高比表面积蜂窝状活性炭对CO2的吸脱附行为

以比表面积为2621m2/g的超高比表面积活性炭为原料,酚醛树脂为粘结剂,制得比表面积为1887m2/g的蜂窝状活性炭,并考察了其对CO2的吸脱附性能.研究结果表明,在25℃/常压下,该蜂窝状活性炭对CO2的饱和吸附量为2.15mmol/g,对浓度为15％的CO2的平衡吸附量为0.96mmol/g;当采用抽真空脱附时,...     

活性炭表面改性及其对CO_2吸附性能的影响

采用硝化-还原法对高比表面积活性炭进行改性以提高其对CO2的吸附性能。利用氮吸附、FT-IR、元素分析、XPS等方法对改性前后的样品进行表征,并通过高压吸附装置测试CO2吸附性能。结果表明,改性样品对CO2的吸附量在室温下和319.15K下分别为17.72mmol/g和14.01mmol/g,比原样分别提高了49%和70%(单位比表面积吸附量的增加幅度),这可能与改性样品的表面连接了碱性较强的伯氨基等含氮官能团有关。改性样品经4轮缓和条件下的吸附-脱附循环后,吸附量未明显下降,表明改性样品仍以物理吸附为主。     

蔗渣活性炭二次活化制备及其吸附CO2性能研究

以蔗渣为原料, 以ZnCl₂为活化剂制备出活性炭AC, 并用KOH对活性炭AC进行二次活化制备活性炭KAC。用热重法测定材料的CO₂吸附脱附性能, 傅里叶红外光谱、氮气物理吸附-脱附和扫描电镜对样品进行表征。结果表明：KAC具有优异的CO₂吸附性能, 在60℃下其对CO₂吸附量可达3.45 mmol/g, 而AC的CO₂吸附量仅有1.79 mmol/g。KAC的CO₂吸附能力明显优于AC。循环吸附脱附的结果表明, 经过5次吸附-脱附, 材料的吸附量无显著变化, 表明材料具有良好的再生性能。傅里叶红外分析结果表明两种活性炭材料的特征峰基本一致, 活性炭表面官能团中羟基和羧基可以使活性炭表面的极性增大。氮气物理吸附-脱附和扫描电镜结果表明材料都具有发达的孔径结构, 但KAC的孔径结构比AC更发达, 因此其对CO₂的吸附能力也更强。     

成型工艺对活性炭孔结构及其CO_2吸附性能的影响

用比表面积1183m2/g的活性炭和酚醛树脂分别作为吸附剂和粘结剂,考察了成型工艺对活性炭孔结构及其CO2吸附性能的影响。结果表明,活性炭成型后,比表面积有所下降,但对成型活性炭进行CO2二次物理活化可使其比表面积提高60.7%;粘结剂含量为30wt%、成型压力10MPa条件下所制的成型活性炭在800℃用CO2二次活化2h后,其比表面积、压缩强度和对CO2的平衡吸附量分别为1323m2/g、12.7MPa和0.67mmol/g。     

气相氧化处理对沥青基球状活性炭表面化学及吸附性能的影响

利用气相氧化处理对沥青基球状活性炭(PSAC)进行氧化改性,考察了氧化改性气氛中氧含量、氧化时间和氧化温度对PSAC表面化学性能的影响。用氮气吸附法表征了PSAC的孔结构,并研究了改性前后PSAC对苯酚吸附性能的变化规律。结果表明:改性前后PSAC的孔结构变化不明显;当氧化改性气氛中氧含量为20%,氧化时间为5h以及氧化温度分别为400℃和450℃时,沥青基球状活性炭的表面酸性官能团由0.11m eq/g分别增加到1.22m eq/g、1.60m eq/g,碱性官能团由0.52m eq/g分别减少到0.03m eq/g、0.02m eq/g;随着表面酸性官能团数量的逐渐增加,PSAC亲水性能逐渐增强,使得溶剂水对吸附位产生强烈的竞争吸附,最终导致PSAC对苯酚的吸附等温线由L型向S型转变。     

椰壳活性炭复合改性及其对模拟烟气中CO_2的吸附性能

以椰壳活性炭为载体,进行HNO3+TEPA复合改性和KOH+TEPA复合改性,并考察活性炭复合改性前后对模拟烟气中CO2的吸附性能,结果表明,KOH+TEPA复合改性后吸附性能提高,HNO3+TEPA复合改性后吸附性能降低。KOH+TEPA复合改性后的活性炭(OH-TEPA-AC)在303K条件下,对模拟烟气(10%(体积分数)CO2,90%(体积分数)N2)中CO2的静态吸附量从改性前的0.670mmol/g提高到1.182mmol/g。在303K条件下,活性炭OH-TEPAAC对模拟烟气中CO2的动态吸附量稳定在0.970~1.152mmol/g间,对引入水分的烟气中CO2的吸附量稳定在1.192~1.215mmol/g间,表现出良好的循环吸附性能及对水分的稳定性。动力学分析表明,OH-TEPA-AC对模拟烟气中CO2的平均吸附热值为-52.0kJ/mol,保证了工业实际应用的经济性。     

氨基修饰硅藻土制备低成本CO_2吸附剂

为了制备低成本CO2固体胺吸附剂,采用硅藻土作为载体,通过负载四乙烯五胺制备CO2吸附剂,采用N2吸附和扫描电镜表征固体胺吸附剂的孔道结构,考察温度和负载量等条件对CO2吸附性能的影响规律,进行吸附剂再生研究。结果表明:载体硅藻土缺乏丰富的孔道结构,四乙烯五胺主要以表面包覆形式存在;四乙烯五胺最佳负载质量分数为40%,在90℃及CO2体积分数为8%的条件下,CO2的饱和吸附量达到2.1 mmol/g;CO2在150℃以内可以实现完全脱附,且吸附剂稳定性良好,在再生温度为100℃、真空度为2~4 k Pa的条件下,CO2吸附量稳定在1.6 mmol/g。     

氨基改性过程引入去离子水对层状双氢氧化物CO_2吸附性能的影响规律研究

以共沉淀方法合成了十二烷基磺酸钠插层的Mg/Al层状双氢氧化物,并采用超声剥落方法进行氨基改性。利用元素分析、X射线衍射技术和扫描电镜表征所得样品的成分、结构以及形貌特征,利用热重分析技术表征样品在30℃、1.013×105 Pa下对CO2的吸附能力以及吸附-脱附循环再生性能。在氨基改性过程的超声剥落环节引入一定量的去离子水,重点考察了去离子水对氨基改性层状双氢氧化物的氨基负载量和CO2吸附性能的影响规律。结果表明,当改性过程中加入的去离子水量为0.1 mL/g时,样品Mg/Al 0.1N1和Mg/Al 0.1N2的CO2吸附容量均为最大,分别为1.21和1.02 mmol/g(30℃,纯CO2环境)。     

CO2活化-碱液沸煮制备高介孔率的稻壳活性炭

以CO2活化-碱液沸煮新工艺制备高介孔率的稻壳活性炭,即先以CO2活化,后用NaOH溶液沸煮;采用正交试验研究CO2流量、CO2活化时间、NaOH浓度、NaOH沸煮时间、液固比对活性炭碘值的影响,并优化制备条件;采用N2吸脱附法表征活性炭;探讨孔隙发展机理。结果表明:采用CO2活化-碱液沸煮工艺,可以在无机碱不必经历高温过程的情况下制得介孔率高达79%的稻壳活性炭,其比表面积、孔容积、产率分别达到899m2/g、0.783 cm3/g、26.2%。     

竹质中孔活性炭的制备及其吸附性能研究

以毛竹废料为原料通过磷酸活化法制备了具有较高比表面积并含有大量中孔的活性炭.讨论了磷酸浓度、浸渍温度、浸渍时间、活化温度及活化时间对活性炭性质的影响.在以80%磷酸于80℃下浸渍原料9d,500℃下活化4h的条件下所得活性炭的中孔体积最大,其数值为0.67cm3/g,比表面积为1567m2/g,中孔比例达47.18%.实验测定了CH4,N2,O2和CO2在该活性炭上的298K吸附等温线.实验结果表明,该活性炭对二氧化碳的吸附能力明显优于CH4、O2和N2,是适用于CO2/N2、CO2/O2、CO2/空气气体混合物中CO2吸附分离的优良吸附剂.     

KOH活化碳气凝胶对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

以间苯二酚和甲醛为原料水热制备有机气凝胶,在碳化过程中使用KOH作活化剂制备出孔结构丰富的碳气凝胶。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及N2吸脱附法等手段对材料的结构及形貌表征,考察了活化剂用量、染料初始浓度、接触时间等因素对亚甲基蓝在碳气凝胶上吸附的影响,并进行了吸附类型和吸附动力学研究。结果表明:活化剂的加入使碳气凝胶材料的孔结构更加丰富,当活化剂与有机气凝胶的质量比达到2∶1时,其吸附性能最佳。碳气凝胶去除亚甲基蓝的吸附行为符合二级动力学模型。吸附类型为Langmuir吸附模型。     

沥青基球状活性炭对胆红素吸附性能的初步研究

研究了三种具有不同孔径结构的沥青基球状活性炭对胆红素的吸附行为,结果表明三种沥青基球状活性炭对胆红素均具有较好的吸附性能,平衡吸附率达９０％以上。随沥青基球状活性炭中中孔含量的增加,其对胆红素吸附速度加快,达到吸附平衡的时间缩短;且对结合态胆红素的吸附量及吸附速度都较游离态低。     

High adsorption capacity NaOH-activated carbon for dye removal from aqueous solution

In this study, the surface coverage ratio (Sc/Sp) and monolayer cover adsorption amount per unit surface area (qmon/Sp) were employed to investigate the adsorption isotherm equilibrium of the adsorption of dyes (AB74, BB1 and MB) on NaOH-activated carbons (FWNa2, FWNa3 and FWNa4); the adsorption rate of the Elovich equation (1/b) and the ratio of 1min adsorption amount of adsorbate to the monolayer cover amount of adsorbate (q1/qmon) were employed to investigate adsorption kinetics. The qmon/Sp of NaOH-activated carbons was better than that of KOH-activated carbons prepared from the same raw material (fir wood). The Sc/Sp values of the adsorption of all adsorbates on adsorbent FWNa3 in this study were found to be higher than those in related literature. Parameters 1/b and q1 of the adsorption of dyes on activated carbons in this study were higher than those on KOH-activated carbons; the q1/qmon value of FWNa3 was the highest. The pore structure and the TPD measurement of the surface oxide groups were employed to explain the superior adsorption performance of FWNa3. A high surface activated carbon (FWNa3) with excellent adsorption performance on dyes with relation to adsorption isotherm equilibrium and kinetics was obtained in this study. Several adsorption data processing methods were employed to describe the adsorption performance.     

聚苯乙烯基球形活性炭的制备及其对二苯并噻吩的吸附性能

通过水蒸气活化法制备了聚苯乙烯基球形活性炭,并研究了其对二苯并噻吩(DBT)的吸附性能.采用扫描电镜(SEM)、N2吸附、热重分析(TG)以及液相吸附试验考察了球形活性炭的结构特征.结果表明:以苯乙烯离子交换树脂为原料,通过水蒸气活化法,可以得到比表面积979m2/g～1672m2/g的球形活性炭.其中,BET比表面积和孔容随活化时间和水蒸气流量的增加而增大,而孔径小于0.7 nm的窄微孔却减小.球形活性炭对DBT的吸附量可达109.36mg/g,吸附量与比表面积和总孔容关系不大,而与小于0.7nm的窄微孔成正比.球形活性炭在对DBT的吸附过程中存在不可逆吸附.球形活性炭所含窄微孔的孔容越大,脱附所需要的温度越高,不可逆吸附量越大.     

改性5A分子筛吸附分离CO2/N2的研究

考察了低浓度CO2[7.3%（V/V）]在不同种类吸附剂上的动态吸附性能;讨论了吸附剂表面极性、孔道结构、载水预处理及金属盐改性等因素对吸附过程的影响。结果表明,5A分子筛经铝溶胶粘合剂成型后对CO2的吸附性能最佳;重复使用6次,对CO2吸附容量无明显下降;金属离子改性处理会造成其孔道的堵塞而导致CO2吸附容量下降。     

利用染料吸附评价活性炭纤维结构的初步研究

研究了一系列不同结构的活性炭纤维对水溶液中碘、酚及亚甲基蓝、结晶紫、二甲酚橙的吸附特征。揭示了染料在活性炭纤维上吸附量的大小,明显受活性炭纤维孔宽的屏蔽作用（分子筛效应）的影响。初步提出可利用染料吸附特征与活性炭纤维的孔宽和染料分子的几何尺寸的相关性,简便地评价活性炭纤维的孔结构和液相吸附性能。     

炭化温度对CO2活化PAN基活性炭纤维微结构的影响

将PAN坝氧化纤维在400℃～900℃炭化，经CO2活化得到一系列活性炭纤维，表征了其比表面、孔容和孔径分布等微结构参数，研究了炭化温度对CO2活化PAN基活性炭纤维微结构的影响。结果表明，炭化温度对活性炭纤维的比表面和孔结构有显著影响，适中的炭化温度（600℃）有利于得到高比表面积、大的孔容和孔径。     

全组分木质活性炭球的制备及其乙烯吸附性能研究

目的 制备全组分木质活性炭球,应用于乙烯吸附,筛选出乙烯吸附效果最好的活性炭球制备工艺。方法 以木材液化物为原料,探究不同的固化时间对制备的全组分木质活性炭球微观形貌的影响,利用场发射扫描电子显微镜观察其微观结构,通过氮气吸附-解析等温线计算样品孔径分布及其比表面积;使用气相色谱仪,结合乙烯吸附标准曲线,分析时间及吸附剂用量对4种活性炭球吸附乙烯性能的影响。结果 随着固化时间的增加,碳球表面趋于光滑、内部结构越来越致密,石墨化程度逐渐提高,比表面积和孔容逐渐减小。当固化时间为0.5 h时,比表面积高达2 073 m²/g,乙烯吸附量高达197.99 mg/g,约3 h达到吸附平衡。结论 全组分木质活性炭球能有效吸附乙烯气体,固化时间太长,活性炭球内部孔隙减少,不利于吸附乙烯气体。活性炭球孔容越大,乙烯吸附效果越好。     

通过再活化浸渍金属盐的活性炭来发展中孔结构

研究了在椰子壳活性炭上浸渍金属盐（硝酸铁和硫酸铁）后，在二氧化碳气氛中催化活化对中孔结构的影响。发现硝酸铁对活性炭比表面积（-1930m^2／g）的增加和中孔结构（-10nm）的发展更有效。改性活性炭具有发达的中孔结构，显示了更大的维生素B12吸附容量（是改性前的5倍～8倍）和更快的吸附速度。中孔结构的发展基于三个方面的原因：（1）在活化过程中，浸渍在活性炭微孔内的金属盐分解所释放的氧化性气体与微孔碳壁反应，扩大了孔径；（2）在高温下，来自于金属盐的金属氧化物被碳还原，扩大了孔径；（3）在金属铁存在下，碳壁被催化活化，大大提高了活性炭的中孔率。由此提供了一种廉价的从商业活性炭制备中孔活性炭的有效途径。     

CaO/γ-Al2O3吸附剂吸附CO2的性能研究

采用浸渍法制备了以γ-Al2O3为载体的CaO/γ-Al2O3吸附剂,并在自制吸附剂评价装置上,研究了不同CaO负载量对CaO/γ-Al2O3吸附剂吸附性能的影响。利用XRD及BET对CaO/γ-Al2O3吸附剂的物相及结构进行了表征。实验结果表明,CaO/γ-Al2O3吸附剂对CO2有较好的吸附性能,并且CaO/γ-Al2O3吸附剂的比表面积、孔容随着CaO负载量的增大而减小。当CaO的负载量为25%(wt,下同)时,CaO/γ-Al2O3吸附剂的静吸附容量达到最大值,4.95mol/kg。