微孔结构与表面改性对活性炭吸附储氢能力的影响

研究了椰壳基活性炭微孔结构和化学改性对其储氢能力的影响。结果表明,物理活化的椰壳基活性炭用HF或NH3.H2O处理后可提高活性炭的吸氢能力,用HNO3处理后吸氢能力几乎没有什么变化,而用H3PO4处理后吸氢能力却有明显的下降。活性炭的比表面积、孔径分布和表面性质都会影响其吸附氢气的能力,其中,比表面积是最主要的影响因素。     

还原和氧化改性活性炭对亚甲基蓝吸附性能的影响

分别采用NaOH、NH3.H2O、H2O2以及不同浓度的HNO3溶液对微孔颗粒活性炭浸渍改性,通过静态试验研究了改型活性炭对水溶液中亚甲基蓝吸附特性的研究,并从动力学角度探讨吸附机理。实验结果表明,硝酸改性后表面的羧基含量增加,酚羟基含量减少;氢氧化钠和氨水改性后,碱性基团含量显著增加;硝酸改性后活性炭的吸附量略有增加,碱液改性和硫酸镁改性后活性炭吸附量略有减少。改性后活性炭材料对亚甲基蓝吸附均更符合伪二级吸附模型,R2>0.99。     

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。     

碳纳米管改性对环氧树脂复合材料热学和电学性能的影响

分别采用混酸(浓H2SO4和浓HNOs)、浓HNOs、浓NaOH及浓H2SO4/H2O2对碳纳米管(CNTs)在室温下进行表面处理,通过FTIR、SEM、DSC和TGA研究了各改性方法对CNTs/环氧树脂(EP)复合材料热性能和电性能的影响.结果表明,混酸处理使CNTs在EP中的分散性、EP的玻璃化温度和热分解温度都显著提高,其它3种方法也有这种作用,相比较而言,H2SO4/H2O2和HNO3的改性作用稍差,而NaOH的最差.4种处理方法都使复合材料的导电性能、介电常数以及介电损耗显著下降,其中混酸处理使上述性能下降的程度最高,其次为H2SO4/H2O2处理,NaOH处理和HNO3处理对电性能影响较小.     

活性炭负载银吸附剂的制备与脱除苯并噻吩的研究

采用浓硝酸氧化改性的活性炭为载体负载金属Ag制备了Ag/AC系列吸附剂,并进行了模型柴油中苯并噻吩(BT)的吸附脱除性能研究。采用N2吸附、SEM、FT-IR及XRD技术对吸附剂进行了表征。结果表明,氧化改性增加了活性炭表面酸性基团,有利于脱除弱碱性的BT。以HNO3氧化改性后的活性炭为载体负载AgCl所制备的吸附剂具有最高脱硫率达91.8%。最后探讨了AgNO3在活性炭上的吸附行为及金属Ag对BT的吸附脱除机理。     

负载TiO2活性炭电极材料的制备工艺

采用溶胶-凝胶法对活性炭进行载钛改性,制备TiO2/AC电极材料。通过正交实验考察改性过程中无水乙醇(C2H5OH)、去离子水(H2O)、冰乙酸(CH3COOH)、盐酸(HCl)以及活性炭(AC)这五种成分的最佳加入量。利用比表面积及孔径分析仪(BET)、电化学工作站分别对材料的比表面积和电极比电容进行表征。结果表明,材料组成的最佳加入量为无水乙醇30mL、冰乙酸2mL、盐酸0.3mL、去离子水4.5mL、活性炭2g。各因素对电极的电化学性能影响大小依次为:AC量>CH3COOH量>C2H5OH量>去离子H2O量>HCl量。载钛后活性炭比表面积从680.5m2/g降为523.35m2/g,降低23.1%;比电容从116F/g升到135F/g,升高16.4%。活性炭材料负载TiO2处理后,可以加速电极双电子层的形成,提高电极比电容量。     

铊在多壁碳纳米管上的吸附(英文)

多壁碳纳米管采用H2SO4,KMnO4,HNO3氧化处理后用于铊吸附研究。碳纳米管经处理后表面官能团增加,采用Bohmn滴定法确定了样品的表面官能团的量。当用于吸附铊时,氧化处理显著提高了其吸附能力。采用Langmuir方程进行拟合处理后获得原始碳纳米管、H2SO4,KMnO4,HNO3氧化处理后样品的吸附量分别为3.0,11.7,21.6 and 31.55mg/g。HNO3处理后具有对铊最佳的吸附性能。     

不同催化剂可见光催化H2O2降解莠去津的性能研究

以锐钛矿型TiO2(记为A)以及Fe3+改性后的锐钛矿型TiO2(记为Fe-A)为光催化剂,以内分泌干扰物莠去津为目标污染物,研究了H2O2加入前后对两种不同催化剂可见光催化降解莠去津的影响,及其可见光催化降解莠去津的反应机理。结果表明:在H2O2存在的条件下,锐钛矿型TiO2可见光催化降解莠去津的光催化性能有了一定的提高,而Fe3+改性过后的锐钛矿型TiO2可见光催化降解莠去津的性能却得到显著提高,反应1h,降解率便达到98%。形成这种结果的原因可以初步判定为前者是H2O2吸附于锐钛矿型TiO2表面形成特殊结构,产生的O2-.主要起氧化降解作用,而后者则由于其溶出的Fe3+与H2O2作用在可见光下发生光芬顿反应,进而对莠去津起到良好的降解效果。     

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.     

活性炭表面氧化改性对负载铜(Ⅰ)吸附剂及其乙烯吸附性能的影响

将过渡金属化合物负载到高比表面载体上可以得到具有工业化前景的乙烯/乙烷分离吸附剂，采用柱动态法研究了氧化处理和负载铜（I）改性活性炭的乙烯/乙烷吸附分离性能，结果表明，以表面氧化改性活性炭为载体，CuCL为活性组分的负载型吸附剂较活性炭直接负载CuCl吸附剂具有较大的乙烯吸附容量和选择性，AC-H2O2-CuCl吸附剂的乙烯吸附容量为21.2mＬ（STP）/g，乙烯/乙烷分离系数达到8.7，其原因是活性炭氧化改性后，表面羧基基团明显增多，使CuCl与活性炭表面结合力加强，改善了其分散状态，提高了利用率。     

Activated carbon with excellent chromium(VI) adsorption performance prepared by acid-base surface modification

In the present work, activated carbon (AC) with excellent Cr(VI) adsorption performance especially at low concentrations was prepared by an acid-base surface modification method. Raw activated carbon (AC(0)) was first oxidized in boiling HNO(3) (AC(1)), then treated with a mixture of NaOH and NaCl (AC(2)). Batch equilibrium and continuous column adsorption were conducted to evaluate the adsorption performance. Boehm titration, elemental analysis, and N(2)/77K adsorption isotherm methods were used to characterize the surface properties and pore structure of modified ACs. The results revealed that the modified AC exhibited excellent Cr(VI) adsorption performance in terms of adsorption capacity and adsorption rate: AC(2)>AC(1)>AC(0). Modification caused S(BET) to decrease and the total number of surface oxygen acidic groups to increase. HNO(3) oxidization produced positive acid groups, and subsequently NaOH treatment replaced H(+) of surface acid groups by Na(+), and the acidity of AC decreased. The main cause of higher Cr(VI) adsorption capacity and rate for AC(2) was the presence of more oxygen surface acidic groups and suitable surface acidity. HNO(3)-NaOH modification shows potential for the preparation of high quality AC for the effective removal of low concentrations of Cr(VI).     

活性炭表面改性对双电层电容器电化学性能的影响

通过氢气还原改性和浓硝酸氧化处理对石油焦基活性炭(ACs)进行改性.采用氮气吸附和脱附等温线计算改性ACs的BET比表面积、 DFT孔径分布及孔容,以XPS方法表征改性ACs的表面含氧官能团种类及含量,改性ACs的电化学性能通过直流循环充放电、循环伏安等表征.结果表明:浓硝酸处理后,ACs比表面积和孔容均稍有减少,表面含氧官能团和比电容明显增加,内阻和自放电显著增大;氢气改性后,ACs比表面积和孔容亦稍有减少,孔径分布的变化使比电容明显增加,氧化官能团的减少降低了内阻并减少了自放电.即,氢气改性ACs的电化学性能明显提高,增加了比电容,降低了内阻和自放电.     

甲醛湿式氧化催化剂的制备及性能研究

用FTIR和N2吸附法对活性炭进行表面分析,通过原子吸收光谱考察了铜在活性炭表面的吸附行为,制备了几种甲醛湿式氧化的催化剂,对比研究了它们在常温常压下对甲醛氧化的催化性能。结果表明,活性炭氧化改性后表面含氧基团增加,对铜和甲醛的吸附性能提高。活性炭表面负载的铜、银、铁对甲醛湿式氧化都有一定的催化能力,其中栽铜活性炭的催化效果最好,载铁活性炭的催化性能优于载银活性炭,催化动力学曲线表明,氧化改性后,载铜活性炭的催化性能进一步提高。     

活性炭改性及其对噻吩吸附性能的研究

吸附是一种极具应用前景的汽油深度脱硫分离技术。采用硝酸氧化、焙烧、负载金属等方法对活性炭进行改性,利用静态实验研究了改性活性炭对模拟汽油中噻吩的吸附脱除性能。结果表明硝酸氧化可以增加活性炭表面酸性基团的量,提高脱硫性能;N2气氛下焙烧后吸附剂脱硫效果明显优于未处理活性炭;活性炭表面负载Fe、Zn、Cu、Ni金属离子改性中,Fe离子改性活性炭脱硫效果最好。根据上述实验结果,进行了活性炭复合改性实验,得出68%硝酸氧化后再进行Fe离子负载,吸附剂脱硫率最高,噻吩的脱硫率可达到85%。     

表面改性对活性炭孔结构及热电转换性能的影响

为探究表面改性对活性炭孔结构及热电转换性能的影响,使用HNO_3和KOH在不同条件下对活性炭进行表面改性,用N2吸附法和XRD图谱表征活性炭改性前后孔结构和石墨化程度的变化。结果表明,改性后活性炭的比表面积和孔容提高,平均孔径减小,并存在石墨晶体结构。干法改性活性炭的比表面积和总孔容由1 077.880m~2/g和0.763cm~3/g分别增加到1 635.268m~2/g和1.128cm~3/g,并且微孔的孔容增加。改性处理可以去除活性炭中的杂质。分别以改性前后活性炭为材料制备固体电极,KCl为电解液,测试活性炭电极的热电转换性能,发现改性后活性炭具有更高的热电转换性能。     

Activated carbon modifications to enhance its water treatment applications. An overview

The main objective of this study was to list and compare the advantages and disadvantages of different methodologies to modify the surface of activated carbons (ACs) for their application as adsorbents to remove organic and inorganic pollutants from aqueous phase. These methodologies have been categorized into four broad groups: oxidation, sulfuration, ammonification, and coordinated ligand anchorage. Numerous investigations into the removal of metals from water have modified carbon surfaces to increase their content of acidic surface functional groups by using H(2)O(2), O(3) and HNO(3). Because these treatments can reduce the AC surface area, researchers are seeking alternative methods to modify and/or create surface functional groups without the undesirable effect of pore blockage. The nitrogenation or sulfuration of the AC surface can increase its basicity favoring the adsorption of organic compounds. The introduction of nitrogen or sulfur complexes on the carbon surface increases the surface polarity and, therefore, the specific interaction with polar pollutants. Different coordinated ligands have also been used to modify ACs, showing that coordinated ligand anchorage on the AC surface modifies its textural and chemical properties, but research to date has largely focused on the use of these modified materials to remove heavy metals from water by complexes formation.     

活性炭硝酸表面改性对催化剂分散度的影响

无论是活性炭作为催化剂载体还是在活性炭本身的催化制备过程中,催化剂在活性炭或活性炭前体上的高度分散都是至关重要的。通过X射线能谱(EDX)和扫描电子显微镜(SEM)技术直接观察、研究了活性炭表面经硝酸氧化改性对硝酸铜在煤基活性炭中分散度的影响。此外,将经硝酸表面改性的商品活性炭采用浸渍法负载上硝酸铜催化剂,再经水蒸气二次活化制备了一种新的活性炭。结果表明,硝酸处理造成活性炭吸附性能的下降,并且硝酸处理的强度越高,活性炭吸附性能的下降程度越大。然而,对硝酸处理的活性炭经简单的水洗可恢复其吸附性能。研究结果还表明,活性炭经硝酸氧化提高了炭表面含氧官能团的数量,使催化剂在活性炭的内外表面均能均匀分布,提高了催化剂的分散度和抗烧结能力。活性炭经硝酸改性后再负载硝酸铜进行二次活化制备高性能活性炭,可使硝酸铜的催化性能得到进一步的提升。     

TiO2/活性炭复合体超临界沉淀法制备及其光催化性能

以活性炭为载体、超临界二氧化碳为流体、钛酸丁酯为前驱体,用超临界流体沉积法制备TiO2/活性炭（TiO2/AC）复合体。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、比表面积分析（BET）、热重-差热（TG-DTA）对TiO2/AC进行表征。以紫外灯为光源,偶氮类染料亚甲基蓝为标准降解物,考察TiO2/AC复合体的光催化...     

纳米TiO2／Al2O3复合薄膜光催化特性研究

以电化学方法合成的Al2O3多孔膜为基体，采用交流电沉积的方法在膜孔中沉积纳米TiO2，制备出纳米TiO2／Al2O3复合薄膜。对TiO2／Al2O3复合薄膜的形貌、结构和组成进行了表征；对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化甲基橙溶液进行了研究。结果表明Al2O3／TiO2复合薄膜呈现出较好的光催化活性，电沉积TiO2的时间、热处理温度、选择不同光源照射均对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化活性有一定的影响。