干法制备高中孔率生物质成型活性炭

以锯末为原料,氯化锌为活化剂,不添加黏结剂,采用干法混合后直接成型活化制备高中孔率生物质成型活性炭。为考察这种工艺的可行性,通过单因素实验,以亚甲基蓝吸附值为评价指标,考察了盐料比、活化温度、活化时间与成型密度对生物质成型活性炭吸附性能的影响,得出较优工艺条件为:盐料比1.0:1,活化温度950℃,活化时间为60 min,成型密度为1.4 g·cm~(-3)。在此工艺条件下制备得到的生物质成型活性炭,其亚甲基蓝吸附值为387 mg·g~(-1),BET比表面积为2104 m~2·g~(-1),平均孔径为3.11 nm,总孔容为1.63 cm~3·g~(-1),中孔孔容为1.17cm~3·g~(-1),中孔率高达71.8%,初步证明了干法制备高中孔率生物质成型活性炭工艺的可行性。     

神华烟煤活化制备电化学电容器电极材料的研究

以神华烟煤为前驱体,KOH为活化剂制备高比表面积活性炭。采用N_2吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔结构进行了表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学特性。在碱炭比为4:1,800℃活化1 h的条件下制备的活性炭比表面积达3 134.28 m~2·g~(-1),总孔容1.96 cm~3·g~(-1),中孔率87.94%。该活性炭在3 mol/L KOH水溶液及1 mol/L(C_2H_5)_4NBF_4/碳酸丙烯酯(Propylene carbonate PC)电解液中均具有高的比电容(分别为281 F·g~(-1),155 F·g~(-1))和低的等效串联内阻。     

氟化石墨烯/水滑石改性环氧树脂胶黏剂的性能研究

采用尿素法制备CO3^2-型锌铝水滑石(ZnAlCO3-LDH),并将其与氟化石墨烯(FG)复合,制备不同质量比的FG-ZnAl-LDH,然后将其作为填料对环氧胶黏剂进行改性。通过红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对填料进行表征,同时,研究填料添加量及质量比(FG∶LDH)对环氧树脂胶黏剂黏接性能、疏水性能和热稳定性能的影响规律。结果表明,采用尿素法制备的LDH及FG-ZnAl-LDH为二维片层结构,LDH特征峰强度随FG比例增加而逐渐降低。填料添加量为2%,FG∶LDH=1∶1时,FG-ZnAl-LDH改性环氧树脂胶黏剂的性能最佳,其剪切强度较改性前提高26.32%,水接触角提高32.9%,热分解温度提高约5℃。研究表明氟化石墨烯/水滑石的添加,可在环氧树脂胶黏剂中起到增强效果,其不仅可以提高胶黏剂的黏接强度,而且对胶黏剂的疏水性和热稳定性也具有显著的提升作用。     

褐煤添加催化剂流化床法生产颗粒活性炭的研究

本文以我国的某种褐煤为原料,添加碳酸钾、硫酸铁和碳酸钾混合物的两种催化剂,采用先慢速碳化后高温水蒸气流化活化的工艺进行了生产颗粒活性炭的研究。讨论了碳化(活化)温度、活化时间以及催化剂添加量对所得活性炭比表面积和吸附性能的影响;并对所得活性炭的吸附等温线及孔径分布进行了测试。研究结果表明,褐煤添加催化剂采用流化床工艺是生产性能优良颗粒活性炭的一条途径,所得活性炭其比表面积达1600m~2·g~(-1),碘值1320mg·g~(-1),苯静态吸附量483mg·g~(-1),酚吸附量100mg·g~(-1),孔容0.75cm~3·g~(-1)可同商品活性炭相媲美。     

球形成型活性炭的制备及性能研究

以木质粉末活性炭为原料,凹凸棒土为添加剂,硅溶胶为粘结剂,制备了球形成型活性炭。考察了活性炭与凹凸棒土质量比、硅溶胶加入量、焙烧温度和焙烧时间等因素对球形成型活性炭的干强度、湿强度和亚甲基蓝去除率的影响。结果表明,活性炭与凹凸棒土质量比为7∶3,25%硅溶胶溶液加入量为35%,在380℃温度下焙烧60 min制备的球形成型活性炭具有较优异的综合性能。制备的球形成型活性炭颗粒不仅可用于干燥环境如日常生活空气净化,而且可用于潮湿环境和污水处理中。     

氮掺杂微孔活性炭制备及其超级电容性能

以土豆为碳源,乙二胺为氮源,氢氧化钾为活化剂制备具有微孔结构高比表面积氮掺杂活性炭。通过N_2物理吸附、扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱和元素分析研究活性炭比表面积、孔结构、形貌及元素组成,并测试其电化学性能。结果表明,当碱碳质量比为5∶1时(NC600-800-5),活性炭材料比表面积最高2 440 m~2·g~(-1)、孔容最大1.07 cm~3·g~(-1)、孔径最大0.82 nm和1.80 nm。电流密度1 A·g~(-1)时比电容可达370 F·g~(-1),经3 000次循环充放电后,比电容保持率为95.2%。     

莲杆基活性炭吸附二氧化硫性能研究

以莲杆为前驱体制备了莲杆基活性炭,并研究了其对SO_2的吸附性能,结果表明,碳化温度对莲杆基活性炭的比表面积、孔体积和平衡吸附量有较大影响。碳化温度为400℃时,得到的活性炭的比表面积最大,平衡吸附量为27.76mg·g~(-1),且随碳化温度的升高,孔体积有明显增大的趋势。较高的温度有利于SO_2被吸附,最佳空速为1500h~(-1)。较高的解吸温度有利于得到中高浓度的SO_2。     

天然气吸附剂研究进展

概述了国内外天然气吸附剂成型活性炭的开发情况和发展动态。介绍了粉体活性炭的制备方法:物理活化法和化学活化法,并比较了两种方法的优缺点。归纳了成型压力、胶黏剂添加量、后处理温度、后处理时间等工艺条件对吸附剂性能的影响。总结得出成型的关键在于对胶黏剂的选择及成型工艺条件。评述了成型活性炭的孔结构是影响甲烷吸附储存量的主要因素。     

纳米碳酸钙的皂化程度对硅酮密封胶性能的影响

将皂化程度不同的纳米碳酸钙填充于硅酮密封胶中,考察皂化程度分别为0～15%时,纳米碳酸钙对硅酮密封胶性能的影响,探索改性纳米碳酸钙在硅酮密封胶中的作用机制。结果表明,比表面积为23.35m~2·g~(-1)、皂化程度为15%的纳米碳酸钙,其成品胶的黏度从58.7Pa·s逐渐下降至52.4Pa·s,挤出速率从18.8g·(20s~(-1))上升至24.78g·(20s~(-1))。随着皂化程度增加,填充后的成品胶,其邵氏硬度和拉伸强度呈减小的趋势,表干时间稍有延长,成品胶的力学强度呈先下降后略有回升的趋势。比表面积为17.71 m~2·g~(-1)、皂化程度为5%～10%的纳米碳酸钙,其成品胶的强度保持率达到95%以上,比表面积为23.35 m~2·g~(-1)的纳米碳酸钙达到了101.7%。比表面积分别为17.71 m~2·g~(-1)和23.35 m~2·g~(-1)的碳酸钙,当皂化程度为5%～10%时,经高温处理及湿热处理后,成品胶的强度保持率分别维持在98%及75%以上。     

CaCO3微球的制备及表征

采用搅拌共沉淀法,用表面活性剂CMC调控合成微米级CaCO_3微球。利用SEM、粒径分布、N2吸附/脱附测试、微球表面ζ电势、TGA对所得CaCO_3微球进行表征。探讨了CMC浓度、搅拌速率、搅拌时间对微球形貌的影响,优化制备工艺条件,搅拌速率2600 r×min~(-1)(15 min),20℃静置60 min得CaCO_3(n)微球粒径为1.5～2.5μm,平均孔径为30 nm,比表面积为7.03 m~2×g~(-1),孔体积为0.09 cm~3×g~(-1),表面电荷为+12.6 mV;在CMC质量浓度为0.5 g×L-1,搅拌速率2600 r×min~(-1)(15min),沉积温度20℃,沉积时间8h,得CaCO_3(CMC)微球中CMC量约为w=3.9%,粒径为3～5μm,平均孔径为3.84 nm,比表面积为44.0 m2×g~(-1),孔体积为0.07 cm3×g~(-1),表面电荷为-33.6 mV。结果表明,CMC的加入对CaCO_3微球的形貌、微结构和表面电荷起到调控作用。     

制备工艺对淀粉基碳分子筛性能的影响

以淀粉为碳源,F127为结构导向剂,通过KOH活化一步合成法制备系列碳分子筛,采用SEM、TG、FT-IR和N_2吸附-脱附等技术对原料和碳分子筛样品的结构、表面官能团和性能进行表征。结果表明,温度、F127与淀粉添加质量比和KOH浓度对碳分子筛样品的孔隙结构性能影响显著。在KOH浓度为0.75 mol·L~(-1)、m(F127)∶m(淀粉)=4∶3、搅拌时间12 h和反应温度45℃时制备的碳分子筛孔径分布集中,BET比表面积达1 228.972 5 m~2·g~(-1),单点孔容0.807 113 cm~3·g~(-1),单点微孔体积0.636 869 cm~3·g~(-1)。     

致孔剂对沥青基活性炭结构性能的影响

梧桐枯叶经过热处理,制备生物炭致孔剂,考察了不同热处理温度所得致孔剂对沥青基活性炭性能结构的影响。通过X-射线衍射、N_2物理吸附等方法对沥青基活性炭进行表征。研究表明,随致孔剂热处理温度以及含量的增高,活性炭的比表面积和碘值先增加后降低,致孔剂热处理温度450℃,含量6%时,沥青基活性炭碘吸附值为915 mg/g,比表面积为980 m²/g,中孔率为43.4%,比未加入生物炭致孔剂时,沥青基活性炭的中孔率提高了25.7%。     

碱木质素-酚醛复合胶黏剂在竹胶板中的应用研究

采用羟甲基化碱木质素(HKLF)与酚醛树脂(PF)复合制备碱木质素-酚醛复合胶黏剂(KPF),研究了HKLF添加量对KPF性能的影响,并分析其在竹胶板中应用的可行性。结果表明:HKLF添加量为10 %~30 %的KPF生产的竹胶板性能优异,其静曲强度及其弹性模量、吸水厚度膨胀率及胶合强度等物理力学性能均符合LY/T 1574-2000 《混凝土模板用竹材胶合板》标准的B类竹材胶合板要求,与纯酚醛胶所制竹胶板的胶合性能相当,且对竹材浸胶量影响较小。HKLF添加量为40 %时,竹胶板干状横向静曲强度和吸水厚度膨胀率不达标。因此,HKLF添加量为10 %~30 %的KPF作为竹胶板用胶黏剂是可行的。     

吡咯改性活性炭电吸附电极除盐性能研究

以活性炭为原料,吡咯为改性剂FeCl_3为氧化剂,原位化学氧化法改性电吸附电极。以比电容为指标,采用单因素法分析,确定最优改性工艺,并对该工艺条件下制备的样品进行比表面积、表面形貌和电化学性能的表征。结果表明,在活性炭质量为2.0g,吡咯浓度为2mol·L~(-1)及FeCl_3浓度为2mol·L~(-1)时,改性的活性炭比电容值高达270.36F·g~(-1);改性后活性炭的比表面积、孔径和孔容分别降低了10.47%、51.18%和45.71%,孔隙结构以微孔为主;且改性后电极的平均接触角从85.7°减小到60.45°,比电容由89.66 F·g~(-1)增加到283.5F·g~(-1),提高了68.37%;将最佳配比改性的电极应用于除盐小试中除盐率可达45.36%。本实验的研究为电吸附电极除盐性能及导电聚合物的深入研究提供理论基础。     

致孔剂对沥青基活性炭结构性能的影响

梧桐枯叶经过热处理,制备生物炭致孔剂,考察了不同热处理温度所得致孔剂对沥青基活性炭性能结构的影响。通过X-射线衍射、N_2物理吸附等方法对沥青基活性炭进行表征。研究表明,随致孔剂热处理温度以及含量的增高,活性炭的比表面积和碘值先增加后降低,致孔剂热处理温度450℃,含量6%时,沥青基活性炭碘吸附值为915 mg/g,比表面积为980 m~2/g,中孔率为43.4%,比未加入生物炭致孔剂时,沥青基活性炭的中孔率提高了25.7%。     

气相吸附用成型活性炭

椰壳渣等制备的粉状高比表面积活性炭加入酚醛树脂黏结剂成型后,经二次碳化、活化后制成气相吸附用成型活性炭.主要研究了黏结剂添加量和二次活化温度对成型活性炭抗压强度、堆积密度、油气吸附性能的影响,从而确定了最佳黏结剂添加量为30%,最佳二次活化温度为800℃.     

木屑制备高孔隙成型活性炭及Doehlert设计法优化

以木屑为原料,不添加任何黏结剂,使用H₃PO₄作为活化剂,制备高孔隙的成型活性炭。利用N₂吸附-脱附、XRD及万能试验机,考察了不同活化时间（1~3 h）、活化温度（500~700 ℃）对成型活性炭性能的影响。结果表明：制备的成型活性炭具有较高的比表面积、孔隙率、得率、表观密度、耐压强度和总孔容积。在活化温度为600 ℃,活化时间为1 h的条件下,其比表面积达1 022.6 m²/g,得率为32.2 %,表观密度为0.62 g/cm³,耐压强度为5.23 MPa,总孔容积为0.49 cm³/g,微孔比例达到91.8 %。通过Doehlert设计法对反应条件进行优化,结果表明优化的制备条件为活化温度590 ℃,活化时间2.1 h,此时成型活性炭得率、耐压强度和表观密度分别为31.8 %、5.54 MPa、0.87 g/cm³。理论值和实验值存在很好的一致性,表明该理论模型是可靠的。     

纸蜂窝废料的再生利用及其性能优化

探究一种纸蜂窝废料回收工艺方案,并优化材料性能。首先对胶黏剂进行复配,然后在纸蜂窝废料中加入复配后胶黏剂、聚乙烯醇液与丙三醇,通过正交试验制备试样,对试样弹性比能、弯曲强度、残余应变进行测试并分析,筛选出优良配方。结果表明,用氧化淀粉液改性聚乙酸乙烯酯乳剂,加入比为6∶10,并对其进行乙酰化,胶黏剂黏度达到最高值7.9 Pa·s,体系流动性较好,无分层现象。当施胶比为3∶10,聚乙烯醇液与丙三醇添加量分别为15、3 g时,弹性比能为1.527 J·cm~(-3),弯曲强度为46.307 MPa,残余应变为52%,试样综合性能评分最高分,性能最佳。     

K_2CO_3活化制备淀粉基碳分子筛

以可溶性淀粉为碳源、三嵌段共聚物F127为模板剂和K_2CO_3为活化剂,采用一步合成法制备系列淀粉基碳分子筛。通过扫描电子显微镜和N_2吸附-脱附分析淀粉基碳分子筛孔隙形貌和孔结构,采用热重-TG和傅里叶红外光谱表征原料和样品的物质结构官能团。结果表明,K_2CO_3浓度、F127添加比例、反应时间和反应温度影响淀粉基碳分子筛的孔隙结构。在炭化温度800℃、K_2CO_3浓度为0.50 mol·L~(-1)、F127与淀粉质量比=1∶3、反应温度50℃和反应时间12 h条件下制备的淀粉基碳分子筛,孔径集中于0.63 nm,比表面积为1 069.290 4 m~2·g~(-1),单点孔容0.667 901 cm~3·g~(-1)。     

COS吸附剂的性能评价

以γ-Al_2O_3为主要组成,添加质量分数2%~5%的Cu O、2%~5%的Zn O和1%~2%Mo O_3,采用盘式造粒成型工艺制备(2~3)mm的球形颗粒,通过烘干和焙烧制备出比表面积(200~250)m~2·g~(-1)的载体,然后用碱金属氢氧化物对载体进行修饰,制得COS吸附剂,并考察其对COS的吸附性能。结果表明,通过添加活性氧化物的产品对COS的吸附性能良好,对COS吸附容量达11.5 mg·g~(-1),可将COS脱除至0.02 mg·m~(-3)。