含氮沥青基活性炭纤维的制备

用不同比例的浓氨水与水的混合物使乙烯渣油沥青基炭纤维活化,得到不同氮含量的活性炭纤维PACF（NH3）。元素分析及XPS均表明通过该活化方法可在活性炭纤维表面引入含氮官能团。含氮官能团以两种类型存在于PACF（NHa）的表面,即类吡啶和／或类腈官能团和类酰胺和／或类胺官能团。其N2吸附等温线均为I型,表明了PACF（NH3）的微孔性。     

超级球形活性炭制备的研究

以煤沥青为主要原料采用悬浮法制备含致孔剂的煤沥青球后进行预氧化、炭化和活化，最终得到沥青基球形活性炭（PSAC）。借助扫描电子显微镜（SEM）和BET测试，所制得的PSAC球形度好、孔径分布范围窄，是一种高性能的炭质吸附材料。探讨了煤沥青球的预氧化、炭化和活化等工艺条件对PSAC的碘、苯和亚甲基蓝吸附值影响规律。结果表明：当分散荆、水溶液和沥青的吡啶溶液体积比为0．1：0．8：1时，适宜的成球温度为90℃、搅拌速度为200rpm及搅拌时间为20min，由此可制备出平均球形度大于0．9和平均粒径为25μm的煤沥青球；将所制备的煤沥青球经过预氧化温度280℃、预氧化时间6小时和炭化温度700℃、炭化时间40min及升温速率5℃／min，KOH与煤沥青的质量比为3：1的条件下，制备出煤沥青基球形活性炭的比表面积为3365m^2／g，碘、苯和亚甲基蓝吸附值分别达到2256mg／g、1068mg／g和390mg／g，微孔径主要集中分布在2～3nm左右的球形活性炭。     

不同活化剂对煤质活性炭孔隙结构影响

选取新疆呼图壁煤和山西大同煤为原料制备活性炭,研究不同活化剂对煤质活性炭孔隙结构的影响。根据煤样热重分析结果分别制备优质的炭化料,分别选取H_2O(g)活化与CO_2活化制得活性炭。活性炭的吸附性能以碘吸附值及亚甲蓝吸附值表征,活性炭的孔隙结构以N_2吸附-脱附等温线解析得到。试验结果表明:新疆呼图壁煤与山西大同煤采用H_2O(g)活化与CO_2活化制备的活性炭,其吸附性能及孔隙结构均较为优良,且受活化剂影响显著。相比H_2O(g)活化,CO_2活化促使活化反应缓慢有效地进行,有利于制得吸附性能、孔容积、比表面积与微孔结构均较为优良的活性炭。H_2O(g)活化有利于制得中孔结构发达、微孔孔径更为细小的活性炭。研究结果同时验证了通过选取不同的活化剂,可进行煤质活性炭孔隙结构的调变。     

重质沥青基活性炭的制备研究

以重质沥青为原料,采用空气热聚合法-物理活化法协同制备重质沥青基活性炭。通过正交设计法系统研究了预氧化升温速率、恒温温度、恒温时间、活化时间、活化温度、炭化时间、炭化温度等因素对重质沥青基活性炭的影响。利用扫描电镜、碘吸附值等对活性炭的表面形态及吸附特性进行表征。结果表明,空气热聚合法-物理活化法协同制备重质沥青基活性炭的优化条件为：预氧化升温速率为2℃/min、预氧化恒温温度为300℃、预氧化恒温时间为1 h、炭化温度为500℃、炭化时间为120 min、活化温度为850℃、活化时间为90 min,该工艺条件下制备的活性炭具有较为发达的微孔结构,碘吸附值为689.33 mg/g。     

氧化-热活化氮掺杂改性活性炭吸附金-硫代硫酸根络离子

硫代硫酸盐法是最有可能取代氰化法的浸金方法,但活性炭不能有效吸附Au(S_2O_3)■,使得硫代硫酸盐浸金法难以得到工业应用。为提高活性炭对Au(S_2O_3)■的吸附效果,采用氧化-热活化氮掺杂法对活性炭改性,H_2O_2为氧化剂,三聚氰胺与氨水为氮源,热活化制备出不同的氮掺杂活性炭。采用Boehm滴定法和X射线光电子能谱(XPS)分析了活性炭表面含氧酸官能团含量、元素含量及官能团种类。结果表明,氧化活性炭过程中,在H_2O_2的浓度为4 mol/L,温度为55℃下改性1 h,活性炭表面酸性官能团含量为0.705 74 mmol/g。在热活化氮掺杂过程中,三聚氰胺的掺杂效果高于氨水,三聚氰胺用量为0.016 mol/L,室温掺杂4 h,且在900℃下热活化2 h所得的活性炭对Au(S_2O_3)■的最大吸附量为547.12μg/g,热活化氮掺杂活性炭表面负载吡咯氮显著提升了其对Au(S_2O_3)■的负载量。     

制备工艺对球状活性炭结构与性能的影响

采用不同工艺对离子交换树脂(IER)进行炭化和活化制备球状活性炭(SAC).研究了气相氧化、氢氧化钾浸渍对IER炭化行为及SAC的结构、表面官能团及其吸附性能的影响.实验结果表明,气相氧化能够提高IER炭化的收率,浸渍KOH可使IER在较低温度下发生热分解反应.浸有KOH的IER炭化后所得SAC大孔隙明显减少,表面含氧官能团数量显著增加,对乙醇的吸附性能有很大提高.制备IER基SAC的优化条件为IER浸渍KOH,氧化温度为200℃,炭化温度600℃,活化温度850℃.此条件下所得SAC的收率为28.3%,乙醇吸附量比未浸渍处理时提高近1倍.     

最优炭化工艺下辣椒秸秆基活性炭的制备及表征

以辣椒秸秆制备活性炭,采用正交实验法,选取炭化温度、炭化时间、升温速率为影响因子,以比表面积、炭得率为评价指标确定最优炭化工艺,对最优条件下所制活性炭的孔结构及表面化学性质进行了表征.结果表明,最优炭化工艺为炭化温度400℃,炭化时间50 min,升温速率5℃/min;该条件下所制活性炭的炭得率为39.90%,BET比表面积为966.003 m~2/g,吸附总孔容为0.544 cm~3/g,平均孔径为2.252 nm;且表面存在丰富的孔隙结构及酚、醇羟基、羧基、醚基等官能团.     

炭化温度对兰炭基成型活性炭性能的影响

兰炭末加入黏结剂混合成型,经炭化和活化制得成型活性炭.利用TG-DTG对热解过程中成型料的炭化行为进行探讨;测试不同炭化温度的成型活性炭的收率、抗压强度和碘吸附值,采用N2吸附法和红外光谱对450℃炭化成型活性炭的孔结构及表面化学性质进行表征.结果表明,炭化温度越高,成型活性炭的收率越小,抗压强度越小,碘吸附值越大.经450℃炭化、800℃水蒸气活化60 min制得的活性炭表面具有大量的羟基、羰基和烃羟基等活性基团,比表面积为384.53 m2/g,属于中孔隙发达的活性炭.     

沥青球在流化床反应器中氧化不熔化及后续炭化行为的研究

用流化床反应器对沥青球进行了氧化不熔化处理,考察了不同温度下沥青球的氧化行为及其后续炭化行为。采用热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、元素分析仪及扫描显微镜对氧化沥青球和炭化球进行了表征。结果表明:流化床反应器强化了沥青球氧化不熔化的传热和传质过程,在0.21 m/s的临界流态化气速下,以0.5℃/min快速升温至300℃进行沥青球的不熔化处理,得到具有良好表面形貌和球形度的氧化沥青球及其炭化球,极大改善了沥青球制备过程中氧化不熔化的耗时、耗能问题。     

淀粉炭微球的制备

以淀粉为原料,经环氧氯丙烷交联,进而炭化获得淀粉基炭材料.通过热重分析、红外图谱和孔结构表征来解析炭微球的炭化过程、表面化学性质以及孔结构.结果表明:环氧氯丙烷可以与糊化淀粉交联,在油相可以形成淀粉微球;炭化后,淀粉基炭微球具有丰富的表面化学官能团和多尺度的孔径分布.     

沥青基球状活性炭的热处理改性及其浸润性能的研究

利用热处理的方法,对沥青基球状活性炭（PSAC）进行了改性处理。利用氮气吸附、酸碱滴定、动态接触角测定仪（DCA）等方法对改性前后样品的孔结构、表面酸碱官能团及浸润性能进行表征。结果表明,随着热处理改性温度的升高及时间的延长,PSAC的表面的酸性官能团逐渐减少,碱性官能团逐渐增加,且改性气氛对表面官能团有较大的影响。经热处理改性后,沥青基球状活性炭的浸润性能有所降低。     

SO2在球状活性炭上的吸附转化研究

研究了不同比表面积的沥青基球状活性炭（ＰＳＡＣ）在Ｏ２和Ｈ２Ｏ存在下脱除ＳＯ２的能力．结果表明,比表面积较大的ＰＳＡＣ具有较强的脱除ＳＯ２能力．在本实验条件下,三种不同比表面积的ＰＳＡＣ对ＳＯ２及ＳＯ２＋Ｏ２的吸附量无明显区别,但对Ｈ２Ｏ的吸附量随比表面积增大而增大,与样品的脱硫活性随比表面积增大的变化规律相一致,表明较多的水有利于ＳＯ２的脱除．这可归因于水既有利于样品活性部位上的ＳＯｘ转化成Ｈ２ＳＯ４,又能洗脱所生成的Ｈ２ＳＯ４,减少活性位上的Ｈ２ＳＯ４量,使ＳＯ２的吸附转化过程连续不断地进行     

Response Surface Modeling and Optimization of Remazol Brilliant Blue Reactive Dye Removal Using Periwinkle Shell-Based Activated Carbon

This work investigates both batch and optimization studies of adsorption of Remazol Brilliant Blue Reactive (RBBR) dye onto activated carbon prepared from periwinkle shells (PSAC). The effects of three preparation variables: CO₂ activation temperature, CO₂ activation time, and KOH: char impregnation ratio (IR) were studied using Response Surface Modeling (RSM). Based on the central composite design (CCD), a quadratic model and two-factor interaction models (2FI) were developed to correlate the three preparation variables to the two responses: RBBR dye removal and PSAC yield. The optimum conditions for preparing PSAC for adsorption of RBBR dye were found as follows: CO₂ activation temperature of 811°C, CO₂ activation time of 1.7 h and IR of 2.95, which resulted in 82.76% of RBBR dye removal and 35.83% of PSAC yield. Experimental results obtained agreed satisfactorily well with the model predictions. The activated carbon prepared under optimum conditions was mesoporous with BET surface area of 1894 m²/g, total pore volume of 1.107 cm³/g and average pore diameter of 2.32 nm. The surface morphology and functional groups of PSAC were respectively determined from the scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared analysis (FTIR).     

沥青基球状活性炭对肌酐吸附行为研究

考察了具有不同BET比表面积及不同微孔含量的沥青基球状活性炭（PSAC）对肌酐的吸附行为。结果表明,随BET比表面积的增大,PSAC对肌酐的吸附容量及吸附速度明显增大;微孔含量越丰富．其对肌酐的吸附速度及容量越大;吸附动力学研究表明PSAC在水溶液中对肌酐的吸附符合单分子层Langmuir吸附模型。     

PS协同Z型异质结2D/BiOI/g-C3N4 光催化降解四环素

以三聚氰胺为前驱体，采用简单的热聚合方法制备了超薄石墨相氮化碳（g-C3N4），并用原位沉积-沉淀法在g-C3N4表面生成碘氧化铋（BiOI），复合构筑不同BiOI质量占比的二维碘氧化铋/石墨相氮化碳（2D/BiOI/g-C3N4，BICN-x）Z型异质结用以协同过二硫酸盐（PS）。通过XRD、FTIR、SEM、HRTEM、BET、UV-vis DRS对光催化剂的结构、表面官能团、形貌特征、比表面积和光学性能进行表征分析。结果表明：BiOI与g-C3N4质量比为2∶1（BICN-3）时，通过密切的界面耦合，光生电子-空穴对分离效率较高，光生e-以更快的迁移速度到达结构表面，并且在LED照射60 min内，BICN-3与PS形成的催化体系（BICN-3/PS）去除了88.2%的四环素（TC，10mg/L），降解速率是单独BICN-3的3.82倍。     

活化条件对沥青基球状活性炭结构与吸附性能的影响

研究了不同活化条件对沥青基球状活性炭表面物理结构的影响,并初步探索了其作为医学吸附材料对维生素B12及肌酸酐的吸附性能。结果表明：改变活化条件,可在一定范围内控制沥青基球状活性炭的孔径;在实验条件下,沥青基球状活性炭对维生素B12及肌酸酐的吸附率分别达到80％及96％。     

THE EFFECT OF COMPOSITION ON SURFACE PROPERTIES OF POLYESTER–MELAMINE THERMOSET COATINGS

Surface properties of polyester-melamine thermoset coatings have been investigated using XPS, thermal analysis methods, surface energy measurement, and small particle adhesion using a dedicated force rig. Bulk glass transition temperatures and surface energies changed little over a wide composition range (5–50?wt% melamine). At low melamine content (<20?wt%), particle adhesion behaviour was similar to that of pressure-sensitive adhesives; however, at high melamine contents particle adhesion was uniformly negligible. XPS and thermal analysis showed that at high melamine concentrations the surface melamine content was higher than expected, suggesting the formation of a hard, highly crosslinked, self-condensed, melamine-rich surface layer. This was not observed at lower melamine concentrations. The presence of this glassy melamine-rich surface layer is believed to be responsible for the low particle adhesion at high melamine concentrations.     

石油沥青基球形活性炭孔结构和吸附性能的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)对实验室自制的石油沥青基球形活性炭(PSAC)的形貌进行了观察,通过BET测定对PSAC的孔结构进行了表征,并探讨了PSAC孔的形成机理。结果表明,活化过程炭粒内表面微晶晶格缺陷上的氧化反应与烧失过程是孔形成的主要机理。同时以苯和四氯化碳为吸附质研究了PSAC静态吸附性能,并与普通粒状活性炭进行对比,研究了球形活性炭的二次吸、脱附性能。实验结果表明,PSAC的吸、脱附速度较快、再生性能优异,是一种高性能的炭质吸附材料。     

沥青基球状活性炭吸附性能的初步研究

通过对非极性有机物（苯）及极质有机构（氯仿）的动态吸附及对溶液中碘的吸附，初步研究了沥青基球状活性炭（ＰＳＡＣ）的吸附性能：作为对比研究了沥青基活性炭纤维（ＰＡＣＦ）和普通粒状活性炭（ＡＣ）与ＦＳＡＣ的吸附性能；结果表明，ＰＳＡＣ无论在气相还是液相吸附方面，其吸附性与ＰＡＣＦ相近，而明显优于ＡＣ。另外，亦从微观孔结构的角度初步探讨了造成它们吸附性能差异的原因。     

Structural characterization of N-containing activated carbon fibers prepared from a low softening point petroleum pitch and a melamine resin

The incorporation of heteroatoms like N in activated carbons is of interest to modify the surface chemistry of the materials and, then, to improve their behavior as catalyst or catalyst support. In this work, N-containing activated carbon fibers have been prepared using a petroleum pitch with a low softening point and an N-containing resin. The novelty of the preparation method is that it involves the steps used in the synthesis of activated carbon fibers, i.e. spinning, stabilization, carbonization and activation. The materials have been characterized with techniques such as XPS and UPS, which allows us to follow the changes in both the chemical state of N species and the valence band structure of the carbon samples during the preparation steps.