磷酸法玉米秸秆基活性炭的制备及其表征

以成型、烘焙处理后的玉米秸秆为原料,磷酸作为活化剂制备了玉米秸秆基活性炭,并对活性炭样品进行表征。同时以碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率为指标测定其吸附性能,并对制备条件进行优化。实验结果表明：玉米秸秆制备活性炭的最佳工艺条件为浸渍比即m(55%H₃PO₄)∶m(玉米秸秆)为4∶1、活化温度400 ℃、活化时间100 min,此条件下活性炭的得率为47.78%,制得的活性炭具有良好的吸附性能,碘吸附值、亚甲基蓝吸附值及焦糖脱色率分别达到864 mg/g、210 mg/g和100%。活性炭比表面积可达1 105 m²/g,总孔容积为0.745 cm³/g,微孔孔容为0.287 cm³/g,中孔孔容为0.354 cm³/g,孔径分布集中于5 nm以内,约占73.56%,平均孔径为2.697 nm。FT-IR分析显示：在活化过程中磷酸与玉米秸秆发生交联作用,生成的活性炭损失了玉米秸秆的部分官能团。     

磷酸活化法制备糠醛渣活性炭的研究

以碘吸附值、亚甲基蓝吸附值及活性炭得率为考察指标,选取对糠醛渣活性炭性质影响较大的浸渍比、磷酸质量分数、活化温度、保温时间4个因素进行L₁₆(4⁵)正交试验对磷酸活化法制备糠醛渣活性炭的工艺条件进行优化。由正交试验结果得到磷酸活化的最佳工艺条件为:磷酸质量分数60%,浸渍比2.5:1,活化温度550 ℃,保温1.5 h,此条件下制得的活性炭样品的碘吸附值为839.6 mg/g,亚甲基蓝吸附值为260.3 mg/g,得率为46.8%,比表面积为830.20 m²/g,孔容积为0.502 cm³/g,孔径集中在0.8~2.5 nm,具有丰富的中孔和微孔。     

煤基粉焦制活性炭及吸附苯酚的性能研究

以煤基粉焦为原料,氢氧化钾为活化剂,制备粉焦基活性炭,探索其对苯酚的吸附规律。结果表明,剂料质量比为2,升温速率为10℃/min, 800℃活化90 min时,所制活性炭亚甲基蓝值为354.54 mg/g,产率为82.40%;苯酚初始浓度增加,可提高活性炭平衡吸附值,吸附符合Langmuir方程,温度升高不利于吸附,活性炭吸附平衡时间为4 h,振荡速率提高可缩短吸附平衡时间,浓度、温度和振荡速率变化不改变吸附过程规律,吸附过程符合准二级动力学方程。     

氯化锌造孔壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用氯化锌浸渍活化法制备了氯化锌造孔壳炭,研究了其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,并采用SEM、FTIR和BET等方法对改性壳炭的结构进行了表征。结果表明,处理初始Cr(Ⅵ)质量浓度为20 mg/L的水样,当温度为25℃,改性壳炭投加量为0.5 g,pH为2.0,吸附时间为180 min时,Cr(Ⅵ)去除率为98.8%,最大Cr(Ⅵ)吸附量为11.284 mg/g。拟合结果显示,Langmuir等温吸附方程可以较好地拟合改性壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程,该动态吸附平衡遵循拟二级动力学方程。     

草酸改性甘蔗渣炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附特性

以甘蔗渣（OB）为原料,先在空气氛围下高温炭化制得甘蔗渣炭（CB）,再经草酸改性制得草酸改性甘蔗渣炭（COB）,采用SEM、FT-IR和氮气吸附-脱附等温线对3种样品进行表征,并考察了OB、CB和COB对模拟废水中的Cr（Ⅵ）的吸附效果。结果显示：3种样品比表面积大小为COB>CB>OB,其中COB的比表面积为240.67 m²/g,总孔容为0.138 cm³/g,平均孔径为2.30 nm;CB以及COB较OB的孔隙结构更发达、含氧官能团种类及数量明显增加,吸附能力提高。吸附实验结果表明：对Cr（Ⅵ）的吸附量表现为COB>CB>OB,在pH值1、投加量0.6 g、吸附时间100 min、吸附温度25℃和Cr（Ⅵ）质量浓度50 mg/L条件下COB对Cr（Ⅵ）的去除率为99.1%。吸附热力学及动力学结果显示：Langmuir等温吸附模型能更好地反映吸附过程,吸附过程遵循准二级动力学模型,表明甘蔗渣炭对Cr（Ⅵ）的吸附主要为化学吸附的单分子层吸附。     

零价铁、铜改性生物炭及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响

针对纳米零价铁（nanoscale zero valent iron，nZVI）易团聚的特性，本文用鸡骨生物炭（BC）作载体，制备出生物炭-零价铁（Fe-BC）去除Cr(Ⅵ)，并与铜改性的生物炭-零价铁（Fe-Cu-BC）和BC对Cr(Ⅵ)的吸附性能进行了对比。通过扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、N₂吸脱附等温线和傅里叶红外光谱（FTIR）对材料表面形貌及结构性质进行分析，同时考察了溶液pH、接触时间等条件对吸附剂吸附容量的影响，通过吸附动力学和吸附等温线分析了吸附特性。结果表明，在pH=2的条件下去除Cr(Ⅵ)效果较好；吸附平衡遵从Langmuir吸附等温式；吸附动力学符合准二级动力学方程。Fe-BC材料吸附水体污染物后可用磁分离技术加以回收。Fe-Cu-BC缩短了对Cr(Ⅵ)的吸附平衡时间。制备出的吸附剂对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量顺序为 Fe-BC>Fe-Cu-BC>BC；同时， Fe-BC吸附量为153.60mg/g，对比于先前报道的nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附容量85mg/g左右，有了很大的提升，说明BC作载体成功解决了nZVI易团聚的缺点，拓展了实际应用。     

改性蜂窝煤渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能

利用氢氧化钙对蜂窝煤渣进行改性,并通过粉末X射线衍射光谱（XRD）对改性前后蜂窝煤渣的物质组成进行表征,研究了改性蜂窝煤渣对模拟含铬废水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。探讨了吸附剂用量、吸附时间、pH值、振荡速率、温度以及Cr（Ⅵ）初始浓度等对吸附效果的影响。改性蜂窝煤渣吸附处理Cr（Ⅵ）的最佳工艺条件是：吸附剂用量40 g/L,室温下以150 r/min振荡速率吸附处理40 min,当Cr（Ⅵ）初始浓度为30 mg/L时,Cr（Ⅵ）的去除率能达到98.84%。改性蜂窝煤渣对Cr（Ⅵ）具有良好的吸附能力,吸附过程符合二级吸附动力学模型并且可用Langmuir吸附等温线来描述。改性蜂窝煤渣对模拟废水中Cr（Ⅵ）的吸附是煤渣组分和新生分子筛组分共同作用的结果。     

磁性氧化石墨烯对水溶液中铀（VI）的吸附性能研究

采用FeCl3作为磁流体制备磁性氧化石墨烯.考察了溶液pH值、溶液初始浓度、吸附温度和吸附时间对磁性氧化石墨烯吸附铀（Ⅵ）性能的影响,并探讨了吸附热力学、等温吸附性能和动力学.结果表明：磁性氧化石墨烯吸附铀（Ⅵ）的最佳pH值为7.0,吸附平衡时间为180min,298K时饱和吸附容量为113.27 mg/g.吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,即表明吸附主要是受化学作用控制.     

赤泥/煤基铁炭材料的制备及其脱除废水Cr(Ⅵ)的性能

以脱钠赤泥、粉状褐煤为原料,羧甲基纤维素钠为黏结剂,采用碳热还原法制备了可替代商业铁炭微电解填料的廉价铁炭材料,用于去除废水中的Cr（Ⅵ）。考察了不同的制备参数（炭化温度、炭化时间、赤泥/煤质量比）和吸附条件（溶液pH、浓度）,以提升Cr（Ⅵ）去除效果。结果表明质量比（赤泥/煤）为1/3、800℃炭化1h的赤泥/煤基铁炭材料,可达到最大Cr（Ⅵ）吸附量（4.03 mg·g^-1）、最低铁溶出量（< 0.19 mg·g^-1）和最大比吸附量（12.97 mg·g^-1,由Langmuir吸附等温线模型算出）。赤泥/煤基铁炭材料对Cr （Ⅵ）的吸附等温线符合Freundlich方程,其吸附动力学可用准一级或准二级动力学方程来描述。多种表征（XRD、XRF、BET和SEM等）结果进一步表明赤泥/煤基铁炭材料比商业铁炭填料具有更高的铁还原度、更大的比表面积和孔容以及更好的颗粒分散度,使其具有更好的Cr（Ⅵ）的去除效果。     

CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

在微波环境下,制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)修饰的CTMAB-磷石膏,并对其结构进行了表征。通过静态吸附实验,研究了CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附特性,探讨了吸附机理,结果表明:CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,但Langmuir吸附等温模型能更好地描述吸附等温曲线。Lagergren准一级吸附动力学方程、Lagergren准二级吸附动力学方程、Elovich吸附方程以及粒子内扩散模型均可较好地描述吸附初始阶段,而整个吸附过程更好地符合Lagergren准二级吸附动力学方程,CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量为16.3225mg/g,吸附过程由物理吸附、化学吸附及络合沉淀作用共同控制。     

磷酸法海藻基活性炭的制备及吸附性能

以大型海藻铜藻为原料,采用H_3PO_4活化法制备活性炭,考察磷酸与藻粉的浸渍比、浸渍时间、活化温度、活化时间对得率、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值的影响。H_3PO_4活化法制备活性炭最佳工艺如下:磷酸与藻粉的质量比为5∶1,浸渍时间100 min,活化温度550℃,活化时间75 min。最佳制备条件下制得的活性炭碘吸附值为528. 8 mg/g,亚甲基蓝吸附值为142. 5 mg/g,得率为43. 74%,比表面积为728. 73 m2/g。pH=2条件下,铜藻基活性炭对于Cr(Ⅵ)最大吸附量和吸附率可分别到达31. 5 mg/g和85%。     

改性活性炭吸附污水中氨氮的性能

采用浸渍法制备一系列过渡金属(Zn,Fe,Cu)改性活性炭吸附剂,并探讨其吸附污水中氨氮的性能。结果表明,过渡金属的添加能在一定程度上提高活性炭吸附氨氮性能,其中铜为最佳改性元素。分别采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对改性活性炭吸附氨氮行为进行拟合。结果显示改活性炭对氨氮的吸附过程可用Langmuir吸附等温方程较好地拟合,在温度为25℃时,单分子层饱和吸附量为7.19 mg/g,其吸附动力学较符合准二级反应动力学方程。     

磷酸法海藻基活性炭的制备及吸附性能

以大型海藻铜藻为原料,采用H_3PO_4活化法制备活性炭,考察磷酸与藻粉的浸渍比、浸渍时间、活化温度、活化时间对得率、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值的影响。H_3PO_4活化法制备活性炭最佳工艺如下:磷酸与藻粉的质量比为5∶1,浸渍时间100 min,活化温度550℃,活化时间75 min。最佳制备条件下制得的活性炭碘吸附值为528. 8 mg/g,亚甲基蓝吸附值为142. 5 mg/g,得率为43. 74%,比表面积为728. 73 m2/g。pH=2条件下,铜藻基活性炭对于Cr(Ⅵ)最大吸附量和吸附率可分别到达31. 5 mg/g和85%。     

KOH活化法制备棉秆基活性炭及其对含苯酚废水的吸附

以农业废弃物棉秆为原料,采用氢氧化钾活化法制备活性炭,并用于吸附含苯酚废水中的苯酚。棉秆基活性炭的最佳制备条件为棉秆先炭化,以KOH溶液为活化剂,KOH与棉秆炭的质量比(物料比)1.5:1,活化温度800 ℃、活化时间70 min,此条件下制备的棉秆活性炭亚甲基蓝的吸附值为342.33 mg/g,碘吸附值为1 368.65 mg/g,其BET比表面积达到了1 735.94 m²/g,总孔容积0.36 cm³/g,平均孔径2.33 nm。将此活性炭用于吸附苯酚,苯酚质量浓度60 mg/L的50 mL废水中,当pH值为7,吸附时间2 h,活性炭投放量为50 mg时,苯酚去除率最高可达98%。对此吸附过程进行动力学分析,结果表明准二级动力学模型能很好的描述此活性炭吸附苯酚的过程。     

废菌渣活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

通过ZnCl_2活化法制备出废菌渣活性炭(MRAC),采用扫描电镜、能量-色散光谱、傅立叶变换红外光谱仪对其进行了表征分析,并研究了去除水中Cr(Ⅵ)的性能。结果表明,MRAC具有较好去除水中Cr(Ⅵ)的性能;在温度25℃、pH为7、MRAC投加量0.5 g、反应时间120 min、50 mL的Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度50 mg/L的优化条件下,MRAC对Cr(Ⅵ)的去除率高达99.98%,处理后的水满足GB 8978-1996中对Cr(Ⅵ)含量的要求。MRAC对水中Cr(Ⅵ)的吸附服从Langmuir等温方程(最大吸附量31.55 mg/g),吸附反应具有吸热性及自发性。与其他活性炭相比,MRAC去除废水Cr(Ⅵ)的效果更佳,具有较好的经济效益和环境效益。     

油茶壳残渣制备活性炭的工艺

以油茶壳醇浸取后残渣为原料,以磷酸活化法制备活性炭,考察了浸渍比、磷酸质量分数和活化温度等对活性炭吸附性能及其得率的影响;活性炭的吸附性能由碘吸附值、亚甲基蓝吸附值表征。结果表明,在酸/炭浸渍比为3:1、磷酸质量分数70%、活化温度500℃时,活性炭的吸附性能最佳,其碘、亚甲基蓝吸附值和得率分别为1043.29mg/g、148.5mg/g和38.77%。采用物理吸附仪在77K下测定其N₂吸附脱附等温线,利用BET法和BJH法计算比表面积和孔径分布,其比表面积为1626.45m²/g,平均孔径为4.7nm,总孔容为1.94cm³/g。同时采用FTIR和XRD分析了活性炭的表面官能团和微观结构。     

聚氨酯基活性炭制备及吸附电镀废水中重金属离子研究

以废弃聚氨酯塑料为原料,通过碳化、二氧化碳活化制得活性炭材料。通过比表面积测试(BET)、红外光谱(FTIR)、元素分析对聚氨酯基活性炭进行表征;同时采用硫酸锌溶液模拟电镀废水,探究硫酸锌溶液pH值、浓度、吸附时间对聚氨酯基活性炭吸附重金属锌离子的影响。结果表明,聚氨酯基活性炭含有丰富的表面官能团,BET为836.42 m²/g,微观结构以微孔为主;其对Zn2/g,微观结构以微孔为主;其对Zn⁽²⁺⁾的吸附符合Langmuir等温吸附和准二级动力学方程,最大吸附能力为23.7 mg/g。Zn(2+)的吸附符合Langmuir等温吸附和准二级动力学方程,最大吸附能力为23.7 mg/g。Zn⁽²⁺⁾吸附量在pH为2～6的区间内随pH的升高而逐渐升高,其吸附速率随着pH的增加而降低。     

不同碳基材料对Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

以传统活性炭(木质炭、煤质炭)与碳纳米管为碳基吸附剂,研究不同碳基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,并对其吸附动力学进行研究。结果表明,传统活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能优于碳纳米管,木质、煤质活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量分别为158.23、152.44、48.69 mg/g;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学方程;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附属于物理吸附。     

松香基磁性微球的结构表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以马来松香乙二醇丙烯酸酯和甲基丙烯酸为单体,Fe₃O₄为磁源,通过悬浮聚合和酰胺化反应制备出松香基磁性微球。利用热重分析仪、红外光谱、比表面积与孔隙度分析仪、扫描电镜及磁天平对磁性微球进行表征,并通过静态吸附法研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果显示：松香基磁性微球既具有顺磁性(磁化率为9.123×10^-4 cm³/g),又具有功能基团(氨基),比表面积、孔体积和平均孔径分别为29.73 m²/g、0.396 cm³/g和18.023 nm,表面和内部均有大量孔洞。当磁性微球粒径为72~108 μm时,在50 mL质量浓度为0.5 g/L Cr(Ⅵ)溶液中,调节pH值为2,吸附剂用量为0.8 g,25 ℃下振荡吸附,吸附平衡时间为4 h时,平衡吸附量为67.5 mg/g。动力学方程拟合结果显示吸附速率符合准一级动力学方程,吸附过程受液膜扩散和颗粒内部扩散共同影响。磁性微球循环使用5次,去除率仍达第一次吸附的85%以上,具有很好的循环使用性能。     

铜渣基化学键合陶瓷材料吸附Cr(VI)的性能及机理

以富含铁的铜渣（CS）为原料，在碱激发条件下制备了铜渣基化学键合陶瓷材料（CSCBC），对废水中的Cr(Ⅵ)进行吸附处理。考察了吸附剂添加量、Cr(Ⅵ)初始浓度及pH等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响，并通过吸附动力学和热力学分析，结合吸附前后吸附材料结构表征，对其吸附机理进行了探讨。结果表明，当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为200 mg/L、pH=1、吸附剂投加量为0.4 g时，在240 min内达吸附平衡，Cr(Ⅵ)去除率可达93%以上，最大理论吸附容量25.3 mg/g。与生物炭基铁氧化物复合材料、FeS复合材料、铁掺杂吸附剂等同类型吸附剂相比，Cr(Ⅵ)吸附容量明显提高。CSCBC对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。其吸附机制主要是还原、吸附等双重作用的结果。 6次吸附-解吸实验后，其吸附容量保持初次吸附容量的75%以上 。