硝酸氧化改性活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

采用一定浓度的浓硝酸氧对活性炭颗粒进行表面氧化处理,研究了改性对活性炭吸附Cr（Ⅵ）性能。的影响。结果表明,改性使活性炭表面含氧官能团显著增加,对Cr（Ⅵ）的吸附作用增强。考察了接触时间、pH,温度等条件对吸附效果的影响,并对吸附机理进行了初步探讨。     

Adsorption capability of surface modified activated carbon for Cr(Ⅵ)

分别用H3PO4、KOH和ZnCl2对活性炭进行表面改性处理,研究了改性活性炭的表面化学性能及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能.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改变,改性后的活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能提高.其吸附等温式均与Langmuir方程符合,吸附动力学较好地符合Lagergren二级吸附速率方程.     

表面功能化活性炭对水溶液中汞离子的吸附

利用硝酸氧化改性和氨还原改性实现活性炭表面功能化,并通过静态吸附实验研究了改性前后活性炭对水溶液中汞离子的吸附性能。硝酸改性使得活性炭表面含氧官能团数量增多,氨改性后成功在活性炭上引入含氮官能团。实验结果表明在pH值为4～7的范围内有较好的吸附效果。吸附等温线和吸附动力学结果表明活性炭表面功能化可以提高对水溶液中汞离子的吸附性能。活性炭表面含氧官能团和含氮官能团与汞离子发生离子交换和配位络合作用。     

硝酸改性活性炭对镉离子的吸附和再生

用硝酸氧化改性活性炭吸附Cd(Ⅱ)。结果表明,硝酸氧化改性后,活性炭对溶液中Cd(Ⅱ)的吸附性能提高,吸附过程符合Langmuir、Freundlich模型,吸附动力学能很好地用拟二级动力学模型拟合。XPS分析表明,Cd(Ⅱ)与活性炭表面含氧官能团发生络合作用。EDTA-2Na浓度0. 10 mol/L,再生温度40℃,再生时间4 h条件下,活性炭可有效再生。     

硝酸改性活性炭对镉离子的吸附和再生

用硝酸氧化改性活性炭吸附Cd(Ⅱ)。结果表明,硝酸氧化改性后,活性炭对溶液中Cd(Ⅱ)的吸附性能提高,吸附过程符合Langmuir、Freundlich模型,吸附动力学能很好地用拟二级动力学模型拟合。XPS分析表明,Cd(Ⅱ)与活性炭表面含氧官能团发生络合作用。EDTA-2Na浓度0. 10 mol/L,再生温度40℃,再生时间4 h条件下,活性炭可有效再生。     

改性活性炭吸附处理含铬电镀废水的研究

分别采用硫酸和双氧水对活性炭迚行改性,测定了改性后活性炭的表面面积和含氧官能团数量,以改性后的活性炭为吸附剂,用于处理含铬电镀废水。考察了pH值、吸附时间和吸附剂用量等对Cr(VI)去除率的影响,并研究了其吸附等温线。研究表明,相比未改性活性炭,改性后的活性炭含氧官能团数量明显增加,并且改性后活性炭有利于对废水中Cr(VI)的吸附,经双氧水改性后的活性炭的吸附效果最好。     

高效氨吸附用载锌活性炭的结构表征及氨吸附动力学研究

采用不同浓度的ZnCl_2溶液对椰壳活性炭进行表面改性以制备高容量氨吸附用活性炭,并采用低温液氮吸附(BET)、扫描电镜(SEM)、Boehm滴定对改性前后活性炭的物理结构及表面含氧官能团进行了测定,同时以常温动态吸附对氨吸附容量及吸附动力学进行了研究,并对ZnCl_2活性炭氨吸附去除机理进行了分析。结果表明:改性后活性炭微孔数量减少,介孔比例提高;随ZnCl_2浓度的增加,活性炭的比表面积、孔容减小,平均孔径变大,介孔所占比例由23.00%增加到25.52%;改性后活性炭表面含氧官能团含量增加,质量比为11%的ZnCl_2浸渍的活性炭样品(AC3)总酸性含氧官能团增加最多,增加了0.259mmol·g~(-1)。浸渍ZnCl_2溶液改性对活性炭吸附氨性能的改善十分明显,样品AC3对氨气的吸附量(75.58 mg·g-1)为原始活性炭(12.5 mg·g-1)的6.05倍;吸附动力学模型研究得出,氨在改性前后活性炭样品上的吸附与准二阶动力学模型较符合,说明吸附反应过程为物理-化学联合吸附。     

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。     

改性甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以甘蔗渣为原料,通过高温限氧和氧化钙改性制备钙改性甘蔗渣活性炭。研究了钙改性甘蔗渣活性炭对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素,并通过吸附等温线模型和吸附动力学,进一步讨论其吸附机理。由实验数据可知,氧化钙改性有利于提高甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果。改性后,甘蔗渣活性炭的最佳吸附条件为:pH=2,吸附时间8h,吸附剂添加量为0.2 g,Cr(Ⅵ)的吸附浓度为20 mg·L~(-1),此时吸附容量达到2.89 mg·g~(-1)。吸附等温模型的拟合结果表明,改性后,甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等温模型。吸附动力学模型拟合结果表明,改性后,甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附可用Lagergren准二级动力学模型表示,吸附过程存在物理扩散和化学吸附。     

板栗刺壳生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

以板栗刺壳为前驱体,高铁酸钾为活化剂,通过化学改性制备得到板栗壳生物炭,并研究了其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。借助XRD、FTIR、XPS、FESEM等表征手段发现其表面具有较为发达的孔隙结构及丰富的含氧官能团。研究该材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附作用发现,pH为2.5时其表现出最佳的吸附效果,90 min可达到最终平衡吸附量的90%以上,属于快速吸附。进一步研究表明,该材料对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为61.312 mg/g,其吸附机理类型符合准二级动力学模型与Langmuir模型。     

有机/无机酸改性兰炭基活性炭及其对焦化废水的吸附研究

兰炭因其固定碳和化学活性高,且保留了低变质煤丰富的微孔结构,是一种优质且廉价的活性炭原料。但兰炭末制成的兰炭基活性炭具有孔径分布无序、表面化学性质局限等缺点,限制了其应用效果,而化学法改性可以弥补这一不足。笔者研究对比了无机酸和有机酸改性对兰炭基活性炭孔隙结构和表面化学性质的影响。常温下,分别用硝酸、磷酸、草酸和乙酸溶液对水蒸气活化制备的兰炭基活性炭进行改性,采用碘吸附试验、N2吸附/脱附试验、扫描电子显微镜和Boehm滴定等方法考察改性过程对活性炭孔隙结构和表面化学性质的影响,并对焦化废水进行吸附,分别研究了吸附剂投加量、吸附时间和转速对吸附效果的影响,用Langmuir和Freundlich模型模拟等温吸附过程。结果表明:改性后的兰炭基活性炭表面亲和力大的活性点由于受到酸的刻蚀发生了扩孔作用,导致其碘吸附值、比表面积和孔结构参数均降低,又因为活性炭边缘的高活性碳原子遇酸氧化后会结合氧原子形成含氧官能团,故表面含氧官能团含量升高,且氧化性越强的酸,结合的氧原子越多,硝酸改性后含氧官能团升高最明显,含量是改性前的2.41倍。焦化废水吸附试验表明,经酸改性后的兰炭基活性炭对焦化废水的吸附效果明显优于改性前,其中无机酸改性较有机酸更好,硝酸改性效果最佳,COD去除率比改性前最多可提升31.34%。这是因为焦化废水中污染物的主要是有较大分子量和分子直径的有机污染物,而酸改性使兰炭基活性炭平均孔径增加,中大孔比例提升,这有利于大分子有机污染物被吸附,而且改性后活性炭表面所增加的含氧官能团也提高了对污染物的亲水性和对极性有机物的亲和力。等温吸附试验表明,318 K条件下,50 m L焦化废水中加入4 g硝酸改性兰炭基活性炭吸附90 min后,COD去除率可达86.79%,吸附过程符合Langmuir模型。     

硼掺杂石墨烯对废水中铬(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理研究

以硼酸为掺杂剂、氧化石墨烯(G)为前驱体,通过一步水热法制备出硼掺杂石墨烯(B-G),并首次利用静态吸附实验研究其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,硼掺杂可显著提升G对Cr(Ⅵ)的吸附性能,其中B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附效率超过80%。吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH值为2;吸附率随着投加量的增加而增大,吸附量随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而增大;温度升高有利于吸附进行。当pH=2,吸附剂投加量为20 mg,Cr(Ⅵ)初始浓度为100 mg/L,45℃条件下吸附12 h,B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附量高达119.5 mg/g。SEM、BET、FTIR、XRD和Raman检测表明,B-G-3为具有微介孔结构的纳米片状无定型碳,比表面积和孔体积分别为192.14 m~2/g和0.50 cm~3/g,且表面带有大量的含氧和含硼官能团。吸附的机理主要为微介孔的物理吸附以及表面含氧及含硼官能团的化学吸附。     

等离子体改性对活性炭纤维表面化学结构的影响

采用放电等离子体对活性炭纤维表面进行改性,通过改变活性炭纤维的化学官能团来强化活性炭纤维对SO2和NOx的吸附和催化作用。利用XPS、FTIR等方法对改性活性炭纤维的化学性质进行表征,研究了活性炭纤维表面官能团在等离子体改性过程中的转化规律和机理。试验结果表明放电改性过程可以有效的向活性炭纤维表面引入有利于脱硫脱氮的含氧、含氮官能团;当电压为8kV,放电时间为5分钟时,放电改性活性炭纤维的效果最佳。     

硼掺杂石墨烯对废水中铬(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理研究

以硼酸为掺杂剂、氧化石墨烯(G)为前驱体,通过一步水热法制备出硼掺杂石墨烯(B-G),并首次利用静态吸附实验研究其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,硼掺杂可显著提升G对Cr(Ⅵ)的吸附性能,其中B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附效率超过80%。吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH值为2;吸附率随着投加量的增加而增大,吸附量随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而增大;温度升高有利于吸附进行。当pH=2,吸附剂投加量为20 mg,Cr(Ⅵ)初始浓度为100 mg/L,45℃条件下吸附12 h,B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附量高达119.5 mg/g。SEM、BET、FTIR、XRD和Raman检测表明,B-G-3为具有微介孔结构的纳米片状无定型碳,比表面积和孔体积分别为192.14 m²/g和0.50 cm2/g和0.50 cm³/g,且表面带有大量的含氧和含硼官能团。吸附的机理主要为微介孔的物理吸附以及表面含氧及含硼官能团的化学吸附。     

活性炭表面热氧化对其吸附二苯并噻吩性能影响

本文主要研究活性炭表面氧化对其吸附二苯并噻吩性能的影响。将活性炭在不同低温下氧化制得表面氧化活性炭，用静态吸附法进行了二苯并噻吩在初始及氧化活性炭上的吸附等温线，应用Langmuir方程对吸附等温线进行拟合，用漫反射红外谱（DRIFTS）表征活性炭表面含氧基团，用Boehm滴定测定活性炭表面官能团含量，讨论了活性炭表面化学性质对其吸附二苯并噻吩的影响。结果表明：活性炭表面酸性含氧基团对二苯并噻吩的吸附有重要影响，酸性含氧基团越多，其吸附量越大。低温气相氧化活性炭提高了活性炭表面酸性含氧基团，提高了其对二苯并噻吩的吸附。氧化温度越高，其表面含氧基团含量越多，其对二苯并噻吩的吸附量也越大。Langmuir吸附等温线可适用于描述二苯并噻吩在活性炭表面上的吸附。     

改性活性炭脱除二氧化碳中的微量苯

将工业废气中的CO2回收利用,使之变废为宝具有重要的意义。研究了活性炭(AC)分别经湿氧化和N2还原改性后对苯吸附性能,并测定了改性活性炭的孔结构和表面官能团。结果表明,AC经N2还原改性能增大其比表面积,减少表面含氧官能团,增强其表面非极性,有利于苯的吸附。孔径分布是影响苯吸附的主要因素,吸附剂的孔径分布在0.6nm范围内时,有利于对苯的吸附。     

小麦秸秆生物质炭吸附Cr(Ⅵ)的研究

以农业废弃物小麦秸秆制备生物质活性炭,分别用HNO_3、Na OH和KMn O_4进行改性,通过Boehm法对不同改性活性炭进行表征,考察了吸附时间、p H及Cr(Ⅵ)初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,经硝酸改性的活性炭,官能团总量提高,吸附Cr(Ⅵ)的效果和吸附速率最高,受p H变化的影响更小。Langmuir和Freundlich吸附等温线均能反映未改性和硝酸改性活性炭的吸附情况,二者的吸附过程均可用Lagergen二级动力学模型描述。     

三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能

针对褐煤氧解残煤的多孔性和含氧官能团的结构特点,研究了褐煤氧解残煤及其改性残煤对Cr(Ⅵ)的吸附性能。改性残煤是由1 g褐煤氧解残煤与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液和3 mL环氧氯丙烷在40℃下反应1 h后,再与1 mL乙二胺溶液和10 mL H_2O在60℃下反应2 h制得。利用分光光度法研究影响Cr(Ⅵ)吸附行为的因素,例如溶液pH值、吸附时间和溶液中Cr(Ⅵ)的初始质量浓度。结果表明:在pH值小于2.5的强酸性溶液中,三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)都具有良好的吸附能力;吸附动力学过程涉及快速的物理吸附和缓慢的化学吸附,其化学吸附过程符合准二级动力学模型,等温吸附符合Freundlich模型和Langmuir模型,且Freundlich模型的拟合效果优于Langmuir模型的拟合效果;三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)显示不同的吸附机理。原煤的吸附量大,吸附强度弱;氧解残煤的吸附量小,吸附强度大;改性残煤在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20 mg/L～70 mg/L时对Cr(Ⅵ)具有显著的吸附率。     

活性炭改性及其对SO_2的吸附动力学与吸附平衡研究

在微波改性基础上,分别用KMnO_4、K_2Cr_2O_7和H_2O_2对椰壳活性炭进行氧化改性,采用BET和FTIR分析其表面物理化学性质,进行了吸附实验和吸附模型的研究。结果表明,活性炭改性后,微孔容积减小,平均孔径增大,含氧官能团含量增加;对SO_2的吸附动力学可通过粒内扩散和Bangham动力学模型较好的描述;微波分别与KMnO_4,K_2Cr_2O_7改性样品的吸附平衡能被Freundlich等温吸附模型较好的预测,而Langmuir等温吸附模型能准确预测微波与H_2O_2改性样品的吸附平衡,各样品Freundlich拟合常数n>1,故易于吸附SO_2。实验表明,活性炭改性有助于提高其对SO_2的吸附能力。     

活性炭改性及其对SO_2的吸附动力学与吸附平衡研究

在微波改性基础上,分别用KMnO_4、K_2Cr_2O_7和H_2O_2对椰壳活性炭进行氧化改性,采用BET和FTIR分析其表面物理化学性质,进行了吸附实验和吸附模型的研究。结果表明,活性炭改性后,微孔容积减小,平均孔径增大,含氧官能团含量增加;对SO_2的吸附动力学可通过粒内扩散和Bangham动力学模型较好的描述;微波分别与KMnO_4,K_2Cr_2O_7改性样品的吸附平衡能被Freundlich等温吸附模型较好的预测,而Langmuir等温吸附模型能准确预测微波与H_2O_2改性样品的吸附平衡,各样品Freundlich拟合常数n1,故易于吸附SO_2。实验表明,活性炭改性有助于提高其对SO_2的吸附能力。