基于黄药子药渣制备微孔碳材料及其吸附氯霉素的研究

本文通过NaCl/KCl活化黄药子残渣制备微孔碳材料(DBL-800-AC)用于氯霉素的吸附研究。采用粉末X射线衍射仪(PXRD)、拉曼光谱仪(Raman)、比表面积及孔径分析仪(BET)等仪器表征碳材料稳定性、化学组成、石墨化程度和孔隙结构。探讨NaCl/KCl活化物、溶液pH、温度、氯霉素初始浓度和离子强度对氯霉素吸附性能的影响。采用NaCl/KCl活化剂进行活化后,DBL-800-AC的比表面积达到1634 m²/g,总的孔体积为0.85 m²/g,表明DBL-800-AC微孔碳具有丰富的孔隙结构。当pH值为5时,温度35℃时,DBL-800-AC吸附氯霉素的吸附量约900 mg/g。吸附过程中动力学模型符合二级动力学模型,等温模型可用Freundlich吸附等温模型描述。中药药渣制备的微孔碳材料是有效的去除水中氯霉素的吸附剂。     

低活化比制备天然气吸附剂： 活化助剂提高吸附剂性能

以石油焦为原料、KOH为主活化剂,在低活化比m_KOH∶m_C＝2∶1下制备吸附剂,考察了活化助剂KNO₃、NaNO₃、Mg(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂和HJ对吸附剂储气性能的影响,对活化助剂提高吸附剂性能的机理进行了分析。结果表明,活化物料中加入适量助剂KNO₃、Mg(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂或HJ能显著提高吸附剂性能,HJ与Mg(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂协同活化的效果最好。其中,Mg(NO₃)₂、HJ加入量均为10 %（助剂与石油焦质量分数）下制备的吸附剂样品在25℃、3.5MPa下对甲烷质量吸附量达0.143,有效体积释放量达117.1,性能超过活化比m_KOH∶m_C=3∶1、无助剂下制备的吸附剂。     

离子交换树脂基多孔碳材料的制备及其CO_2吸附性能研究

以废弃的阳离子交换树脂为原料,采用Zn Cl2活化法,在原料与活化剂质量比为1:2情况下,研究了不同的活化温度(300℃、400℃、500℃、600℃)对多孔碳材料孔隙结构和CO2吸附性能的影响。通过N2吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对样品的孔隙结构和形貌进行了表征。采用变压吸附法,在常温常压下测试了样品对CO2的吸附性能,结果表明,随着活化温度的升高,多孔碳材料的比表面积、孔容、平均孔径等随之减小,当活化温度为400℃时,其微孔孔容比达到最大值49.6%,比表面积达到最大值1136 m2/g;当活化温度为600℃时,CO2吸附量达到了最大值9.2wt%(常温常压下),表明了CO2吸附量与比表面积大小无直接关系,受超微孔孔径分布的影响更大。     

蒸汽活化生物质焦吸附模拟烟气中SO2和NO的研究

以麦秆和稻壳生物质为研究对象,在不同的热解温度、热解速率以及蒸汽活化温度条件下制备了生物质焦,采用比表面积与孔隙度分析仪测定生物质焦的比表面积和孔隙结构参数。利用固定床吸附装置,研究了热解温度、热解速率、活化温度和模拟烟气中SO₂和NO浓度等因素对生物质焦吸附SO₂和NO性能的影响。结果表明,蒸汽活化可以显著提高生物质焦的BET比表面积、D-R比表面积、D-R微孔容积和总孔容,降低其平均孔径,并显著增加蒸汽活化生物质焦对SO₂与NO吸附的起始穿透时间和吸附量。快速热解下制得的蒸汽活化焦对SO₂和NO的吸附效果优于慢速热解,热解温度为873 K的蒸汽活化焦的吸附性能明显好于热解温度为673与1 073 K的蒸汽活化焦。在973~1 173 K下,随着蒸汽活化温度的提高,蒸汽活化生物质焦对SO₂和NO的吸附量呈现先上升后下降的趋势。随着模拟烟气中SO₂与NO浓度的降低,蒸汽活化生物质焦对SO₂与NO吸附的起始穿透时间延长,但相应的SO₂和NO吸附量下降。在873 K、快速热解和1 073 K条件下制得的蒸汽活化麦秆焦对SO₂和NO吸附量最大,其值分别为109.02和21.77 mg/g。     

不同分子量木质素磺酸钠对多壁碳纳米管分散性能的影响

研究了不同分子量级分的木质素磺酸钠(SLS)在多壁碳纳米管(MWCNTs)上的吸附特征及其对分散性能的影响.不同级分的SLS及其对MWCNTs的分散性能通过凝胶渗透色谱(GPC),紫外-可见(UV-Vis)光谱、元素分析、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、zeta电位、扫描电子显微镜(SEM)来表征.结果表明,分子量较大的SLS级分中芳香环含量较高,其与MWCNTs之间的π-π作用更强,在MWCNTs上的吸附量大,表现出最佳的分散性能,所分散的MWCNTs的电阻率最小,导电性能较佳.     

一步热聚合法制备Cu2O/CuO-g-C3N4吸附剂及其对甲基橙吸附的性能

用一步热聚合法制备了一种铜改性的石墨氮化碳吸附剂,并研究了其对甲基橙的吸附性能。以氧化亚铜、双氰胺为前驱体,以氯化胺作为气体模板,在高温下引发聚合获得了铜改性的石墨氮化碳吸附剂(Cu₂O/CuO-g-C₃N₄)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及全自动比表面及孔隙度分析(BET)等对所制备吸附剂的组成和结构进行了表征,结果表明,该吸附剂由Cu、C、N和O共4种元素组成具有介孔结构的层状材料。引入铜氧化物以后,有效地扩展了g-C₃N₄的π共轭体系,有利于通过π-π作用吸附带有苯环结构的染料;Cu₂O/CuO-g-C₃N₄吸附剂具有多种孔径的介孔结构增大了其比表面积,为染料的吸附提供了足够的活性位点。通过优化吸附剂的制备条件、投加量、染料浓度、吸附时间、搅拌转速和pH等参数后,获得在最优条件下对甲基橙溶液的吸附率仅需25 min即可达到96.11%。进一步地,在常温常压下...     

氯化锂插层氮化碳材料的可控制备及吸附性能

近年来, 有机废水对环境造成的污染已经引起了广泛的关注. 吸附法操作简单, 已经被广泛用于处理染料废水.通过在类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)上用氯化锂(LiCl)插层制备了一系列Li/GCN-x复合材料, 并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N₂-吸脱附、场发射扫描电子显微镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等对所得吸附剂的形貌和结构进行了表征. 测试结果表明, g-C₃N₄具有明显的层状结构, 使得LiCl在层间能够稳定地生长. LiCl的加入使得g-C₃N₄晶格膨胀, 层间距扩大, 表明LiCl成功插层. 此外, 插层后Li/GCN的比表面积远大于g-C₃N₄, 扩大的比表面积以及形成的 π 共轭体系使得Li/GCN在吸附方面具有较大的潜力. 通过控制实验条件, 研究了Li/GCN对有机染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能. 结果表明, Li/GCN-5吸附剂在pH为6时, 5 min吸附量可达704 mg•g^–1. 通过动力学拟合, Li/GCN对MB的吸附过程是由准二级动力学模型占主导地位. 进一步通过Weber-Morris模型探究吸附控制过程, 结果表明MB的吸附由表面扩散和孔内扩散共同作用, 其中表面扩散占主导, 且新增官能团与MB分子间可形成氢键, 并通过π-π键相互作用增强吸附能力. 采用共混热聚合法所制备的Li/GCN吸附剂具有稳定、均一、比表面积大等优点, 且简单快速地实现对MB的吸附, 克服了常用吸附剂动力学缓慢的缺点, 为该材料的工业化应用提供一定的借鉴.     

香蒲基生物炭的活化及对VOCs吸附的应用

以香蒲为原料制备生物炭(Biochar), 并用不同试剂进行活化. 活化前的Biochar比表面积和孔体积很小, 分别为1.71 m²/g和0.00421 cm³/g, 而活化后的Biochar比表面积和孔容均增大, 其中经碳酸钠（Na₂CO₃）活化后的Biochar比表面积和孔容最大. 研究了Na₂CO₃与Biochar的质量比对其活化的影响, 确定了Na₂CO₃/Biochar最佳质量比为3∶1条件下, 得到的样品Biochar-Na₂CO₃-3具有最优的表面积和孔容, 分别为624 m²/g和0.211 cm³/g, 并具有优异的挥发性有机化合物(VOCs)吸附性能, 其正己烷、 甲苯和92号汽油的静态吸附容量分别为1.03, 0.814和0.751 g/g, 正己烷和甲苯的动态吸附容量分别为1.00和0.796 g/g, 且吸附稳定性相对较高, 优于商业用活性炭(AC)和硅胶(SG).     

碳酸盐活化稻壳制备高比表面积多孔炭

本文采用碳酸盐作为活化剂,活化稻壳,制备出具有介孔结构的高比表面积多孔炭。利用孔径分布、氮气吸附-脱附曲线以及透射电子显微镜表征了多孔炭的孔结构及形貌。碳酸钾活化稻壳制备出的多孔炭比表面积高达1860m2/g,孔径呈单分布,大小为2～3nm。同时通过活化条件和热重分析曲线探讨了碳酸盐的活化机理。     

KOH活化废弃麻制备活性炭及其结构表征

以日常生活中废弃麻纺品为原料, KOH为活化剂, 采用炭化和活化两步法制备麻质活性炭(LAC). 采用比表面积测定仪在77 K下测定其N2吸附-脱附等温线, 通过Langmuir方程、BET方程和BJH法计算其比表面积、孔体积和孔径分布. 结果表明, 麻质活性炭的BET比表面积为1387.473 m2/g, Langmuir比表面积为1790.573 m2/g, 吸附累积总孔容达0.415 cm3/g; 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪以及红外光谱仪对麻质活性炭的结构进行了表征, 分析其表面形貌、微观结构及表面化学官能团.     

载Fe活性炭纤维除As(Ⅴ)的动力学及机理

研究了铁改性活性炭纤维(Fe-ACF)吸附地表水中砷离子的吸附特性。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积和孔径变化等探讨了Fe-ACF表面物质形貌、组成和吸附机理,考察了不同pH值和吸附剂投加量对As(Ⅴ)去除效果的影响,讨论了303K、313K、323K等条件下的吸附动力学及热力学。实验结果表明,Fe-ACF表面生成的氧化物为Fe2O3和Fe3O4,改性前后比表面积和孔容显著减小,吸附机理为Fe(OH)3(s)絮凝除As(Ⅴ)和活性炭纤维吸附除As(Ⅴ)。当pH=7,吸附剂投加量为2.0g/L时,出水As(Ⅴ)浓度可以达到国家地表水环境质量标准(<0.05mg/L)。Fe-ACF对As(Ⅴ)的吸附动力学及等温吸附的实验结果与准二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型相吻合;吸附速率及吸附容量都随着温度的增加而增加;吸附速率k2从0.0372g/mg min增加到0.0434g/mg min,由Langmuir等温吸附拟合得到的吸附容量从11.31mg/g增加到18.34mg/g。根据标准吉布斯自由能变ΔG0<0、标准反应焓变ΔH0>0判断,Fe-ACF对As(Ⅴ)的吸附为自发的吸热过程。     

活性炭电极的改性及对Co2+,Mn2+和Ni2+的电吸附性能

以商用活性炭(AC)为原料,分别采用磷酸和氢氧化钠改性的方法制备了两种不同的改性活性炭电极材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、 Brunauer-Emmett-Teller(BET)测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段以及电化学分析方法,对改性前后活性炭材料的表面性质和电化学性能进行了探究.结果表明, H3PO4改性使活性炭的孔隙分布更加密集, NaOH改性使活性炭表面的孔隙结构更加清晰均匀; H₃PO₄和NaOH改性均使活性炭的比表面积增加.循环伏安测试结果表明,改性前后活性炭电极在低扫描速率下均具备良好的双电层特性,并且两种改性处理均能提高活性炭电极的比电容;当扫描速率为5 mV/s时,未改性、 H₃PO₄以及NaOH改性活性炭电极的比电容分别为36.51, 77.25和85.19 F/g.电吸附实验结果证明,两种改性活性炭电极对Co²⁺, Mn²⁺和Ni²⁺均有较好的去...     

新型吸附剂的合成、表征及其对Ni(II)的吸附研究

利用滴加法合成了球形含Ni^2＋交联壳聚糖, 并通过胺化引入大量活性氨基, 再经除镍制成对重金属镍离子具有较好吸附能力的新型吸附剂[P-C-CTS(Ni)]. 通过Ni^2＋吸附容量的测定, IR及XPS分析, 验证了合成技术路线的正确性. 通过研究pH值对吸附量的影响, 初步讨论了无柠檬酸根(Cit)配位体存在时, 吸附剂对Ni(II)的吸附为螯合作用. 通过Cit存在条件下(c_Ni＝c_Cit＝0.852 mmol•L^－1), 吸附剂对Ni(II)离子和Cit的吸附量随pH值的变化, 结合相应pH值下金属镍的形态分布, 探讨了其对Ni(II)的吸附机理, 研究认为不仅仅是简单的螯合作用, 其吸附机理和吸附量与溶液中金属离子的存在形式有关, 引入静电吸附原理解释了吸附剂对Ni(II)的吸附现象.     

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。     

三维全碳多孔结构对亚甲基蓝吸附性能的动力学探究

采用低温-烧结法,以碳纳米管(CNTs)为基本骨架,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂,制备了一种孔径可调的三维全碳多孔结构(ACPs);利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面积及孔结构分析等对ACPs的形貌、组成、结构及比表面积进行了表征;考察了ACPs对模拟污染物亚甲基蓝的吸附效果.结果表明,该ACPs为内部含有大孔、介孔及微孔的三维连通孔隙结构,具有较大的比表面积.ACPs对亚甲基蓝的吸附过程符合伪二级动力学模型,对亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度ce的关系满足Langmuir等温吸附模型,由Langmuir模型计算得到ACPs对亚甲基蓝的最大吸附容量为151.3 mg/g.     

π络合脱硫吸附剂Cu(I)-Y的生物再生

吸附与生物技术的耦合是实现燃料油品清洁生产的新发展方向,提出了一种吸附剂生物再生循环使用的新耦合方法,首先用吸附剂吸附脱除油品中的含硫化合物,然后用微生物脱附吸附剂表面吸附的硫化物,实现吸附剂再生.利用Y型分子筛通过离子交换再用He保护自动还原的方法制备了π络合吸附剂吸附Cu(I)-Y,以DBT为模型化合物考察了吸附剂的吸附性能.以选择性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonasdelafieldii)R-8为生物催化剂,考察了细胞浓度、油相体积、水相/吸附剂比对吸附剂脱附率的影响.加入油相可以大大提高DBT脱附量和生成2-HBP的量.增加水相中脱硫菌R-8的浓度、增大水相/吸附剂比,可以实现DBT脱附,促进DBT转化为2-HBP.在水相脱硫菌株R-8浓度为75g·L?1、水相/吸附剂比为300mL/g、油相/水相比1/3(V/V)的条件下,脱附的DBT在6h内转化率达到89%,24h内转化率为100%.生成2-HBP的量主要由吸附剂吸附硫化物的量、水相中微生物细胞的浓度、油相/水相体积比、水相/吸附剂比决定.吸附剂经过正辛烷洗涤、100℃下干燥24h、He保护450℃还原活化3h,再生吸附剂的吸附能力为新鲜吸附剂的95%.     

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。     

大比表面积炭质吸附剂的表面及孔隙发展

以石油焦为原料研究了采用KOH活化法制备大比表面积炭质吸附剂时表面及孔隙的发展。实验发现虽然KOH加入量 ,水乙醇溶液中乙醇含量和提高热处理终温以及延长热处理时间都使比表面积增大 ,但是水乙醇加入总量的增加则导致比表面积下降。KOH加入量以 60～ 75%为宜 ,此时其利用率在 40 0m2 g以上。孔隙分布研究表明水乙醇加入总量 ,乙醇含量和热处理温度的提高都使 1～ 2nm微孔孔容及其在 1～ 2 0nm微孔孔容中所占比率增加。实验发现大比表面积炭质吸附剂的比表面积与碘值之间存在一定相关性。由于碘值不存在N2 吸附BET比表面积的过高估计现象 ,因而这给用碘值来更合理评价大比表面积炭质吸附剂的相对吸附能力提供了可能。     

凤眼莲对铜离子的生物吸附研究

为探讨滇池凤眼莲对水中重金属离子Cu2 的吸附特性,考察了pH、时间、吸附剂量、浓度等因素对吸附能力的影响,进行了实验室吸附试验,绘制出吸附等温线,并由Langmuir曲线求出相应参数.对凤眼莲进行了脱附-再生实验.分析了吸附机理.结果表明,在pH3.5～5.5范围内,凤眼莲对Cu"有吸附作用,饱和吸附量可达35.6mg/g,吸附等温式为Cf/q=0.027Cf 0.114.用0.5mol/LHCl和NaOH可使其脱附与再生.     

SnNb2O6纳米片的合成及对达氟沙星的吸附

通过水热反应制备了新型SnNb₂O₆纳米片吸附剂, 并利用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)和比表面积及孔径分析等手段对其结构和形貌进行了表征. 以第三代喹诺酮类抗生素达氟沙星为吸附质, 进行了影响因素实验、 吸附动力学实验及等温吸附实验, 探究了SnNb₂O₆对达氟沙星的吸附性能和吸附机理. 实验结果表明, SnNb₂O₆吸附剂具有片状形貌, 层状单斜相晶体结构, 比表面积为52.89 m²/g. 吸附剂用量、 吸附温度、 溶液pH值及吸附时间均对吸附率有一定影响. 相应的等温吸附曲线可以较好地拟合Freundlich方程, 且动力学实验数据可以用拟二级动力学方程描述, 其中液膜扩散为主要控制步骤. 在35 ℃下, 吸附剂用量为0.09 g, 控制溶液pH值为6.02时, 吸附30 min即可达到较好效果, 此时达氟沙星的吸附去除率为93.1%.