炭材料用作电吸附剂的研究与进展

电吸附剂的研究是开发电吸附技术的关键环节之一。通过评述石墨、颗粒活性炭、活性炭纤维和炭气凝胶四种炭材料作为电吸附剂的研究与进展，不难看出：炭材料的确是一种很有优势和前景的电吸附剂材料．它在去除有机污染物和无机盐(离子)方面都显示了巨大的潜力。因此在开发研究电吸附技术的进程中，不断开发多种炭材料电吸附剂是十分重要而又非常必要的。     

膨胀石墨基炭/炭复合材料的制备及其苯酚吸附性能

以蔗糖为炭源,磷酸为活化剂制备出了膨胀石墨基炭/炭复合材料(EGCs).采用SEM和氮气吸附法对材料进行了表征.结果表明,复合材料保留了膨胀石墨的网络状孔隙结构,活性炭主要涂覆在膨胀石墨蠕虫二级孔的孔壁上,涂覆厚度在87nm左右.研究了磷酸/蔗糖比(Xp)、活化温度、活化时间对复合材料孔结构和比表面积的影响.在Xp=0.9、活化温度为350℃和活化时间为120min时所得的复合材料比表面积最高,达到1948m2/g,其对苯酚的吸附量为173.1mg/g,较同工艺制备的活性炭颗粒提高了24.8%.     

国内外活性炭产业现状及我国活性炭产业的发展趋势

活性炭是一种孔隙发达、比表面积大、吸附能力强的功能型碳材料,其耐酸、耐碱、耐热,且在使用失效以后可方便再生,被广泛应用于工业、农业、国防、交通、医药卫生和环境保护等各个领域,在保护人类生存环境中发挥着越来越重要的作用[1]。活性炭产品种类繁多,按原料不同可分为木质活性炭、果壳类活性炭(椰壳、杏核、核桃壳、橄榄壳等)、煤基活性炭、石油焦活性炭和其他活性炭(如纸浆废液炭、合成树脂炭、有机废液炭、骨炭、血炭等);按外观形状可分为粉状活性炭、颗粒活性炭和其他     

新型炭吸油材料的表征

为了解决环境污染中油污染的问题,世界各国相继投入大量的财力开发新型高效吸油材料.本研究针对多孔炭材料中膨胀石墨(EG)和植物炭疏水亲油的特点,分别以重油和20号柴油为吸附质,对膨胀石墨和炭化玉米秸秆、炭化油菜秸杆和炭化竹子3种植物炭的吸油特性和影响因素进行了详细的表征和研究.实验结果表明(1)蠕虫状膨胀石墨样品具有最大的吸油率,理想状态下可以达到80 kg/kg EG;(2)油类的粘度在很大程度上影响吸附速率,从而在很大程度上影响等温吸附曲线的形状;(3)膨胀石墨的循环再利用性能比较差;(4)3种代表性植物炭材料中,炭化玉米秸杆对20#柴油的吸附率最高,其次为炭化油菜秸秆,最小的是炭化竹子;(5)比表面积的改变,对液态吸附过程影响不大.     

水热法制备炭球—活性炭复合材料

以商品活性炭和葡萄糖为原料, 采用水热合成方法, 在活性炭表面和孔内合成纳米炭球, 制得富含含氧官能团的炭球—活性炭复合材料. 通过低温液氮(N₂/77K)吸附测定了炭球—活性炭复合材料的比表面积和孔容、孔径分布. 以SEM观测材料表面形貌. 采用FTIR、XPS分析复合材料的表面官能团结构. 以水相中无机Cr(VI)的去除测试材料的吸附性能. 结果表明：葡萄糖水热处理后在活性炭表面生成炭球, 活性炭孔隙结构降低, 炭球尺寸和分布受葡萄糖溶液浓度影响较大, 活性炭表面生成以—OH为主的含氧官能团. 炭球—活性炭复合材料对Cr(VI)的单位质量和单位面积吸附容量最高分别为原料活性炭的近4倍和95倍.     

活性碳吸附Au（CN）2^—机理研究

本文研究了椰壳炭,煤质炭吸附Au(CN)_2~-的性能,首次发现煤质炭比表面低于椰壳炭,其平衡吸附Au(CN)_2~-容量高于椰壳炭;用傅利叶变换漫反射红外光谱测定了活性炭化学结构;研究结果表明Au(ON)_2~-在活性炭上吸附是络合吸附,与活性炭芳环缩聚程度有关,芳环缩聚程度高,吸附Au(ON)_2~-容量大     

由改性聚丙烯腈原丝制中孔活性炭纤维

为了满足活性炭纤维在医药，电子，催化及液相吸附领域的应用，中孔活性炭纤维的研制已成为多孔炭材料的发展方向之一，本文从纺制原丝出发，制得含非金属组份炭黑或石墨偻的特种聚丙烯腈原线，该原丝经常规水蒸汽活化后可得中孔率达５８％的活性炭纤维，本文还表征了其孔结构，测量了其气，液相吸附性能。     

硫脲改性活性炭及吸附金性能研究

为了改善活性炭吸附性能,利用硫脲溶液在超声波辅助条件下对活性炭进行改性,探究了不同改性及吸附条件下的吸附金的效果,利用场发射扫描电镜(SEM)及傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对改性前后的活性炭孔结构和表面特性进行表征。结果表明,最佳改性条件为3 mol/L的硫脲溶液,温度为95～100℃,时间为3 h;吸附环境适宜pH值为2～2.5,投入0.5 g改性炭,吸附时间为1.5 h,吸附率达到97%。表征发现,改性后活性炭孔结构明显,比表面积增大。硫脲的加入改变了原有基团的波谱峰,同时产生了新基团,如—NH_2、■、C—H、■等,增强炭的吸附。改性炭的吸附等温线符合Langmuir与Freundlich等温线模型,表明改性炭的吸附模式是以单分子层吸附为主与多层吸附共同作用的吸附模式,拟合后得到的饱和吸附容量为0.208 mmol/g,实际得到的饱和吸附容量为(0.194 mmol/g),吸附效果较好。     

氮掺杂生物炭吸附降解有机污染物的研究进展

生物炭是生物质热解和碳化后产生的高含碳物质。氮掺杂生物炭改善了生物炭的性能，使其在吸附降解有机污染物等方面的应用前景更为可观，引起了学者的广泛关注。而氮掺杂生物炭对有机污染物的吸附降解性能受多种因素影响，如生物炭的制备条件及其性质等。详细讨论了生物质原料和掺杂方式等因素对氮掺杂生物炭性质的影响，总结了氮掺杂生物炭吸附和降解有机污染物的影响因素及机理，并提出了氮掺杂生物炭的未来研究方向。     

CaCl2/石墨烯复配对活性炭-甲醇工质对吸附解吸特性的影响

为同步增强活性炭-甲醇吸附制冷系统的热质传递能效,本文在压块活性炭制备工艺中引入炭素前驱体原位CaCl₂浸渍嵌合与石墨烯复配过程,制备了中、微孔同步发达的新型炭材料CA-GC及石墨烯复配炭SC-GC;并对其吸附/解吸特性、导热系数及制冷特性进行对比研究。结果表明：CaCl₂浸渍嵌合显著提升了炭表面及炭骨架内部的钙氧化物吸附点位丰度(灰分达到19.38%),从而显著提升了CA-GC的Sokoda&Suzuki平衡吸附量((533.38±6.97) mg/g)和导热系数((1.058±0.77) W/(m·K))。石墨烯的复配过程进一步强化了复合炭材料SC-GC的导热系数((2.61±0.15) W/(m·K))和平衡吸附量((712.84±30.66) mg/g)。当解吸温度为100℃,循环时间60 min时,基于SC-GC构建的吸附制冷床连续制冷循环脱附量、制冷量和制冷功率分别达到(533.10±14.17) mg/g、(486.95±9.79) kJ/kg和(973.86±15.28) kJ/(kg·h)。     

中孔活性碳纤维的研究

活性碳纤维具有比表面积大，微孔分布窄，吸附容量大，吸附脱速度快等特点，但一般活性碳纤维属于微孔型，不能吸附大分子物质，使其应用受到限制。近年来，中孔活性碳纤维的研究拓宽了其应用领域。综述了中孔活性碳纤维的国内外研究进展，着重介绍了活化工艺法、金属催化法、非金属添加剂法等制备方法。     

臭氧催化氧化-活性炭吸附处理DDNP废水

采用臭氧催化氧化-活性炭吸附方法处理DDNP废水,与单独臭氧氧化相比,催化剂的加入可以提高反应后期酸性环境下臭氧的氧化效率。试验选用Fe-活性炭催化组合,在曝气量为70 L/min,臭氧质量浓度为11.5mg/L的情况下处理500 mL废水,1 h后废水中COD、色度、硝基酚类化合物去除率分别达到72.6%、94.3%、80.6%;活性炭吸附处理臭氧催化氧化后DDNP废水可达到《兵器工业水污染排放标准》。当活性炭饱和导致水质超标时,采用臭氧对活性炭进行再生20 min,经反复10次试验,出水水质中COD稳定在131.47~152.96 mg/L,色度和硝基酚类化合物的含量低于排放标准,处理效果良好,具有可重复性。     

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。     

活性炭纤维研究与应用进展

活性炭纤维（ACF）是由有机纤维先驱体制得的一种理想的高效吸附材料。ACF以其特殊的表面化学结构和物理吸附特性广泛应用于环境保护、电子工业、化工、医疗卫生、低成本SiC纤维制备等领域。本文就ACF的结构与吸附特性、制备与应用等做了较系统的综述，并对其发展趋势做出了展望。     

两种超细活性碳纤维的制备及其甲醛吸附性能

以超细预氧化纤维毡为原料,采用电加热和微波加热方法制备两种超细活性碳纤维吸附剂(UFACF-1、UFACF-2),在相同湿度条件下,对两种超细活性碳纤维的甲醛吸附性能进行测定;采用场发射扫描电镜、傅里叶变换红外-拉曼光谱仪、全自动比表面和孔径分布分析仪对两种超细活性碳纤维吸附剂的纤维形态、结构、比表面积、孔容和孔径分布进行表征;两种超细活性碳纤维在纤维形态、结构和甲醛吸附性能上均有差别,其中,UFACF-1比表面积为805.25m2·g-1,总孔容为0.366cm3·g-1,UFACF-2比表面积为733.32m2·g-1,总孔容为0.386cm3·g-1,UFACF-1甲醛吸附性能优于UFACF-2;UFACF-1含有大量极微孔和含氧官能团,对于室内甲醛处理,是一种有应用潜力的新型吸附材料。     

活性炭负载TiO2光催化材料的研究

活性炭(AC)及活性炭纤维(ACF)作为光催化剂载体具有较高的比表面积和较强的吸附性能,可以有效提高负载型光催化剂TiO2/AC和TiO2/ACF对有机污染物的光催化降解效率.首先介绍了TiO2光催化剂的结构特性以及各种掺杂改性方法,对负载型TiO2/AC及TiO2/ACF光催化剂的各种制备方法进行了详细评述.在此基础上,讨论了影响有机污染物光催化降解性能的重要因素,指出了负载型TiO2光催化材料研究中有待解决的问题和发展方向.     

活性炭纤维吸附氙气机理的研究

研究了不同基体的活性炭纤维对氙气的吸附性能,同时对活性炭纤维结构修饰后的性能进行研究.结果表明活性炭纤维对氙气的吸附量不是随表面积增大而增加,修饰后的活性炭纤维的微孔尺寸变窄,对氙气的吸附量有所增加,吸附前后活性炭纤维的结构未发生变化.     

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。     

沥青基球形活性炭的制备及其应用进展

沥青基球形活性炭是一种物理性能和吸附性能优异的新型炭材料。概述了沥青基球形活性炭的制备工艺，重点介绍并比较了沥青球的几种制备方法及球形活性炭的应用进展。