PDMS基涂层活性炭对甲苯、苯和丙酮吸附研究

活性炭疏水性改性是提高其对含水VOCs选择性吸附的重要手段,然而这种改性方法对活性炭吸附不同VOCs的效果研究较少.采用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)对活性炭进行改性处理,并利用BET、Boehm滴定等方法对活性炭进行表征.采用动态吸附法,利用Yoon-Neslon吸附理论模型研究了不同相对湿度条件下,PDMS改性活性炭对VOCs(甲苯、苯、丙酮)吸附穿透曲线、饱和吸附量的影响及关键影响因素.结果表明:PDMS改性活性炭BET比表面积、微孔容积和表面酸碱官能团含量均有减少;经PDMS改性后,活性炭表面疏水性增大.动态吸附实验结果表明:PDMS改性前后活性炭吸附甲苯、苯、丙酮穿透曲线均符合Y-N模型;随着相对湿度增大,未经改性的活性炭(Bare-AC)对甲苯、苯和丙酮吸附速率降低、平衡吸附量减少,PDMS改性活性炭对甲苯、苯分子吸附速率和选择吸附能力提高,其中PDMS改性的活性炭(PDMS/AC-250)对甲苯、苯吸附量为相同条件下Bare-AC的1.86(甲苯)、1.92(苯)倍,但对丙酮分子提高不明显;结合表征结果分析,PDMS改性活性炭对VOCs分子吸附主要依靠化学吸附,同时与VOCs分子极性有关.     

萘在炭质吸附剂上的静态吸附机理

通过分析考察试验吸附等温线与Langmuir,BET和Freundlich模型的拟合结果,以及吸附剂的结构参数(比表面积、总孔容积、平均孔径),对萘(Nap)在3种活性炭吸附剂上的静态吸附行为进行了研究.结果表明:3种活性炭吸附剂对萘均表现出良好的吸附能力(吸附量最高可达0.231 1 g/g),改性后活性炭颗粒吸附性能要明显优于原活性炭;萘在活性炭颗粒(AC-a,AC-c)和活性炭粉末(AC-b)上的吸附行为存在差异,在活性炭颗粒上表现为单分子层吸附的过程,而在具有突出比表面积的活性炭粉末上,吸附过程表现出多分子层吸附的特征.Langmuir和BET模型可以分别对萘在活性炭颗粒和粉末上的静态吸附行为进行合理的预测.      

污泥基活性炭去除水中重金属离子效能与动力学研究

以城市污泥为主要原料制备了污泥基活性炭(SAC),考察了其对重金属离子的吸附去除效能和吸附动力学规律.并选择了2种商品活性炭(煤质炭,MAC和椰壳炭,YAC)作为对比,以初始浓度为50mg/L的Cu(II),Pb(II),Cd(II),Cr(VI)4种重金属离子为去除对象,分别进行了3种活性炭的表面理化性质分析及其对4种重金属离子的吸附试验.结果表明,SAC的比表面积和微孔容积仅为YAC和MAC的1/3~1/2,吸附速率也相对较慢,但其对Cu(II),Pb(II),Cr(VI),Cd(II)的平衡吸附量却远大于2种商品活性炭,分别为9.9,8.9,8.2,5.4mg/g,说明SAC表面的高酸性基团含量对重金属离子的吸附起到了关键作用;Langmuir与Freundlich吸附等温模型均能较好地拟合SAC对Cu(II)和Pb(II)的吸附,SAC对Cr(VI)的吸附过程更符合Langmuir模型,而SAC对于Cd(II)的吸附过程用Langmuir与Freundlich两个模型均不能较好地拟合,说明SAC表面缺少能够与Cd(II)发生反应的结合位点.     

氧化—吸附法治理硫醇恶臭气体

聚硫生产过程中逸出的硫醇恶臭气体,采用双氧水喷淋氧化和活性炭吸附两级处理后,下风侧最大着地浓度处基本无味或偶稍可感觉气味。喷淋氧化液循环使用,达一定浓度后更新;活性炭使用一年以上,更换下深埋。     

颗粒状活性炭对低浓度氰化物的吸附

为确定减少氰化物残余水平的工程技术条件，使其低于加拿大饮用水水质规定的可接受最大浓度（MAC）：0.2mg/L，研究了颗粒状活性炭（GAC）对水溶液中低浓度氰化物（≤1mg/L)的吸附，经过30h的连续混合，吸附过程是缓慢进行的，其初速率随活性炭粒径的增大而增大；一般而言，吸附量与pH值无关（附在pH8-9内略有增加外）；当氰化物浓度>0.3mg/L，吸附量与氰化物溶液浓度呈线性增加;<0.3mg/L则与溶液浓度的一个幂次方成正比，而弗罗因德利希（Freundlich)等温线指出，氰化物浓度对吸附的影响与单位粒状活性炭的吸附量成正比，增加次氮基三乙酸（NTA）达10mg/L以上时，对吸附无影响，但胡敏酸、Ca(Ⅱ）Mg(Ⅱ）Ml(Ⅲ）和Fe(Ⅲ)可减少吸附量的30-50%，GAC吸附氰化物的可能机制及其在水处理方面的意义已被认可，包括CN^-在内的吸附机制是离子交换，象HCN分子这样的氰化物吸附是通过与含氧官能团（如-COH）形成氢键进行的。     

温和水热法合成钛酸盐纳米管及其对水中重金属离子的吸附研究

采用温和水热法一步快速合成了钛酸盐纳米管(TNTs),并应用于对水中重金属离子Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的吸附.通过选择纳米级锐钛矿替代P25型二氧化钛作为反应原材料,成功将水热反应时间从72 h缩短至6 h.TEM,XRD和FT-IR等表征证实了新合成材料的为管状钛酸盐结构.TNTs对3种重金属离子的吸附动力学均符合准二级动力学方程,吸附等温线均符合Langmuir模型,且对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的理论最大吸附量分别高达525.58、214.41和69.65 mg·g~(-1).p H=5时,吸附动力学实验表明对于初始浓度分别为200、100和50 mg·L~(-1)的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ),在TNTs上的平衡吸附量分别为513.04、212.46和66.35 mg·g~(-1),吸附性能优于传统吸附材料.合成的TNTs结构为三联的[Ti O6]八面体骨架和层间H+/Na+,其吸附机理为金属阳离子与TNTs层间Na+的离子交换.同时,共存离子对吸附的影响实验表明TNTs对重金属离子的吸附存在选择性,即使在较高的共存离子浓度下(10 mmol·L~(-1))TNTs对目标重金属离子的吸附性能依然优异.该研究提供了一种应用钛酸纳米材料高效去除水体重金属离子的方法.     

选择性吸附法处理含表面活性剂和多环芳烃的土壤淋洗液研究

比较研究了H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土等5种吸附剂对土壤淋洗液中TX-100与PAHs的吸附性能.批实验结果表明,H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土吸附后,淋洗液中T-PAHs及TX-100浓度分别为0.03和0 mg·L~(-1)、0.16和3623 mg·L~(-1)、15.21和6175 mg·L~(-1)、15.98和6555 mg·L~(-1)、9.49和4332 mg·L~(-1),选择性吸附系数排序依次为活性炭膨润土沸石硅藻土H103树脂.其中,活性炭能够去除淋洗液中99%的PAHs,同时保留51.33%的TX-100回收再利用,选择吸附系数达到109.5.活性炭固定床实验中,由淋洗液溶质的穿透曲线计算出物质的吸附容量.当空隙体积为2.5-7PV时,活性炭能够去除淋洗液中72%的PAHs,同时保留81%的TX-100,平均选择吸附系数为10.08.由此可见,活性炭固定床可有效处理含表面活性剂土壤淋洗液中的多环芳烃,同时实现表面活性剂的回收再利用.     

活性炭对汞的吸附作用

作者利用实验室装置研究了活性炭对元素汞(Hg°)的吸附比率和作用原理。三种类型的活性炭,其中两种是热处理活性炭(PC—100和FGD),一种是浸入硫(S)元素的活性炭(HGR),用来研究表面积的作用(大约550～1000m~2/g)、吸附温度(23～140℃)及Hg°浓度(氮里的Hg°为20和60PPb)。结果表明:吸附出现在PC—100和FGD的活性部位,而它们在140℃的高温处理下不是减少就是失去活性。就HGR来说,在23℃的吸附出现在外表面的无硫部位;在140℃的吸附主要出现在Hg°和S的反应过程中。PC—100和HGR的解吸研究说明:在23℃时活性炭的吸附机理是物理吸附和化学吸附的结合,而在140℃时主要是化学吸附。     

咖啡渣制备活性炭工艺及其吸附性能

以咖啡渣为原料,采用真空热解及磷酸溶液辅助活化方式制备出活性炭,重点研究了不同活化参数对咖啡渣制备活性炭性能的影响.结果发现,咖啡渣热解自活化的最佳温度为450℃,在活化温度为600℃、真空度为-0.02 MPa、升温速率为20℃·min-1、活化时间为30 min、浸渍比为1.6条件下制备的活性炭吸附性能最佳,此时活性炭得率为27.1%,比表面积为1250 m~2·g~(-1),碘吸附值为1398.4 mg·g~(-1),亚甲基蓝吸附值为270.32 mg·g~(-1).最佳工艺条件下制备的活性炭吸附100 mg·L~(-1)的Cr(Ⅵ)试验表明,在投加量为7 g·L~(-1)、吸附时间为80 min、pH为3.0和吸附温度为15℃条件下,活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附量最大,最大去除率为87%.     

活性炭负载催化剂对模拟烟气中单质汞的吸附

通过浸渍法在活性炭上负载催化剂MgCl_2、CoCl_2、MnCl_2对活性炭进行改性,研究了催化剂负载量、吸附温度对活性炭吸附模拟烟气中单质汞的影响。在活性炭表面上添加无机盐MgCl_2、COCl_2、MnCl_2形成各种表面化学基团,从而加快了在炭表面对汞进行的化学吸附行为,提高活性炭的吸附能力和选择性。结果表明,在负载量为5%时,MnCl_2的改性效果最好,吸附效率提高了93%,其次是CoCl_2效率提高了90%。这在于Mn、Co这两种过渡元素价电子层结构为:(n-1)d~(1-10)ns~2,易形成杂化轨道,与单质汞发生氧化还原反应,也可以接受烟气中氧等配体的孤电子对,与活性炭表面的官能团易形成具有独特的催化性能的配合物,这种配合物作为中间产物可对汞的氧化-化学吸附起到配位催化作用,为模拟烟气中单质汞的吸附提供了适宜的反应表面。     

非均质水溶有机物吸附特性及模型的研究

文章以餐饮废水和土壤溶出天然有机物(NOM)等非均质水溶有机物为研究对象,利用Freundlich模型和modified Freundlich模型,考察了活性炭种类和粒径等对其吸附特性的影响。结果表明:与Freundlich模型相比,modified Freundlich更适用于对非均质水溶有机物吸附特性的表征。4种活性炭吸附餐饮废水的吸附强度呈现ARCPHS-AK-703的趋势,而吸附土壤溶出NOM的趋势则为ARHS-CPAK-703。此外,非均质水溶有机物的吸附强度随活性炭粒径的减小而增加,且活性炭吸附非均质水溶有机物的选择性是双向的。     

离子束辐照活性炭吸附性能研究

利用离子束注入机对活性炭进行N+辐照改性,使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱仪(Raman)对活性炭表面形貌、结构等特性进行表征,研究了改性后活性炭对亚甲基蓝(MB)吸附性能的变化。实验表明:活性炭经离子束辐照后,比表面积和石墨化程度均降低,对亚甲基蓝的吸附能力降低,且辐照剂量增大,吸附能力减小。在活性炭浓度为0.667 g/L,吸附时间为360 min,振荡器频率为250 r/min,吸附温度为308 K时,活性炭对亚甲基蓝的吸附量为249.081 mg/g,改性活性炭(剂量为40 000 dose)在同等条件下吸附量为241.726 mg/g。改性活性炭对亚甲基蓝吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型。     

乙酸正丙酯在活性炭固体床上的动态吸附研究

乙酸正丙酯作为一种良好的有机溶剂,应用于许多行业,但其易挥发会对大气造成污染并危害人类健康。该文以商业活性炭作为吸附剂,在固体床吸附柱上连续吸附乙酸正丙酯,研究不同入口浓度的乙酸正丙酯在活性炭上动态吸附行为的影响以及活性炭再生性能。研究表明,活性炭具有较高的固气分配系数,随着入口浓度的增大(4.40～21.96 mg/L),平衡吸附量逐渐变大(388.67～513.17mg/g),传质区高度增加,穿透时间缩短,动态吸附容量变大。采用2种穿透曲线模型(Thomas和Yoon-Nelson模型)和4种动力学模型(伪一级、伪二级、Elocivh和Bangham模型)对实验数据进行拟合分析。结果表明,Thomas和Bangham模型拟合效果较好(R20.99)。通过模型拟合能够较好预测不同入口浓度的乙酸正丙酯在活性炭上的动态吸附容量,具有一定实际意义。     

二硫代羧基化小麦秸秆对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能及机理

选取小麦秸秆(WS)为原材料，采用化学合成法向WS上引入了二硫代羧基，制备了一种新型重金属吸附剂二硫代羧基化小麦秸秆(DTWS)，考察了DTWS投加量、振荡速率、pH值、吸附温度以及Cr(Ⅵ)初始浓度等对DTWS吸附Cr(Ⅵ)性能的影响，并通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、FTIR、SEM-EDS等方法探究了DTWS对Cr(Ⅵ)的吸附机制.结果表明，在振荡速率为200 r·min^-1、吸附温度为30℃时，DTWS对Cr(Ⅵ)初始浓度为25 mg·L^-1、pH值为6.0的含Cr(Ⅵ)水样吸附效果最好，最高去除率可达99.12%.DTWS对Cr(Ⅵ)的吸附更加符合准二级动力学方程和Langmuir模型，且DTWS对Cr(Ⅵ)的整个吸附过程是一个自发的放热过程.DTWS对Cr(Ⅵ)的吸附过程中主要发生了静电吸附、物理吸附以及包括氧化还原反应、配位反应在内的化学吸附，其中小麦秸秆中引入的二硫代羧基发挥了很大的作用.     

载钛活性炭电极电吸附除盐性能的研究

采用sol-gel法制备载钛活性炭(Ti-AC),并用此活性炭制取了Ti-AC电极,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和电化学工作站等对活性炭电极的表面形貌、元素组成、化合物形态以及电极的电化学性能进行分析,并考察载钛前后活性炭电极的除盐能力,而且对Ti-AC电极与碳纳米管电极和活性炭纤维电极的实用性进行比较.结果表明,Ti-AC电极含有一定量的Ti元素,其形态为金红石型TiO2,并在电极表面积聚为很多的絮状结构,载钛后双电层形成速率更快,电吸附容量显著提高.对NaCl的吸附试验表明,Ti-AC电极物理吸附降低,电吸附明显提高,除盐率提高了62.7%.实用性分析表明,Ti-AC电极更适宜应用于电吸附除盐.     

高比表面积活性炭(HSAAC)对水中镉(Ⅱ)吸附性能的研究

以石油焦基为原料,采用KOH活化法制取高比表面积活性炭.考察了高比表面积活性炭吸附水中Cd(Ⅱ)时,pH值、Cd(Ⅱ)浓度、吸附时间和活性炭用量等因素对Cd(Ⅱ)吸附量和水中Cd(Ⅱ)残余浓度的影响.实验结果表明高比表面积活性炭在适宜条件下对Cd(Ⅱ)具有较大的吸附量和良好的再生效果.为HSAAC在废水中的实际应用提供了理论依据.     

污泥活性炭的制备及对甲苯吸附性能研究

以城市污水厂脱水污泥为原料,采用ZnCl2化学活化法,通过添加适量锯末(SAC-W)或椰壳(SAC-C)制备出不同污泥活性炭,其比表面积分别为450.3 m2/g和539.4 m2/g,比纯污泥活性炭的比表面积增加了31.63%和57.67%。将污泥活性炭和选用的煤质活性炭(CAC)用于甲苯动态吸附实验,研究不同活性炭的吸附性能。结果表明,在相同的甲苯初始浓度下,平衡吸附量大小顺序为SAC-C>CAC>SAC-W,污泥活性炭表现较好的吸附性能。对污泥活性炭进行理化性能分析,发现中孔和化学吸附作用对吸附量增加有一定贡献。污泥活性炭的吸附平衡与Langmuir方程拟合较好,相关系数R2为0.995。     

活性炭对汞的吸附作用

作者利用实验室装置研究了活性炭对元素汞（Ｈｇ＾０）的吸附比率和作用原理，三种类型活性炭，其中两种是热处理活性炭（ＰＣ－１００和ＦＧＤ），一种是浸入硫（Ｓ）元素的活性炭（ＨＧＲ），用来研究表面积的作用（大约５５０～１０００ｍ＾２／ｇ）吸附温度（２３～１４０℃）及Ｈｇ＾０浓度（氮里的Ｈｇ＾０为３０和６０ＰＰｂ）。结果表明，吸附出现在ＰＣ－１００和ＦＧＤ的活性部位，而它们在１４０℃的高温处理下不是减少就     

铅在棉秆基活性炭上的吸附动力学与热力学

以棉秆与棉秆纤维为原料,利用磷酸活化法制备了低成本的高比表面微孔棉秆基活性炭,通过静态实验研究了活性炭对水溶液中铅的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、溶液温度对吸附的影响,探讨了吸附动力学、热力学及吸附机制.根据低温液氮(N2/77K)吸附测定数据,以BET方程、BJH法及H-K法对活性炭孔结构进行了表征,以Boehm滴定、FTIR、零电荷点pHPZC测定及元素分析定量表征活性炭表面含氧官能团.结果表明,以棉秆和棉秆纤维为原料制备的活性炭的比表面积分别为1570和1731m2·g-1,含氧酸官能团含量分别为1.43和0.83mmol·g-1,均高于商业活性炭ST1300.静态吸附实验表明,棉秆基活性炭对铅有较大的吸附容量和吸附效率,最大吸附量超过120mg·g-1,溶液pH对吸附有较大的影响,吸附量随时间增大而增大,在5min内可达饱和吸附量的80%;吸附动力学数据符合假二级方程,Freundlich方程能更好地描述等温吸附行为;热力学研究表明,吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,而焓变(ΔH0)0,说明吸附为吸热的自发反应过程,升温有利于吸附,离子交换可能在吸附过程中起了重要作用.     

萃取-吸附法处理二甲基甲酰胺(DMF)废水的实验研究

采用溶剂萃取-活性炭吸附处理某制革厂的高浓度二甲基甲酰胺(DMF)废水(ρ(DMF)为93 4g L),研究了CHCl3对DMF的萃取效果、活性炭对萃余液的动态吸附性能、用溶剂CH2Cl2再生的效果和反复再生后活性炭的吸附性能。结果表明,用CHCl35级逆流萃取后,萃余液ρ(DMF)降到1 33g L,萃取率达98 6%。萃取液拟用精馏分离回收CHCl3和DMF。萃余液经活性炭吸附后COD可降到100mg L以下,达到了国家一级排放标准。饱和活性炭经CH2Cl2洗脱、160℃空气活化再生后,其吸附性能和数量基本不变,可反复使用。