磷酸活化法制备糠醛渣活性炭的研究

以碘吸附值、亚甲基蓝吸附值及活性炭得率为考察指标,选取对糠醛渣活性炭性质影响较大的浸渍比、磷酸质量分数、活化温度、保温时间4个因素进行L₁₆(4⁵)正交试验对磷酸活化法制备糠醛渣活性炭的工艺条件进行优化。由正交试验结果得到磷酸活化的最佳工艺条件为:磷酸质量分数60%,浸渍比2.5:1,活化温度550 ℃,保温1.5 h,此条件下制得的活性炭样品的碘吸附值为839.6 mg/g,亚甲基蓝吸附值为260.3 mg/g,得率为46.8%,比表面积为830.20 m²/g,孔容积为0.502 cm³/g,孔径集中在0.8~2.5 nm,具有丰富的中孔和微孔。     

磷酸法水稻秆活性炭的制备

以水稻秆为原料,采用磷酸活化法制备活性炭。研究了浸渍比、活化温度对活性炭样品吸附性能的影响,并对其微结构进行N₂吸附等温线、热重-微商热重法(TG-DTG)、扫描电子显微镜(SEM)等表征。结果表明:水稻秆适合作为磷酸法活性炭的原料,吸附性能达到市售脱色活性炭的指标要求。在浸渍比为3∶1、活化温度 450 ℃、活化时间 60 min 的条件下,制得活性炭的亚甲基蓝吸附值 215 mg/g,碘吸附值 855 mg/g,A法焦糖脱色率 110 %,BET比表面积 967.72 m²/g,总孔容积 1.23 cm³/g,中孔率 84.6 %,平均孔径 4.6 nm。     

用褐煤活化一步法制备活性炭的研究

介绍了以褐煤为原料,磷酸为活化剂,硫酸为添加剂,采用炭活化一步法制备活性炭的实验,讨论了浸渍温度、炭活化温度、炭活化时间、磷酸的浓度、磷酸溶液与褐煤的液固比、硫酸的用量等主要因素对活性炭性能的影响。结果表明,适宜的工艺条件为:浸渍温度为80℃,炭活化温度为400℃,炭活化时间为60min,磷酸质量分数为40%,磷酸溶液与褐煤的液固比为5:1,硫酸的用量为褐煤质量6%。在该适宜的工艺条件下制备的活性炭,强度为88.2%,比表面积为1 158.6 m2/g,吸碘值为946.5 mg/g,吸亚甲基蓝值为203.4mg/g。     

油茶壳残渣制备活性炭的工艺

以油茶壳醇浸取后残渣为原料,以磷酸活化法制备活性炭,考察了浸渍比、磷酸质量分数和活化温度等对活性炭吸附性能及其得率的影响;活性炭的吸附性能由碘吸附值、亚甲基蓝吸附值表征。结果表明,在酸/炭浸渍比为3:1、磷酸质量分数70%、活化温度500℃时,活性炭的吸附性能最佳,其碘、亚甲基蓝吸附值和得率分别为1043.29mg/g、148.5mg/g和38.77%。采用物理吸附仪在77K下测定其N₂吸附脱附等温线,利用BET法和BJH法计算比表面积和孔径分布,其比表面积为1626.45m²/g,平均孔径为4.7nm,总孔容为1.94cm³/g。同时采用FTIR和XRD分析了活性炭的表面官能团和微观结构。     

磷酸活化法制备花生壳活性炭工艺

采用正交试验方法探讨了以花生壳为原料,通过磷酸活化法制备的高效活性炭吸附剂。以活性炭的收率和Pb2+吸附容量为考察指标,选择了磷酸质量浓度、浸渍质量比和活化温度3个因素,3个水平的正交试验方法。结果表明,对活性炭收率影响最大的因素是活化温度,对活性炭吸附Pb2+容量影响最大的是磷酸活化剂的质量浓度。综合考察各影响因素,得出在磷酸活化剂质量浓度为1 220 kg/m3,浸渍质量比为150%和活化温度为400℃时可以在保持活性炭收率较高的情况下制备高Pb2+吸附容量的花生壳活性炭吸附剂,该活性炭的比表面为1 018.5 m2/g,总孔容积为0.754 m3/g,平均孔径为2.961 nm,对低质量浓度含铅废水中铅离子的去除率接近100%,是合适的液相吸附用活性炭材料。     

大黄药渣制备超级活性炭

以大黄药渣为原料,磷酸为活化剂制备了超级活性炭,考察了浸渍磷酸质量分数、活化温度和时间对活性炭织构的影响;采用N2吸附、SEM、XRD、FT-IR对活性炭进行了表征。结果表明:制备超级活性炭的条件为浸渍磷酸质量分数50%~80%、活化温度400~450℃、活化时间40~180 min;活化温度和浸渍磷酸质量分数对活性炭织构的影响较大,时间影响较小;用60%磷酸浸渍,在400℃活化60 min生产的活性炭表面积达到2 413 m2·g-1,相应的微孔和介孔体积分别为0.91 cm3·g-1和0.93cm3·g-1;活性炭孔道由多种结构的孔构成,除介孔和微孔外,最大的方形孔道中还分布着椭圆形的小孔,微孔则主要集中在0.6 nm和1.0 nm,而介孔在5.0 nm以下;此外,在600℃下活化有石墨微晶产生。     

两步法制备竹质活性炭

结合磷酸活化法与氯化锌活化法化制备活性炭,在较低的活化温度下取得了良好的活性炭.活化总时间为60min,磷酸活化温度500 ℃与氯化锌活化温度400 ℃,浸渍率为150%的优化条件下制得的活性炭,其亚甲基蓝脱色力为19 mL,碘吸附值为861 mg/g,孔径集中在4.5 nm,并且比表面积高达1696 m2/g,大孔仅占0.381%.     

废菌渣基微/中孔活性炭的制备与结构表征

利用微波与碱液的协同作用脱除废菌渣中的含氮物质,脱氮后的滤渣用于制备活性炭,旨在减少氮氧化物排放,实现废菌渣的清洁化利用。分别以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为目标,采用响应面法（Box-Behnken）得到两种孔径活性炭的定向制备条件。①微孔活性炭：活化时间1h,活化温度425℃,ZnCl₂质量分数20%,浸渍比1：3.85。产品的碘吸附值为884.76mg/g,平均孔径为1.83nm。②中孔活性炭：活化时间2h,活化温度600℃,ZnCl₂质量分数30%,浸渍比1：4。产品的亚甲基蓝吸附值为448.65mg/g,平均孔径为3.15nm。利用扫描电镜、红外光谱等手段对活性炭结构进行表征,发现在活性炭表面形成了大量的表面官能团,包括羧基、羟基、内酯基等。     

基于响应面模型对花生壳基活性炭工艺的优化

为优化木质活性炭制备的工艺条件,以农林废弃物花生壳为原料,磷酸为主活化剂,硫酸为辅助活化剂,利用响应面模型分析磷酸质量分数、浸渍比(活化剂体积与花生壳质量比)、活化时间、活化温度对活性炭性能的影响。结果表明：通过Box-Behnken试验建立的二次多项式数学模型的P值都小于0.000 1,校正决定系数(R²)分别为0.990 2和0.997 8,变异系数(CV) < 10%,试验的可信度和精确度高,回归方程成立。通过二次回归模型得到磷酸-硫酸活化法制备花生壳基活性炭的最佳工艺条件为花生壳粉末1 g,磷酸质量分数57.7%,浸渍比2:1,活化时间117 min,活化温度550 ℃。在最佳工艺条件下,制备的活性炭亚甲基蓝吸附值为147.2 mg/g,碘吸附值1 022.03 mg/g,实际值与预测值接近,重复性好。利用磷酸-硫酸活化法制备的花生壳基活性炭的内部中小孔较发达,具有较强的吸附能力和脱附能力。     

烘焙预处理对玉米秸秆磷酸法活性炭制备及性能影响

以玉米秸秆为原料, 研究烘焙预处理对磷酸法活性炭的制备及性能影响。研究结果表明: 烘焙预处理使玉米秸秆碳元素含量和固定碳含量增加而挥发分含量降低, 增加热解焦炭质量, 且烘焙温度影响强于烘焙时间。烘焙处理使玉米秸秆活性炭比表面积先增加后减小, 总孔容和中孔率减小, 而微孔率显著增加。烘焙预处理有助于提高活性炭吸附性能, 当100 g粒径为154~450 μm玉米秸秆颗粒经烘焙预处理, 预处理条件为烘焙温度240 ℃、烘焙时间60 min时, 预处理后的玉米秸秆含C 51.32%, 固定碳27.64%, 灰分4.72%。采用磷酸活化法将预处理后的玉米秸秆制备成活性炭, 制备条件为浸渍比1∶4(玉米秸秆与55%磷酸溶液的质量比), 浸渍温度140 ℃, 浸渍时间90 min, 活化温度400 ℃, 活化时间60 min, 此条件下制备的玉米秸秆活性炭比表面积达1 317.05 m²/g, 碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率分别为876 mg/g、210 mg/g和100%。     

基于低共熔溶剂体系的氮掺杂超级电容炭

以杉木屑为原料,氯化锌和尿素为低共熔溶剂,炭活化后制备了氮掺杂活性炭,采用正交实验设计考察了浸渍比、活化温度和活化时间对活性炭电化学性能的影响。采用比表面积(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安、恒流充放电等表征手段研究了材料的孔隙结构和表面化学元素及电化学性能。研究结果表明：最佳工艺条件是浸渍比为4,活化温度为750℃,保温时间为3h。对活性炭的孔隙结构进行分析,可以发现低共熔溶剂活化后的活性炭有利于微孔的形成且比表面积可达到797.82m²/g,氮含量为11.55%,其中氮元素化合态主要表现为吡啶型N、吡咯型N和石墨型N。在6mol/L的KOH电解液中,当电流密度1A/g时,可达233.85F/g的比电容,当电流密度增加到20A/g时,比电容依然能够维持在159.6F/g。     

K2CO3-锯末干混合制备成型活性炭

以梧桐锯末为基体、无水K2CO3为活化剂,采用干混合法制备成型活性炭颗粒,通过单因素实验考察盐料质量比、活化温度、活化时间及成型密度对活性炭吸附碘性能的影响,并对其进行了表征. 结果表明,在盐料质量比2.0、活化温度950℃、活化时间80 min、成型密度1.3 g/cm3的条件下,所制成型活性炭对碘的吸附容量达1323.25 mg/g. 成型活性炭具有发达的孔结构,比表面积为1432.59 m2/g,平均孔径为1.70 nm,总孔容为0.772 cm3/g,其中微孔比表面积为1302.75 m2/g,孔容为0.566 cm3/g,微孔率达73.3%.     

污泥-锯末混合ZnCl2活化制备活性炭

以城市污水厂二沉池污泥为主要原料、固体ZnCl2为活化剂,添加一定量锯末,在高温管式炉中采用化学活化法制备污泥活性炭,通过单因素实验考察了锯末添加率、盐料比、活化温度、活化时间对污泥活性炭吸附性能的影响. 结果表明,锯末添加量为20%、盐料质量比为2.0、活化温度为550℃、活化时间为15 min时,所得活性炭碘吸附性能最优,达679.25 mg/g;污泥活性炭具有发达的孔结构,其比表面积达609.68 m2/g,总孔容为0.51 cm3/g,平均孔径为3.51 nm.     

磷酸活化烟草杆制备中孔活性炭的研究

以烟草杆为原料,以磷酸为活化剂,采用一步炭化法制备了活性炭。采用正交实验研究了磷酸质量分数、浸渍时间、炭化温度及保温时间对活性炭得率和吸附性能的影响,在最佳工艺条件(磷酸质量分数30%,浸渍时间48 h,炭化温度750℃,保温时间20 min)下,所制备的活性炭其碘吸附值为889.36 mg/g,亚甲基蓝吸附值为21.5 mL/(0.1 g),得率为36.90%。同时测定了该活性炭的液氮吸附等温线,并通过BET、H K方程、D A方程和密度函数理论(DFT)表征了活性炭的孔结构。结果表明,该活性炭为中孔型,BET比表面积为892 m2/g,总孔体积为0.467 8 mL/g,微孔占总孔体积的37.06%,中孔占62.85%,大孔占0.07%。最后采用电子探针和透射电镜分析了活性炭的微观结构,其结构与氮吸附测定的结果较为一致。     

竹质活性炭的真空化学法制备及吸附性能研究

以竹质生物质为原料、ZnCl2为活化剂,对其进行真空化学活化。探讨了浸渍比(活化剂和竹粉的质量比)、浸渍时间、活化温度、活化时间等因素对活性炭产物吸附性能的影响。结果表明,真空条件下以ZnCl2为活化剂制备的竹质活性炭碘吸附值和亚甲基蓝吸附值较大,分别为1314.04 mg/g、321.07 mg/g;最佳工艺条件为:浸渍比150%,浸渍时间24 h,活化温度为600℃,活化时间为60 min。     

陶瓷基活性炭活化条件对其性能影响

以酚醛树脂为原料,泡沫陶瓷为载体,经过浸渍、固化、炭化后,采用一种复合的活化方法-KOH浸渍加水蒸气括化的复合活化法,制备表薤积较大的酚醛树脂基活性炭。并采用正交试验法考察制备工艺中了活化温度、滔化时间下对所制得得酚醛基活性炭烧失率、碘吸附值、比表面积及其孔结构的影响。结果表明,在活化温度850℃,活化时间80min条件下,可制得比表面积1197m^2/g,中空容0．369cm^3／g,孔径2．57nm的酚醛树脂基活性炭。