改性活性炭口罩吸附甲醛的研究

通过高锰酸钾浸渍法,在KMnO_4溶液浓度为0.079 mol/L和热处理温度为650℃的条件下,制得负载锰氧化物活性炭,并将普通活性炭与负载锰氧化物活性炭分别在浓度为0.3 mg/m3甲醛环境中进行吸附实验。结果表示:改性活性炭表面的碳原子和锰原子可对甲醛产生化学吸附,30 g负载锰氧化物活性炭在浓度为0.3 mg/m~3甲醛环境中的甲醛去除率高达80%。相比未负载之前提高了一倍;活性炭的不同用量对甲醛的吸附也会有不同的影响,改性活性炭最佳吸附量30 g,普通活性炭最佳吸附量100 g。     

玉米秸秆活性炭制备与NaOH改性对甲醛吸附的影响

以玉米秸秆为原料,在不同热解条件下制备活性炭,再运用BET模型和Boehm滴定法测定活性炭孔隙结构和表面性质,并选取性能较优的活性炭进行NaOH改性,研究其改性前后对甲醛的吸、脱附性能和表面结构与表面化学性质变化。结果表明:在最优热解参数60 min、650℃制备的玉米活性炭经NaOH改性后可使其对甲醛饱和吸附时间延长62%,饱和吸附量提高133.33%,比表面积增加3.02%,微孔容积增大0.6%,脱附峰面积和峰高明显增大,且其表面碱、酸性官能团含量分别提高了11.85%、5.51%,说明NaOH改性能提高活性炭的表面碱、酸性官能团含量,增大活性炭比表面积与孔径,从而提高其对甲醛等极性物质的吸附能力。     

改性花生壳活性炭吸附空气中甲醛性能的研究

研究了碳酸钠/亚硫酸氢钠、氢氧化钠和过氧化氢改性的花生壳活性炭对空气中甲醛吸附性能的影响,并通过X射线衍射、傅里叶红外光谱、元素分析和扫描电镜等技术对改性花生壳活性炭结构进行表征。结果表明,经碳酸钠/亚硫酸氢钠、氢氧化钠和过氧化氢改性后的花生壳活性炭,在吸附120min时,其对空气中甲醛去除率分别比未改性花生壳活性炭提高了9.01%、2.54%和6.79%。通过对活性炭结构的表征发现,经碳酸钠/亚硫酸氢钠改性后的花生壳活性炭的甲醛吸附性能最高的原因一方面可能与亚硫酸氢钠与甲醛发生了化学反应有关,另一方面也可能与活性炭晶体结构变化、活性炭比表面积增大和活性炭表面的含氧官能团的增大有关。该研究在花生壳的综合利用、减少环境污染及室内甲醛的去除方面具有重要的现实意义。     

白炭黑吸附甲醛实验研究

通过实验探究白炭黑在不同温度下对甲醛的吸附性能,以及用不同浓度高锰酸钾溶液浸渍过的白炭黑在不同温度下净化甲醛的性能,然后将白炭黑和负载二氧化锰的白炭黑最佳吸附效果同活性炭的吸附效果进行比较.实验结果表明:不同温度下白炭黑对甲醛的吸附性能差异较大;高锰酸钾溶液的浓度及吸附时的温度对负载二氧化锰的白炭黑吸附甲醛的性能有较大的影响.白炭黑对甲醛具有良好的吸附性能,但是和活性炭相比还存在一定的差距.     

活性炭负载MnO_2及其对甲醛的吸附

以椰壳活性炭为原料,采用单因素实验方法,考察高锰酸钾浓度、浸渍振荡时间、煅烧温度、煅烧时间对负载MnO_2活性炭吸附甲醛(质量浓度3.5 mg/L)能力的影响,再将最佳条件下制备的负载MnO_2活性炭(MnO_2-AC)对一定质量浓度的甲醛溶液进行吸附,采用单因素实验方法,通过BET、XPS、FTIR以及XRD等分析手段,考察吸附时间、MnO_2-AC投加量、初始甲醛质量浓度对MnO_2-AC吸附甲醛能力的影响。结果表明,MnO_2-AC(高锰酸钾浓度0.08 mol/L、浸渍振荡时间4 h、煅烧温度600℃、煅烧时间2.5 h)对质量浓度3.5 mg/L的甲醛吸附率达90.17%,较AC提高了240.26%。MnO_2-AC吸附甲醛(质量浓度3.5 mg/L)4h时,可认为吸附达到平衡;随着投加量的增加,甲醛吸附率增加趋势逐渐平缓;对低浓度甲醛溶液吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量Q_∞为8.24 mg/g;负载MnO_2的晶型为δ-MnO_2且结晶度较好,本研究以期为研发一种吸附甲醛能力强的活性炭提供参考依据。     

活性炭负载MnO_2及其对甲醛的吸附

以椰壳活性炭为原料,采用单因素实验方法,考察高锰酸钾浓度、浸渍振荡时间、煅烧温度、煅烧时间对负载MnO_2活性炭吸附甲醛(质量浓度3.5 mg/L)能力的影响,再将最佳条件下制备的负载MnO_2活性炭(MnO_2-AC)对一定质量浓度的甲醛溶液进行吸附,采用单因素实验方法,通过BET、XPS、FTIR以及XRD等分析手段,考察吸附时间、MnO_2-AC投加量、初始甲醛质量浓度对MnO_2-AC吸附甲醛能力的影响。结果表明,MnO_2-AC(高锰酸钾浓度0.08 mol/L、浸渍振荡时间4 h、煅烧温度600℃、煅烧时间2.5 h)对质量浓度3.5 mg/L的甲醛吸附率达90.17%,较AC提高了240.26%。MnO_2-AC吸附甲醛(质量浓度3.5 mg/L)4h时,可认为吸附达到平衡;随着投加量的增加,甲醛吸附率增加趋势逐渐平缓;对低浓度甲醛溶液吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量Q_∞为8.24 mg/g;负载MnO_2的晶型为δ-MnO_2且结晶度较好,本研究以期为研发一种吸附甲醛能力强的活性炭提供参考依据。     

活性炭纤维的改性及对苯酚的吸附性能研究

用硫酸铜、高锰酸钾、硫酸亚铁、氢氧化钾、柠檬酸、硝酸铜、乙酸铅、硝酸等溶液浸渍处理活性炭纤维,考察了改性活性炭纤维对废水中苯酚的吸附性能。结果表明,用硫酸铜溶液改性的活性炭纤维对苯酚的吸附性能强于未改性的活性炭纤维,经高锰酸钾、硫酸亚铁、氢氧化钾、柠檬酸、硝酸铜、乙酸铅、硝酸等溶液改性的活性炭纤维对苯酚的吸附能力下降。浓度为0.05%~1%的硫酸铜溶液对0.2 g活性炭纤维进行改性的效果优于其它浓度的硫酸铜溶液。活性炭纤维上负载的铜离子过多会降低活性炭纤维对苯酚的吸附量。     

石墨烯分散液改性活性炭对甲醛吸附的研究

采用常规搅拌混合和超声波震荡改性方法,制备了石墨烯分散液改性活性炭;通过比表面积、孔体积、孔径分布、碘吸附值等参数表征,考察了改性处理对活性炭性能的影响,研究了改性前后椰壳活性炭对甲醛的吸附特性。结果表明:通过超声波震荡改性活性炭的BET比表面积增加了25.14%,平均孔径下降,对甲醛的吸附量增加了13.60%,吸附速度有所增加。     

柠檬酸改性活性炭对水中Cr(VI)的吸附性能研究

为使养猪废水中的氮磷等以植物营养液的形式得以资源化利用,并有效去除其中重金属污染物,对木质、煤质、杏壳和椰壳4种活性炭进行柠檬酸改性,并考察对养猪废水厌氧发酵液中Cr(VI)的吸附效果。结果表明,4种改性活性炭中椰壳活性炭对Cr(VI)的吸附率最高。在常温、p H为4、吸附6 h、0.6 g的改性椰壳活性炭处理质量浓度50mg/L的Cr(VI)溶液,吸附率为100%,是原椰壳活性炭对Cr(VI)吸附率的2.3倍。吸附过程遵循Langmuir等温吸附方程,最大吸附容量7.933 mg/g,是原活性炭5.9倍;且改性活性炭对Cr(VI)的吸附符合准2级动力学模型。优化吸附条件下,改性椰壳活性炭对实际养猪废水厌氧发酵液中吸附Cr(VI)去除率提高近50个百分点,达到了61.32%。     

TiO_2-ACF对甲醛的吸附与降解性能研究

采用纳米TiO_2对活性炭纤维(ACF)进行改性,制备出具有光催化作用的TiO_2-ACF材料,并对其结构和性能进行了表征;讨论了光照条件、初始甲醛浓度对TiO_2-ACF降解甲醛活性的影响,并研究了TiO_2-ACF的再生性能,结果表明:纳米TiO_2以颗粒的形式分散负载在ACF的表面,ACF负载TiO_2后,基本结构没有发生改变,但是自旋数增大了4个数量级,表面自由基含量大大提高;光照强度越大,初始甲醛浓度越低,TiO_2-ACF对甲醛的吸附及降解性能越好;TiO_2-ACF的重复性和再生性较好,重复使用4次后,105 min内对甲醛的降解率仍达80%。     

改性活性炭对低浓度二氧化硫吸附动力学模型研究

碱改性活性炭是一种广泛应用于半导体工业和数据中心净化室内吸附二氧化硫的高效材料,但是鲜有针对符合真实建筑环境的低浓度二氧化硫吸附实验及动力学模型进行研究。首先研究了氧化铜-氢氧化钾改性活性炭（CuO-KOH@AC）、氢氧化钾改性活性炭（KOH@AC）、氢氧化镁改性活性炭[Mg（OH）₂@AC]等3种碱改性活性炭在温度为25 ℃、相对湿度（RH）为50%、二氧化硫质量浓度为2 612 mg/L条件下对二氧化硫的吸附性能,结果显示碱改性活性炭对二氧化硫的吸附能力受碱负荷量的影响更多。然后测定了CuO-KOH@AC在二氧化硫质量浓度为522~13 400 mg/L的吸附等温曲线实验值,验证了Langmuir模型、Freundlich模型、Dubin-Radushkevich（D-R）模型的有效性,其中Freundlich模型在低二氧化硫浓度条件（二氧化硫质量浓度为522 mg/L,误差为-12.18%）下拟合效果最好。CuO-KOH@AC在二氧化硫质量浓度为2 612 mg/L、不同RH（1%、50%、75%）条件下的吸附实验表明,RH增加能够促进二氧化硫在吸附剂表面的吸附。傅里叶变换红外光谱对CuO-KOH@AC吸附二氧化硫后的分析表明,吸附剂表面的吸附物种为—SO₃（或SO₄^2-）和—SO₂。X射线光电子能谱对CuO-KOH@AC吸附二氧化硫后的分析结果显示,吸附剂表面S⁶⁺形态占80%~90%,其比例随着RH的增加而增加。CuO-KOH@AC最终以SO₄^2-形式吸附气态二氧化硫,吸附过程以化学吸附为主。     

相对湿度对甲醛在改性活性炭上吸附的影响

This work mainly involves the study of effect of relative humidity on adsorption of formaldehyde on the activated carbons modified with organosilane solution. Modification of activated carbons was carded out by impregnating activated carbon with organosilane/methanol-containing solutions. The breakthrough curves of formaldehyde in the packed beds of original and modified activated carbons were measured, respectively, at relative humidity of 30%, 60%, and 80%. Temperature-programmed desorption （TPD） experiments were used to estimate the activation energy for desorption of formaldehyde from the activated carbon. Results showed that the relative humidity had strongly influence on breakthrough curves of formaldehyde in the packed beds. The higher the relative humidity of gas mixtures through the packed beds was, the smaller the breakthrough time of formaldehyde became. The use of organosilane compounds to modify surfaces of the activated carbon can enhance the interaction between formaldehyde and the surfaces, and as a result, the breakthrough times of formaldehyde in the packed beds of the modified activated carbon were longer than that in the packed bed of the unmodified activated carbon.     

湿度对油烟中易挥发有机化合物吸附的影响

主要研究了甲醛、乙醛和苯在有机硅烷KH560和1706改性活性炭(AC)表面的脱附活化能,并通过透过曲线实验测定了不同湿度对三者在改性活性炭上吸附的影响,最后用光电子能谱(XPS)分析材料表面的亲水基团和憎水基团比例的变化。结果表明,采用有机硅烷改性活性炭可提高材料的憎水性,在较高湿度下(RH60%),三者在未改性活性炭固定床穿透时间减少得最多,1706/AC固定床次之,KH560/AC固定床最小;程序升温脱附(TPD)实验表明,用有机硅烷改性活性炭可以削弱水和活性炭表面的结合力,增强与甲醛、乙醛和苯的结合力。通过XPS分析,与未改性活性炭相比,经有机硅烷改性的活性炭,其憎水性得到提高。     

负载二氧化钛竹活性炭的制备及其性能的研究

以竹子为原料,通过磷酸活化法制备了一系列活性炭,考察其亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率,选择其中2项值都比较高的试样,通过溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛/竹活性炭光催化剂(TiO₂/BAC),并用其去除水溶液中的甲醛,以甲醛去除率为指标考察TiO₂/BAC的性能。结果表明,在浸渍比3:1,升温速率10℃/min,活化温度400℃,活化时间40min的工艺条件下得到的竹活性炭,比表面积大,大、中孔非常丰富。以上述条件下制得的活性炭所制备的TiO₂/BAC对水溶液中甲醛的去除效果非常明显:投加量为1.5g时,800mL初始浓度为5mg/L的甲醛水溶液,在17W紫外灯光照射的条件下,反应480min时甲醛去除率可达到84.28%。对比了单一TiO₂、单一竹活性炭、竹活性炭与TiO₂简单混合、TiO₂/BAC去除甲醛的效果,结果表明TiO₂/BAC去除甲醛的过程中,TiO₂与竹活性炭二者呈现明显的协同作用。     

光催化再生型活性炭的研制

光催化再生型活性炭的研制是实现吸附饱和活性炭原位再生的重要环节。本文采用溶胶凝胶——再活化法在商品活性炭表面合成TiO2光催化剂，制得新型炭吸附材料一光催化再生型活性炭。以苯酚为模型化合物，考察了该材料的吸附性能和紫外光照射条件下的光催化再生性能。以扫描电子显微镜、低温液氮吸附研究光催化再生型活性炭的表面结构、孔径结构和TiO2的分布状况。结果表明，光催化再生型活性炭保留了原料活性炭的吸附性能，在紫外光照射下即可逐渐恢复其吸附性能。其吸附性能随担载量的增加而降低，再生率随担载量的增加而升高，催化剂担载量为2．0wt％活性炭具有适宜的吸附性能和光催化再生性能。其再生率随再生次数增加而下降。光催化再生型活性炭具有原料炭相似的表面结构和孔径结构。TiO2在活性炭基材料表面呈不均匀分布，主要集中在活性炭的大孔和表面凹陷处。     

钢渣改性活性炭的制备及其降解甲醛性能

以钢渣和助磨剂(乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇按体积比1:1:1混合)制备钢渣超细粉,用其对活性炭进行改性处理,获得钢渣改性活性炭,研究了钢渣种类、助磨剂用量和钢渣超细粉用量对钢渣改性活性炭降解甲醛性能的影响,分析了钢渣的化学成分、钢渣超细粉的粒度分布及结构、钢渣改性活性炭的微观结构。结果表明,450 g热闷渣与6 g助磨剂制备的钢渣超细粉用量10 g、活性炭30 g、无水乙醇50 g制备的钢渣改性活性炭具有良好的降解甲醛性能,12 h后甲醛降解率为60.9%。热闷渣中Fe2O3和MnO含量高,有利于甲醛在具有孔结构的活性炭中富集与催化降解;适量的助磨剂可显著减小钢渣超细粉的粒径,改善其粒度分布均匀程度,有利于增加钢渣超细粉与活性炭、甲醛的接触面积;可抵消由于活性炭孔隙率与比表面积降低导致的吸附性能下降,提高钢渣改性活性炭降解甲醛的性能。     

Moisture sorption by modified-activated carbons

Modified activated carbons were prepared by the partial oxidation of activated maghara coal with concentrated nitric acid and potassium permanganate. This treatment fixes more oxygen on the carbon surface leading thus to the formation of carbon-oxygen complexes which act as primary centers for water adsorption. Not only the number of oxygen complexes that can determine the water adsorption properties but the pore size may be considered as another factor. The oxygen complexes outgassed as carbon dioxide can be qualitatively determined by neutralization with sodium hydroxide. These oxygen complexes are responsible for the irreversibly adsorbed water.     

负载改性钾长石吸附废水中苯酚的研究

以钾长石为原料,采用氧化钙和硅酸钠对其进行负载,使其具有更多的微介孔结构,再用十六烷基三甲基溴化铵对其改性,合成得到的钾长石负载改性物（CK）对废水中苯酚进行吸附。考察了CK添加量、溶液初始pH、吸附时间、苯酚初始浓度等因素对CK吸附苯酚的影响,并结合动力学及热力学模型进行拟合探究其吸附机理。结果表明,苯酚去除率随着CK添加量的增加而增加;溶液呈中性时吸附效果较佳;吸附在1 h时开始趋于平衡;随着苯酚初始质量浓度（50~3 000 mg/L）的增加,CK对苯酚的吸附量可增至30.32 mg/g并趋于饱和,该值是原材料的9倍多。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能较好地描述CK对苯酚的吸附过程,说明该过程以化学吸附为主。Langmuir、Freundlich等温吸附模型均能说明钾长石经负载改性后有利于吸附废水中的苯酚。     

活性炭纤维负载TiO2光催化降解甲醛研究

用浸渍-提拉法将TiO₂负载到活性炭纤维(ACF)上,在254 nm的紫外光源下,利用复合材料进行吸附光催化氧化甲醛气体动态实验研究。结果表明,甲醛的降解率随进口气量的增加有所下降;随TiO₂负载质量分数的增加,复合材料的比表面积由830 m²·g^-1降低到128.31 m²·g^-1;反应温度升高,去除率下降;当湿度小于40%时,随着湿度的增加,甲醛去除率增大;湿度继续增加时,光催化反应速率反而降低;活性炭负载TiO2光催化降解甲醛过程长时间使用会产生催化剂失活。