改性活性炭的表面特性及其对苯酚的吸附性能

研究了表面改性对活性炭吸附苯酚性能的影响。研究发现，硫酸氧化可增加活性炭表面酸性基团的含量，提高了活性炭的表面亲水性，降低pHPZC值，因而对吸附水中的苯酚的性能产生明显影响，降低了对苯酚的吸附。     

几种活性炭表面酸性基团的测定及其对吸附性能的影响

考察了测定活性炭表面酸性基团方法的影响因素，测定了几种活性炭表面酸性基团的数量，初步研究了苯酚和苯甲酸在活性炭上的吸附与活性炭表面酸性基团的数量、种类之间的关系，结果表明：苯酚和苯甲酸在活性炭上的吸附在相当程度上受活性炭表面酸性基团的数量与种类的影响；苯酚的吸附量，随活性炭单位表面上酚羟基和羧基数量的增加而降低；而苯甲酸的吸附则与炭表面的酸性基团总量有关。     

盐酸改性椰壳活性炭的制备及表征

本文以椰壳活性炭为原料,制备了盐酸改性活性炭,考察了不同条件制备的改性活性炭对吸附苯酚性能的影响,并采用SEM和IR对改性前后椰壳活性炭形貌及表面官能团进行了表征。研究结果表明:当改性剂盐酸浓度为4mol/L时,改性椰壳活性炭对苯酚的吸附率可达93.82%,其比表面积为1117.035906m~2.g,较改性前显著增大;改性后的椰壳活性炭表面粗糙,具有发达的孔隙结构,增加了表面官能团的数量,提高了活性炭的吸附苯酚的性能。     

活性炭吸附处理含酚废水的研究进展

含酚废水对环境和生物有较大危害,是一种常见的化工废水。活性炭作为良好的吸附剂被广泛用于污水处理,也常被用于吸附处理含酚废水。最新的研究集中于开发利用各种含碳原材料,并探究活性炭制备和改性方法,以改善活性炭对酚类的吸附性能。部分机理研究则关注活性炭的孔隙结构和表面官能团及其对吸附酚类性能的影响。本文从活性炭的制备和改性出发,归纳整理活性炭吸附酚类的特性和机理,分析吸附过程的主要影响因素,并对研究发展方向进行推论和展望。分析表明含碳量高的原材料适合制备活性炭,尤其是含碳废弃物。活性炭的苯酚吸附性能受比表面积和表面官能团的共同影响,这对于活性炭的制备和改性有指导意义。活性炭吸附苯酚的具体应用中,需要控制粒度、pH、温度、吸附时间和竞争吸附等影响因素。     

苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究

本文研究了苯酚水溶液在活性碳上的吸附平衡关系,溶液ｐＨ值对活性炭吸附性能的影响,苯酚在固定床上的吸附动力学和脱附动力学。同时采用间歇法和固定床连续法研究吸附苯酚后的活性炭碱再生工艺过程,多次再生对活性炭再生效率的影响,探讨了碱法再生活性炭的初步规律。     

木棉基活性炭纤维的结构与吸附性能

采用浸渍磷酸氢二铵及化学活化法制备了3种木棉基活性炭纤维,其中AK-1没有经过预氧化处理,AK-2先浸渍再经预氧化处理,AK-3先经预氧化处理再浸渍;表征了3种活性炭纤维的表面物理化学结构及吸附性能。结果表明:3种活性炭纤维的平均孔径均约为2nm;预氧化处理提高了纤维的比表面积和纤维表面的含氧基团含量。AK-1具有最大的苯酚吸附量为65.8mg/g;AK-3具有最大的亚甲基蓝吸附量为156.7mg/g;AK-2具有最大的比表面积为1518m2/g和最多的表面含氧基团,对苯酚和亚甲基蓝的吸附量均不高,说明表面含氧基团降低了纤维对苯酚和亚甲基蓝的吸附量。吸附动力学研究表明,木棉基活性炭纤维吸附苯酚和亚甲基蓝符合拟二级动力学方程。     

苯酚在活性炭纤维上的吸附平衡及动力学研究

利用活性炭纤维（ACF）吸附法处理含苯酚模拟废水,通过间歇静态吸附,测定了室温下苯酚初始浓度及吸附剂质量对吸附性能的影响。结果表明,Freundlich模型能较好地描述该吸附等温过程,苯酚在ACF表面发生多分子层物理吸附;苯酚由溶液主体传递到ACF表面为传质控制步骤。利用超声碱洗方式再生饱和吸附剂,再生后ACF对苯酚吸附容量保持较好。     

活性炭表面改性对水溶液中汞离子吸附行为的影响

活性炭的表面化学性质对重金属的吸附性能具有较大的影响,采用椰壳活性炭为原料,研究了不同的处理方法对活性炭表面性质的影响及活性炭的处理方法对水溶液中汞离子吸附性能的影响。结果表明,经过氢气处理的活性炭表面以碱性基团为主,对汞离子的吸附能力最强,经过液相氧化处理的活性炭表面以酸性基团为主,对汞离子的吸附能力降低。采用Freundlich吸附模型比Langmuir吸附模型更能有效模拟活性炭对水溶液中汞离子的吸附行为,表面呈碱性的活性炭更有利于水溶液中汞离子的吸附。为工业废水中重金属离子去除的高效吸附剂的开发提供参考。     

不同化学方法再生活性炭的对比研究

本文研究了苯酚水溶液在活性炭上的吸附平衡关系,溶液ＰＨ值对活性炭吸附性能的影响。     

兰炭的改性及其对苯酚的吸附性能分析

采用磷酸对竹制的活性炭改性,并将改性后的兰炭末用于对污水中的苯酚进行吸附处理。通过静态吸附实验研究不同磷酸浸渍比对活性炭吸附苯酚性能影响。并且以此为基础使用氯化锌与磷酸进一步调整兰炭的浸渍比,使用两步法对兰炭进行改性并且制备出对苯酚吸附性能较好的优质兰炭。     

活性炭表面化学改性技术的研究进展与展望

活性炭表面官能团和杂原子的数量与种类是影响活性炭吸附性能的重要因素。国内外研究表明,通过对活性炭进行表面改性可以显著改善活性炭对特定物质的吸附性能。文章简要介绍了活性炭的物理和化学性质,并从活性炭材料的表面化学性质方面论述了近年来国内外在活性炭材料改性方面的研究进展,最后提出了活性炭表面改性技术的发展方向和趋势。     

烟气脱硝活性炭的研究进展

活性炭有很强的吸附能力和催化能力,在烟气脱硫脱硝领域有很好的发展前景。近年来对活性炭改性方法研究很多,主要有物理改性法和化学改性法,物理改性法以微波辐射法为代表,化学改性法又分为氧化改性法、还原改性法和负载法。影响改性活性炭吸附性能的因素主要有自身因素和环境因素,材质、工艺的不同会造成比表面积、孔隙率、孔径分布的不同而直接影响改性的成败,烟气中的二氧化硫、氧气、水蒸气以及脱硝温度也会影响改性活性炭的吸附能力。     

改性活性碳纤维对苯胺吸附特性分析

开展了等离子体改性活性碳纤维对苯胺吸附性能的理论和实验研究。通过改变等离子体改性功率和改性时间,探寻最佳改性条件;采用BET、XPS、FTIR、热重测试对改性前后活性碳纤维理化特性进行了表征分析。结果表明,在等离子改性功率为22W,时间为3min时为最佳改性条件;改性后的活性碳纤维对水溶液中苯胺的去除率可达79.3%,去除率提高了8%。微观上等离子体改性使得活性碳纤维表面含氧官能团含量增加,增强对溶液中苯胺的吸附效果。吸附实验结果表明,改性前后活性碳纤维对苯胺的吸附在溶液pH为6时,吸附效果最佳;但达到同一去除率时改性活性碳纤维的速度更快,并且平衡吸附容量也更大。采用准一级和准二级动力学模型对该吸附过程进行描述,其改性前后均用准二级动力学拟合效果更好,表明活性碳纤维结构的特殊性使其对苯胺的吸附以化学吸附为主。活性碳纤维的等离子体改性提高了其对水溶液中苯胺的吸附速度和容量,增强去除效果降低了苯胺对环境的危害。     

活性炭表面改性及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

分别用HNO3、H2SO4以及HNO3加乙酸铜溶液对活性炭进行了表面改性处理,测定了它们的表面化学性能,研究了改性活性炭对Cr(VI)吸附性能的影响。实验结果表明：通过上述改性,活性炭表面官能团数量发生了显著改变,特别是羧基增加较多;通过改性后的活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能有所提高。     

煤化工VOCs吸附处理技术研究进展及展望

煤化工产生的挥发性有机物VOCs气体成分复杂且有毒有害,为了避免煤化工VOCs及其光化学产物对环境和人体健康产生危害,通过分析VOCs气体的排放控制及处理技术,指出煤化工VOCs吸附技术是可以控制VOCs排放、回收吸附材料及回收有价值VOCs的经济、有效的VOCs去除技术。通过分析煤化工VOCs吸附的物理与化学过程及其影响因素、解吸附的过程与方法,对常用的吸附材料的改性研究及发展进行了综述,通过对比不同吸附装置的结构、吸附特点及优缺点,将煤化工VOCs吸附技术与其他技术的组合实际工程应用进行了比较分析,并展望了吸附技术的未来研究方向。影响吸附过程的因素有吸附材料的结构特性、表面化学性质及亲疏性热稳定性等物理化学特性,被吸附物质VOCs的分子特性、吸附剂与吸附质之间的相互作用、不同吸附质之间的相互竞争、吸附环境等;物理吸附过程包括外表面传值吸附阶段、内部表面扩散阶段、不同孔径孔隙之间的平衡阶段;吸附剂微孔提供了主要的吸附位点,而中孔及大孔则增强了VOCs的扩散通道。吸附材料经过适当改性具有优异的VOCs吸附能力;采用H2O2浸渍法改性可提高活性炭纤维表面含氧官能团含量,吸附能力增强;采用具有强氧化性的浓硫酸等改性使活性炭表面具有含氧基团,增强活性炭对氮的吸附能力;用碱性氢氧化物改性的活性炭增加了比表面积,用酸改性可增加表面官能团,用KOH活化可获得更好的孔隙率。需要针对VOCs种类、浓度、流量及排放量等特性选择适合的吸附装置。吸附技术是控制煤化工VOCs排放和回收有价值VOCs再利用的经济、有效且具有前景的技术,可与其他技术组合处理VOCs气体,进行有利用价值VOCs气体的回收利用,实现VOCs废气排放达标。吸附技术未来研究重点是吸附材料改性(或定向改性)、新型改性方法及新型吸附材料研究、高效低成本吸附装置研究、多组分吸附质同时脱除研究,并提出了多组分VOCs吸附及解吸附的复合吸附装置研究思路。     

Surface modification of a granular activated carbon by citric acid for enhancement of copper adsorption

In this study, citric acid was used to modify a commercially available activated carbon to improve copper ion adsorption from aqueous solutions. The carbon was modified with 1.0 M citric acid, followed by an optional step of reaction with 1.0 M sodium hydroxide. It was found that the surface modification reduced the specific surface area by 34% and point of zero charge (pH_pzc) of the carbon by 0.5 units. Equilibrium results showed that citric acid modification increased the adsorption capacity to 14.92 mg Cu/g, which was 140% higher than the unmodified carbon. Higher initial solution pH resulted in higher copper adsorption. The chemical surface modification adversely affected the copper adsorption rate. Adsorption kinetic mechanisms were investigated with an intraparticle diffusion model. It was found that the modification did not change both external diffusion and intraparticle diffusion.     

Effects of chemical modification of petroleum cokes on the properties of the resulting activated carbon

Activated carbons have been prepared from petroleum cokes by the combination of a chemical treatment with HClO₄ or H₂O₂ and a chemical activation with KOH at a constant KOH/coke ratio of 3/1. The influence of different chemical treatments on the properties of the activated carbon precursors and final carbons activated with KOH was invested by using XRD, FTIR, and BET techniques. XRD results indicated that the value of interplanar distance d₀₀₂ increased by chemical treatment and the disappearance of the peak corresponding to 0 0 2 faces correlated to high specific surface area. FTIR studies showed that chemical modification promoted the formation of surface oxygen functionalities. Significant effects on BET surface area, pore texture and iodine adsorption capacity were evidenced. The results show that chemical modification prior to activation dramatically increased the BET surface area and total pore volume of the resulting activated carbon. Modified petroleum coke based activated carbon with chemical activation had higher specific surface area (2336 m²/g) and better iodine adsorption value (1998 mg/g).     

The characterization of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups

The physicochemical properties and the surface chemical structure of the carbon materials obtained by the modification of the commercial activated carbon D43/1 (Carbo-Tech, Essen, Germany) were studied. The previously de-ashed activated carbon was subjected to the following modification procedures: high-temperature treatment (1000 K) under vacuum; oxidation with conc, nitric acid; and ammonia-treatment of annealed and oxidised carbons at high temperatures. The porous structure and the surface area of the five different carbon samples obtained were estimated by means of mercury porosimetry and from low-temperature nitrogen adsorption data. The thermogravimetric analysis and the quantitative determination of surface functional groups by selective neutralisation of bases and pH-metric titration were carried out. FTIR spectra (transmission) and X-ray photoelectron spectra (Cls, Ols and Nls) were obtained for all the carbon samples and compared with one another. The changes in the porosity and the chemical properties of the carbon surface caused by the modification were analysed. Some possible surface functional species, their structure and surface state are discussed.     

活性炭表面改性对钌基氨合成催化剂的影响

研究了活性炭经HNO₃进行表面改性后对Ru/AC催化剂的影响。利用表面官能团滴定、N₂物理吸附和CO化学吸附方法对催化剂进行表征,并对催化剂进行氨合成活性评价。结果表明,活性炭经适量的HNO₃改性处理后,中孔有所增加,更主要的是增加了表面羧基,使活性炭的亲水性得到提高,从而提高了以水溶液浸渍法制备的Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度;但过量HNO₃的改性处理会使活性炭表面不稳定基团增加,这些不稳定基团会降低Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度。用5 mol·L^-1的HNO₃进行改性处理可以达到最优的效果。