渍比(m(K_2CO_3)∶m(RPS))、浸渍时间、活化温度和活化时间对制备花椒籽废渣活性炭的影响,并且测试了花椒籽废渣活性炭对对硝基苯酚的吸附行为。研究结果表明,在浸渍比为0.8,浸渍时间为12 h,活化温度为550℃,活化时间为60min的条件下,活性炭的产率为29.3%,比表面积为1210 m~2/g,碘值为1002 mg/g,对亚甲基蓝的平衡吸附容量为362 mg/g,灰分为2.2%,水分为6.6%。对对硝基苯酚的吸附性能研究表明,293 K,pH=8.0,吸附180min后可达到吸附平衡,对硝基苯酚的吸附容量为406 mg/g,吸附可用Langmuir等温方程较好模拟,吸附为自发的放热过程。动力学研究表明该吸附符合准二级动力学模型。K_2CO_3活化法制备花椒籽废渣活性炭原料廉价,工艺简单,制得的活性炭吸附性能优异,具有较好的应用前景。     

高吸附性能油焦活性炭的制备和性能研究

用油焦为原料，在高温下加入适量活化剂进行活化制备活性炭，通过测定其BET比表面积和亚甲基蓝脱色能力，选出最佳活化剂。研究了活化温度、活化时间以及活化剂用量对BET比表面积和亚甲基蓝脱色能力的影响，得到活化的最佳工艺过程：活化温度为800℃、活化时间为1h以及活化剂用量为1：1。用双柱定容容量法测定了本实验制备的活性炭对甲烷的吸附量，与常用活性炭比较，是其吸附量的5倍左右。     

沥青基活性炭纤维复合活化工艺的研究

以沥青基炭纤维为原料，研究了用铵盐作为化学活化剂对其进行浸渍预处理，然后采用（H2O＋CO2）活化的方法制备活性炭纤维，讨论了工艺条件对活性炭纤维性能的影响并通过光电子能谱XPS探讨了活化过程中炭纤维表面官能团的变化。结果表明：采用这种物理和化学复合活化工艺，可以在较高得率下提高活性炭纤维比表面积。同时浸渍处理、H2O流量、活化温度和活化时间等工艺参数显著影响活性炭纤维的比表面积和得率，优化的工艺为：经铵盐浸渍6h，炭纤维在水蒸气与CO2流量比3：1的混合气氛中900℃活化30min。XPS研究表明，活化后炭纤维表面的含氧官能团C－O明显减少，铵盐浸渍未能增加活性炭纤维表面的含氮基团。     

农业废弃物制备活性炭的研究进展

活性炭具有较高的表面积、发达的孔隙结构、优异的表面化学特性以及超强的吸附性能,在化工、医药、食品、冶金等行业有着广阔的应用前景。本文主要介绍了农业废弃物制备活性炭的方法,包括物理活化和化学活化;讨论了活化温度、活化时间以及活化剂浸渍比对制备活性炭的影响,总结了农业废弃物活性炭在去除染料、金属离子和挥发性有机化合物以及气体吸附、储存方面的应用。最后,针对目前研究的不足,对原料开发、工艺与性能的关系、工艺集成优化、产品应用扩展以及商业化应用等方面进行了展望。     

双电层电容器用新型无灰煤(HyperCoal)基活性炭的制备

以无灰煤(HyperCoal)为原料,KOH和CaCO3为活化剂制备了煤基活性炭,采用低温N2吸附法表征了活性炭的比表面积和孔结构,测定了活性炭用作双电层电容器(EDLC)电极材料的电化学性能。考察了炭化温度、活化温度、活化时间和活化剂对活性炭电容特性的影响。研究结果表明,比表面积和比电容随着炭化温度的升高而降低,活化温度过高或活化时间太长对比电容有不利影响。此外,CaCO3影响活化过程中孔的开发,显著降低所制备活性炭的比表面积和比电容。在炭化温度为500℃、活化温度为800℃、KOH与焦的质量比为4∶1和活化时间2 h下所得活性炭的比表面积和总孔容分别达到2 540 m2/g和1.65 cm3/g,该活性炭电极在0.5 mol/L TEABF4/PC电解液中的比电容达到最大值46.0 F/g。     

棕榈纤维制备活性炭纤维及其对水中三氯生的吸附研究

以棕榈纤维为原材料、磷酸为活化剂制备活性炭纤维,通过单因素实验和正交实验深入探讨反应条件对活性炭纤维吸附性能的影响,并确定最佳制备条件。系统研究三氯生在活性炭纤维上的吸附热力学、动力学以及溶液p H值对吸附的影响,并研究比较乙醇洗脱与加热煅烧法对吸附饱和后的活性炭纤维的再生效果。结果表明,磷酸溶液质量分数和碳化温度对活性炭纤维吸附性能影响较大,活化剂浸渍时间对其影响较小,活性炭纤维的最佳制备条件为:磷酸溶液浓度25%,碳化温度400℃,活化时间36h。所制备的活性炭纤维的BET比表面积为1358.478m~2/g、微孔面积为1240.131m~2/g、平均孔径为1.886nm。活性炭纤维对三氯生的吸附等温线符合Langumuir方程,吸附是放热反应。动力学研究表明,吸附反应符合准二级动力学方程,且在5h后基本达到平衡。随着p H值的升高,材料对三氯生的吸附量略有下降。乙醇洗脱和加热煅烧均可有效再生吸附饱和后的活性炭纤维。     

微波辐射在制备竹节活性炭中的应用研究

研究了以竹节废料为原料，采用微波辐射氯化锌法制备优质活性炭的可行性．探讨了微波功率．活化时间及氯化锌浓度对产品各项指标的影响．得到了微波辐射氯化锌法制备活性炭的最佳工艺：微波功率350W、活化时间5min、氯化锌浓度40%．用此工艺制得的活性炭碘吸附值1088．4mg／g、亚甲基蓝脱色力22．0ml/0．1g．得率39．2％．该工艺所需活化时间为传统方法的1／36，产品活性炭亚甲基蓝脱色力为国家一级标准的1．83倍(GB/T13496.10-1999)．微波辐射法所制活性炭比传统方法所制活性炭具有更加发达的孔隙结构，且孔隙的分布更加均匀．     

KOH活化木屑生物炭制备活性炭及其表征

以木屑热裂解的生物质炭为原料,氢氧化钾为活化剂,采用化学活化法制备活性炭,探讨了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝吸附值的影响。 利用N2吸附实验、XRD和FTIR等实验技术,对原料与制备活性炭的结构与性能进行了表征。 结果表明,在碱炭质量比为1.5、活化温度750 ℃、活化时间2 h的条件下,所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附值为255 mg/g,BET总比表面积为1514 m2/g,中孔比表面积为110 m2/g,吸附总孔容为0.821 cm3/g,中孔孔容为0.117 cm3/g,吸附平均孔径为2.170 nm。     

活性炭纤维对铂离子的还原吸附特征

利用不同的活化工艺,制备了水蒸汽活化和磷酸或氯化锌活化活性炭纤维,并借助扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和光电子能谱(XPS)等技术,研究了这些活性炭纤维对铂的还原吸附特征。结果表明,各活性炭纤维均能还原吸附铂离子,吸附容量为30mgPt/gC至90mgPt/gC之间。依据活性炭纤维种类的不同,还原吸附的铂呈粒状或放射性簇状存在于活性炭纤维表面,铂颗粒的粒径为几十nm至1μm之间。对纤维表面铂的XRD分析表明,还原吸附的铂呈无定型结构,但经过400℃高温处理后,颗粒转化为金属铂结晶形态。还原吸附铂后,活性炭纤维表面的含氧基团相应增加,显示其表面被氧化为羟基和羰基。     

污泥/钛铁矿复合吸附剂的制备及其吸附Cr(Ⅵ)研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,添加微量钛铁矿,采用氯化锌活化法制备复合吸附剂,并考察了其对含Cr(Ⅵ)废水的处理效果。研究表明:钛铁矿添加量1.5%、氯化锌浓度3 mol/L、固液比1∶2、活化温度550℃和活化时间40 min时,复合吸附剂碘吸附值可达523.24mg/g,比表面积为285.003 m2/g,相对于不添加钛铁矿的纯污泥吸附剂分别提高了27.95%和43.08%;吸附Cr(Ⅵ)废水研究表明,当pH为1.5、吸附剂用量为4 g/L、吸附时间为120 min时,吸附率可达99.17%,吸附量为12.4 mg/g。     

叶蜡石的有机活化及其对对苯二酚的吸附

采用湿法活化工艺选择不同类型的有机活化剂对叶蜡石粉体进行了活化处理,并进行了对水中极性有机物对苯二酚的吸附实验.结果表明,有机活化处理后的叶蜡石能明显提高对对苯二酚的吸附能力,可使水溶液中对苯二酚的去除率从26.8%提高到83.1%.优选的叶蜡石原土的吸附条件为;室温,粒径<7.9μm,pH值为6.05～6.25,固液比为1:8,振荡时间25min.叶腊石活化条件为:活化剂用量1%,活化温度75℃,活化时间2h;活化叶腊石的吸附条件为:室温,固液比为1:8,振荡时间为30min,溶液pH值为6～7.同时还利用XRD、IR和SEM等分析方法测试了改性前、后叶蜡石粉体的结构,并探讨了叶蜡石的活化机理.     

炭分子筛的制备及表面结构

以大庆石油焦为原料，采用KOH活化法，考察了碱炭比、活化温度、活化时间对吸附性能的影响，确定最佳工艺条件，碱炭比4∶1、活化温度800 ℃、活化时间2 h。并制得比表面积大于3 000 m2/g的超级活性炭。通过热处理得到孔径均一(中孔率＞85%)，比表面积大于1 500 m2/g的炭分子筛；再用表面氧化方法，得到表面酸度适宜（150 ℃～240 ℃之间为弱酸，240 ℃～340 ℃为中强酸，340 ℃～450 ℃为强酸分布）的催化剂载体。炭分子筛与传统氧化铝比较具有酸度分布广泛等特点,因较好的酸强度分布，可以增强载体与金属离子之间的作用力，增加负载量。因此，经氧化后的炭分子筛更适于作催化剂载体。     

水蒸气活化制备烟杆基颗粒活性炭的研究

以烟杆废弃物为原料,以木焦油为主的复合粘结剂,通过水蒸气活化制备了烟杆基颗粒活性炭.对影响颗粒活性炭吸附性能和收率的因素如活化温度、活化时间、水蒸气流量进行了系统研究,得到了最佳工艺条件:活化温度为900℃,活化时间为60 min,水蒸气流量为3.31 g/min.该工艺条件下,烟杆基颗粒活性炭对碘的吸附值为1028 mg/g,对亚甲基蓝的吸附值为285 mg/g,收率为24.39%.同时,测定了该活性炭氮吸附,通过BET计算了活性炭的比表面积,并通过密度函数理论(DFT)表征了活性炭的孔结构.结果表明,该活性炭为微孔型,BET比表面积为1073 m2/g,总孔容为0.8152 ml/g.     

板栗壳活性炭对重金属离子吸附性能研究

研究了不同制备条件下,板栗壳活性炭对重金属离子Cu2+和Cd2+的静态吸附性能。以板栗壳为原料,采用ZnCl2活化法制备活性炭,使用X-射线衍射、扫描电镜、氮气吸附等方法对活性炭进行表征;比较了活性炭内部结构对Cu2+和Cd2+的吸附性能影响;同时考察了吸附温度、溶液pH值等对Cd2+和Cu2+的吸附性能的影响。研究结果表明:板栗壳制备活性炭最佳条件为ZnCl2活化浓度30wt%,料液比1:6,炭化温度600℃,炭化时间3h;同时发现板栗壳活性炭是一种具有较多孔隙的无定型炭材料,所制备的活性炭平均孔径为2~6nm,孔容为0.04~0.14cm3/g,比表面积可以达到1500m2/g以上;板栗壳活性炭对重金属离子的吸附性能主要由本身的比表面积和孔容大小决定,且同时受吸附温度和溶液pH值的影响,上述条件制备的活性炭吸附Cu2+的最佳条件为温度25℃,溶液pH值为6.5;吸附Cd2+的最佳条件为温度25℃,溶液pH值为7.5。     

榛壳活性炭的制备及其对洛克沙胂的吸附去除

洛克沙胂是一种常用兽药，会随动物粪便进入环境，对人类健康危害极大。本文以榛壳为原料，制成低值榛壳活性炭用于吸附去除洛克沙胂。通过扫描电镜、傅里叶-红外光谱仪、热重分析仪等表征手段对榛壳活性炭的形貌、官能团等进行了分析，比较了不同活化剂和不同实验条件。结果表明，ZnCl₂为最佳活化剂，所制得的榛壳活性炭600℃热解条件下的吸附量最大。当pH=3，吸附时间为20min时，最大吸附量为159.6mg/g。榛壳活性炭对洛克沙胂吸附可以用准二级动力学方程拟合，吸附平衡符合Freundlich等温方程。     

利用除尘灰制备活性炭的工艺研究

以除尘灰为原料，用物理活化法制备活性炭．研究了活化温度、活化时间、活化剂流量对活性炭性能的影响．实验结果表明，活化温度和活化时间对活性炭的BET比表面积和吸附性能有很大影响；该方法可制得1nm以下微孔和10nm以下中孔均比较发达的活性炭．     

萃取温度对无灰煤结构及煤基活性炭电化学性能的影响

以内蒙古褐煤为原料,N-甲基吡咯烷酮为萃取剂,在不同温度下萃取制备无灰煤,进而利用KOH活化法制备活性炭,探究萃取温度对活性炭电化学性能的影响。结果表明,无灰煤萃取温度对煤基活性炭电化学性能有显著影响。对无灰煤及原料褐煤的灰分含量,表面官能团含量和对应活性炭的比表面积、孔结构及其电化学性能进行对比发现,330℃下萃取制备出的无灰煤在碱煤质量比3∶1,活化温度650℃,活化时间2h的活化过程中具备最适宜的反应性,对应活性炭比表面积高达1 252 m~2·g~(-1),表面官能团含量适中,在3 mol·L~(-1)KOH电解液中50 mA·g~(-1)电流密度下比电容高达322 F·g~(-1),2 A·g~(-1)的电流密度下比电容保持率仍可接近90%。