不同炭化温度的竹炭对重金属离子的吸附性能

选用不同炭化温度的竹炭,研究其对单一和混合重金属离子的吸附性能。结果表明：竹炭对重金属离子吸附存在物理和化学吸附,其吸附性能与其比表面积、孔径及pH等有关;不同炭化温度竹炭对重金属的吸附有选择性,炭化温度为800℃的竹炭对Hg2+、Pb2+、Cr6+吸附效果较好,炭化温度为1 000℃的竹炭对Cd2+吸附效果较好;竹炭吸附混合重金属离子存在协同和阻碍两方面的效应,与单一离子相比,竹炭在混合重金属离子溶液中对Pb2+、Hg2+、Cr6+吸附率增加,而对Cd2+的吸附率却减少。     

竹炭导电机理的研究

采用SX2－5－12型箱式电炉，按不同炭化最高温度烧制竹炭。通过电子显微镜、X－衍射仪、红外光谱等分析仪器，对竹炭导电机理进行研究。结果表明：炭化最高温度对竹炭的导电性影响显，随着炭化最高温度升高，其电阻率减少，且在炭化最高温度600－800℃时电阻率显降低；不同炭化最高温度的竹炭维管来收缩不一，纤维排列结构发生变化；竹炭在炭化最高温度900℃以下，未出现石墨化结构特征峰，竹炭导电主要是离子引起的，而在800℃时出现了碳碳双键与苯环共轭的强吸收峰，导电性增强，在温度达1100℃以上有形成石墨化结构趋势。     

竹炭对Cr(Ⅶ)的吸附性能研究

研究了竹炭对溶液中Cr()的吸附性能,考察了溶液pH值、竹炭粒径、吸附时间、竹炭用量和溶液初始质量浓度对吸附的影响.实验结果表明:竹炭对Cr()的吸附主要受Cr()溶液的pH值、初始质量浓度和竹炭粒径的影响,pH为1时吸附效果最好.竹炭的动态吸附过程符合二级吸附动力学方程.当Cr()溶液初始质量浓度为50 mg/L,pH为1,震荡吸附84 h后,吸附量为38.3 mg/g,震荡吸附7 d后,饱和吸附量为46.1 mg/g.竹炭对Cr()的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程.     

竹炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

研究了竹炭对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了溶液pH值、竹炭粒径、吸附时间、竹炭用量和溶液初始质量浓度对吸附的影响.实验结果表明:竹炭对Cr(Ⅵ) 的吸附主要受Cr(Ⅵ)溶液的pH值、初始质量浓度和竹炭粒径的影响,pH为1时吸附效果最好.竹炭的动态吸附过程符合二级吸附动力学方程.当Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为50 mg/L,pH为1,震荡吸附84 h后,吸附量为38.3 mg/g,震荡吸附7 d后,饱和吸附量为46.1 mg/g.竹炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和Freundlich 吸附等温方程.     

铝改性竹炭的磷吸附性能研究

为了改善竹炭的磷吸附性能,以氯化铝为改性剂,采用铝盐水解共沉法对竹炭进行改性,并对改性前后竹炭物化特性进行表征.通过批次吸附实验对比研究了改性竹炭对水溶液中磷的吸附特性.结果表明:Langmuir和Freundlich等温方程能很好地描述竹炭磷吸附等温特性,Freundlich等温方程拟合效果更优,改性后竹炭磷吸附容量为10.0mg·g-1,是改性前竹炭的1.3倍;铝改性竹炭磷吸附过程符合Lagergren二阶动力学模型;溶液pH值对磷吸附影响显著,酸性条件有利于磷吸附,腐植酸对吸附磷有明显负面作用,而NO3-对吸附磷无明显抑制作用.     

苯胺在竹炭上的吸附行为研究

研究溶液的pH值与初始浓度、竹发用量、吸附时问以及温度等因素对竹炭吸附苯胺的吸附性能影响,结果表明:竹炭对苯胺有较强的吸附作用,按苯胺与竹炭质量比为1∶980投加竹炭,苯胺去除率达到93%以上:苯胺溶液pH值在8~9时,竹炭能够很好地适应笨胺初始浓度的变化,对其保持较好的去除率,同时,能在120min内达到吸附平衡;竹炭对苯胺溶液等温吸附服从Freundlich方程式,在70℃左右容易进行,吸附效果好.竹炭可作为理想的去除苯胺的吸附材料.     

罗丹明B在竹炭上的吸附研究

研究了竹炭的粒径与用量、罗丹明B溶液的pH值与初始浓度、吸附时间和温度等因素对去除率的影响.研究结果表明:竹炭对罗丹明B吸附随其用量的增加而增大;罗丹明B初始浓度增大,竹炭对其去除率减小;溶液的pH值为3.0～5.0时,吸附效果好;竹炭对罗丹明B的吸附可在3h达到平衡.最佳吸附温度为70℃,等温吸附服从Freundlich方程式.竹炭是较为理想的吸附罗丹明B的材料.     

竹炭表面改性对两种抗生素吸附性能的影响

采用磷酸(H3PO4)和氢氧化钠(Na OH)对竹炭表面进行改性,并考察其对环丙沙星(CIP)和诺氟沙星(NOR)的吸附性能.结果表明,2种改性竹炭对环丙沙星和诺氟沙星均有良好的吸附效果.经H3PO4改性后的竹炭对环丙沙星和诺氟沙星两类抗生素最大平衡吸附容量分别可达到88.14和65.17 mg/g,经Na OH改性后的竹炭对环丙沙星和诺氟沙星两类抗生素最大平衡吸附容量分别可达到82.23和69.02 mg/g.与Langmuir方程相比,2种抗生素的吸附过程更适合用Freundlich方程来进行描述,也表明了竹炭对这2种抗生素的吸附属于非均匀性吸附.两者的吸附过程更符合二级反应动力学方程.经H3PO4改性后竹炭提高了表面酸性基团的数量,可以在一定程度上增加竹炭对亲水性药物的吸附量.而Na OH改性会增加竹炭表面的碱性基团的数量,同时在一定程度上增强了竹炭对憎水性药物的吸附量.     

竹炭对铜(Ⅱ)离子的吸附性能研究

研究了竹炭粒径和用量、吸附时间、温度以及铜(Ⅱ)离子初始浓度等因素对铜(Ⅱ)离子吸附效果的影响.结果表明:竹炭对铜(Ⅱ)离子吸附率随其粒径的减小而增大,而随其用量的增加而增大;铜(Ⅱ)离子初始浓度增大,竹炭对其离子吸附率减小;竹炭对铜(Ⅱ)离子的吸附可在2h达到平衡,最佳吸附温度为30℃.竹炭对铜(Ⅱ)离子具有较好的吸附效果,是较为理想的吸附铜离子的材科.     

炭化过程中的竹材收缩率

在温度为200～900℃的炭化过程中，通过测定6年生毛竹竹材的收缩率和竹炭得率，集中研究了竹材收缩率的各向异性及其与竹材主要组成之间的关系。结果表明：(1)在炭化过程中的相同炭化温度下，毛竹竹材在轴向、内部弦向、径向及外部弦向的收缩率依次增大。将竹材在200℃时处理3h，其轴向收缩率仍为零；(2)在整个炭化过程中，炭化温度在200～400℃范围内竹材收缩率的变化最大；(3)炭化温度低于400℃时，竹材中某一方向或部位的纤维素含量越高，其收缩率越大。炭化后期，竹炭的石墨化程度对竹炭收缩率可能有较大的影响；(4)加热温度低于300～350℃时，含水率越高的竹材，其收缩率越高。     

炉内氧气含量对竹材炭化的影响

竹材炭化过程中,炭化温度和炭化时间是两个重要的工艺参数,但还必须考虑炉内的氧气含量。通过调节进入炉内的氮气和空气流量,并采用氧传感器实时测定并控制炉内氧分压,研究了炉内氧含量对竹材炭化的影响。结果表明：炉内氧分压增加,得炭率下降。因此传统土窑炭化时应严格控制进入炉内的氧气含量,形成缺氧的高温热解环境,防止竹炭自燃,使竹材在平衡氧分压（中性）或还原性高温气氛中炭化。     

竹炭的性能和应用研究进展

 竹材热分解得到的竹炭具有较高的孔隙度和比表面积,其良好的性能引起了人们的广泛关注。本文综述了近年来关于竹炭性能和应用的研究报道,着重介绍了竹炭的吸附性能,电、磁性能及其在各领域的应用状况,如吸附大气和水环境中的无机、有机污染物;以竹炭为原料生产电磁屏蔽材料、静电屏蔽材料和电热材料,同时,可通过重整孔结构和修饰孔表面等方法来提高竹炭的吸附能力。另外,竹炭的多孔性能使不同材料负载其上成为可能,由此可充分发挥两种材料的优势,使得竹炭基复合材料具有很广的应用前景。本文还涉及竹炭吸附热力学、动力学及再生研究、改性竹炭等内容,并指出今后竹炭研究的发展趋势。     

竹制活性炭在水溶液中对Ru(Ⅲ)离子及其配合物的吸附

目前,人们对木炭的需求量不断增长,但是生产木炭的树木生长非常缓慢,砍树烧炭对生态环境破坏严重,国家不得不禁止使用木材烧炭.为了缓解木炭需求与保护生态资源的矛盾,已经找到了一种完全能替代木炭的再生材料,就是用竹子烧制的竹炭.此次实验就以竹子为原料,用化学活化法制备活性炭,通过测定和计算活性炭的吸附热力学及动力学参数来研究竹制活性炭自水溶液中对Ru(Ⅲ)离子及其配合物的吸附规律、特征和影响因素.     

竹炭-有机复合吸附剂对Cu2＋吸附行为研究

研究了竹炭及其改性体粒径、用量、吸附时间、温度及铜离子（Cu2＋）初始浓度等因素对Cu2＋吸附效果的影响。结果表明：竹炭及其改性体对Cu＊吸附率随粒径减小而增大，用量增加而增大；Cu2＋初始浓度增大，吸附率减小；对Cu2＋吸附平衡约2h；最佳吸附温度为20-40℃，pH为3—4。改性体2效果最佳，30-50目粒径时去除率达99％以上，当溶液浓度为1．26g／L时，其比吸附量最大，为95．8mg／g。     

竹炭脱除单质汞的特性研究

为了寻求廉价、高效的脱汞吸附剂,总结了竹炭的来源、制备方法、竹炭（BC）的性质以及竹炭的应用现状,并将其应用在燃煤大气污染物汞的脱除上．在小型燃煤烟气汞脱除实验台上和模拟烟气气氛下研究了低温下BC对汞吸附性能的影响因素．实验结果表明：BC对汞有较强的吸附能力,BC粒径减小增大了BC表面积和孔容,这有利于物理吸附脱汞;吸附剂质量与流量比值（W／F）的增加延长了汞与BC的接触时间,非常利于汞的吸附脱除;BC的脱汞效率随汞浓度的增大而降低;BC对汞的吸附脱除存在着最佳反应温度,实验发现60℃为最佳脱除温度;氧气会促进单质汞的氧化,从而进一步提高BC脱除汞的能力．     

硝酸改性竹炭理化性质变化的研究

采用质量分数分别为17%、34%和68%的硝酸溶液对竹炭进行8 h的表面改性处理,测定了改性前后竹炭的碘值、灰分和水分含量。结果表明:3种改性条件下竹炭的碘值和灰分含量均比改性之前有小幅度下降,而水分含量则比改性之前有明显上升,其中,以68%硝酸改性的竹炭其各项指标变化幅度最大。使用Boehm滴定法和傅里叶变换红外光谱FTIR对硝酸改性前后的竹炭进行了结构表征,结果发现硝酸改性后的竹炭表面含氧官能团数量有不同程度的增加;比表面积和孔径分析表明,硝酸改性后竹炭的比表面积显著下降,平均孔径显著增大;SEM-EDS分析表明硝酸改性后竹炭的表面粗糙程度增加,同时含碳量降低,含氧官能团数量增加;TG-DSC分析结果同样表明硝酸改性后的竹炭表面有大量水分子和表面官能团生成,进而造成失重率显著增加。     

全国14个竹产区毛竹竹炭理化性质分析

【目的】分析相同制备条件下不同竹产区毛竹竹炭的性能,为全国竹产区毛竹林的分类经营及利用提供理论依据。【方法】在500 ℃条件下用管式炉对全国14个竹产区的毛竹竹秆热解,对比分析不同竹产区竹炭的部分理化性质。【结果】在500 ℃热裂解温度下全国14个竹产区毛竹竹炭得率为18.45%～30.43%、 pH为7.2～7.9、比表面积变化范围为4.48～73.5 m²/g; 不同地区毛竹竹炭中各元素含量都以碳为主,质量分数为70.93%～77.55%,碳氮比(C/N)为72.31～185.18; 14个竹产区竹炭表面基团种类大致相同,且在500 ℃热裂解温度下各竹产区竹炭维持了原始的管状空心结构,但孔隙结构发达程度各地区间差异较大。【结论】全国14个竹产区中贵州赤水地区毛竹烧制竹炭得率最高,浙江安吉地区竹炭滤液pH最高,福建武夷山地区竹炭比表面积最大,湖南东安地区竹炭碳氮比(C/N)最高,广西兴安地区竹炭元素种类最为丰富,包含了此次检测的所有元素种类(C、O、Na、Mg、Si、P、S、Cl、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Fe)。在今后竹炭产业的发展过程中,有必要建立各竹产区竹炭理化性质参数数据库,在竹炭产业链延伸过程中,根据各地区竹炭的理化性质加以区别利用。