双电层电容器用新型无灰煤(HyperCoal)基活性炭的制备

以无灰煤(HyperCoal)为原料,KOH和CaCO3为活化剂制备了煤基活性炭,采用低温N2吸附法表征了活性炭的比表面积和孔结构,测定了活性炭用作双电层电容器(EDLC)电极材料的电化学性能。考察了炭化温度、活化温度、活化时间和活化剂对活性炭电容特性的影响。研究结果表明,比表面积和比电容随着炭化温度的升高而降低,活化温度过高或活化时间太长对比电容有不利影响。此外,CaCO3影响活化过程中孔的开发,显著降低所制备活性炭的比表面积和比电容。在炭化温度为500℃、活化温度为800℃、KOH与焦的质量比为4∶1和活化时间2 h下所得活性炭的比表面积和总孔容分别达到2 540 m2/g和1.65 cm3/g,该活性炭电极在0.5 mol/L TEABF4/PC电解液中的比电容达到最大值46.0 F/g。     

棕榈纤维制备活性炭纤维及其对水中三氯生的吸附研究

以棕榈纤维为原材料、磷酸为活化剂制备活性炭纤维,通过单因素实验和正交实验深入探讨反应条件对活性炭纤维吸附性能的影响,并确定最佳制备条件。系统研究三氯生在活性炭纤维上的吸附热力学、动力学以及溶液p H值对吸附的影响,并研究比较乙醇洗脱与加热煅烧法对吸附饱和后的活性炭纤维的再生效果。结果表明,磷酸溶液质量分数和碳化温度对活性炭纤维吸附性能影响较大,活化剂浸渍时间对其影响较小,活性炭纤维的最佳制备条件为:磷酸溶液浓度25%,碳化温度400℃,活化时间36h。所制备的活性炭纤维的BET比表面积为1358.478m~2/g、微孔面积为1240.131m~2/g、平均孔径为1.886nm。活性炭纤维对三氯生的吸附等温线符合Langumuir方程,吸附是放热反应。动力学研究表明,吸附反应符合准二级动力学方程,且在5h后基本达到平衡。随着p H值的升高,材料对三氯生的吸附量略有下降。乙醇洗脱和加热煅烧均可有效再生吸附饱和后的活性炭纤维。     

KOH活化木屑生物炭制备活性炭及其表征

以木屑热裂解的生物质炭为原料,氢氧化钾为活化剂,采用化学活化法制备活性炭,探讨了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝吸附值的影响。 利用N2吸附实验、XRD和FTIR等实验技术,对原料与制备活性炭的结构与性能进行了表征。 结果表明,在碱炭质量比为1.5、活化温度750 ℃、活化时间2 h的条件下,所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附值为255 mg/g,BET总比表面积为1514 m2/g,中孔比表面积为110 m2/g,吸附总孔容为0.821 cm3/g,中孔孔容为0.117 cm3/g,吸附平均孔径为2.170 nm。     

水蒸气活化制备烟杆基颗粒活性炭的研究

以烟杆废弃物为原料,以木焦油为主的复合粘结剂,通过水蒸气活化制备了烟杆基颗粒活性炭.对影响颗粒活性炭吸附性能和收率的因素如活化温度、活化时间、水蒸气流量进行了系统研究,得到了最佳工艺条件:活化温度为900℃,活化时间为60 min,水蒸气流量为3.31 g/min.该工艺条件下,烟杆基颗粒活性炭对碘的吸附值为1028 mg/g,对亚甲基蓝的吸附值为285 mg/g,收率为24.39%.同时,测定了该活性炭氮吸附,通过BET计算了活性炭的比表面积,并通过密度函数理论(DFT)表征了活性炭的孔结构.结果表明,该活性炭为微孔型,BET比表面积为1073 m2/g,总孔容为0.8152 ml/g.     

KOH活化糠醛渣制备活性炭机理与表征

以糠醛渣为原料、KOH为活化剂,采用两步活化法制备了活性炭。考察了活化温度、活化时间、碱炭比和浸渍时间对活性炭孔结构及吸附性能的影响。采用低温N2吸附、BET、BJH及DFT理论对活性炭孔结构进行了表征分析,利用傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测其表面官能团,分别使用扫描电镜和X射线衍射对其进行表观形貌观察和晶型分析。结果表明,制备活性炭的最佳工艺条件为:活化温度800℃、活化时间3h、碱炭比3∶1、浸渍时间12h。所制备的糠醛渣活性炭的吸附孔径分布集中,吸附孔容为0.8825cm2/g,DFT总比表面积为3290.5m2/g,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为2107.32mg/g和39.67mL/0.1g。     

KOH活化糠醛渣制备活性炭及其表征

以糠醛渣为原料、KOH为活化剂,采用两步活化法制备了活性炭。考察了活化温度、活化时间、碱炭比和浸渍时间对活性炭孔结构及吸附性能的影响。采用低温N2吸附、BET、BJH及DFT理论对活性炭孔结构进行了表征分析,利用傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测其表面官能团,分别使用扫描电镜和X射线衍射对其进行表观形貌观察和晶型分析。结果表明,制备活性炭的最佳工艺条件为:活化温度800℃、活化时间3h、碱炭比3∶1、浸渍时间12h。所制备的糠醛渣活性炭的吸附孔径分布集中,吸附孔容为0.8825cm2/g,DFT总比表面积为3290.5m2/g,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为2107.32mg/g和39.67mL/0.1g。     

活性炭的孔径分布对CH4和CO2的吸附性能的影响

采用不同炭化温度和活化温度,以椰壳作为前驱体制备了系列结构性能相同,表面吸附基团相似,不同孔结构的活性炭。分别采用密度函数理论(DFT)吸附法和BJH估算了系列活性炭的孔径分布。结果表明,随炭化温度和活化温度的升高系列活性炭中微孔量先增加后减少。当炭化温度为700 ℃,活化温度为800 ℃时,制备的活性炭微孔量达到最大。随炭化温度和活化温度的升高,系列活性炭的中孔依次增加。考查了CH₄,CO₂在系列活性炭上的吸附性能。结果表明该系列活性炭对CO₂有很强的吸附能力,在常温常压下对CO₂的吸附量均高于1.0 mmol·g^-1;系列活性炭对CH₄的吸附能力有较大的差异,在对CO₂具有最大吸附量的活性炭上对CH₄具有最小的吸附量。采用变压吸附法测试了该系列活性炭在25 ℃时对n_CH4∶n_CO2=9∶1的混合气体的分离性能。结果表明炭化温度为700 ℃,活化温度为800 ℃时制备的活性炭对CH₄-CO₂混合气具有最好的分离效果,是变压吸附分离CH₄,CO₂混合气的优异吸附剂。     

炭化温度对烟杆基活性炭孔结构及电化学性能的影响研究

以烟杆为原料, 氢氧化钾为活化剂, 通过调节炭化温度(500～800 ℃温度范围)在相同活化条件下制备了具有不同孔隙结构的活性炭材料. N₂吸附测试表明随着炭化温度降低, 活性炭的比表面积和总孔容先增大后减小, 中孔比表面积和平均孔径却一直增大. 其中600 ℃炭化样品经KOH活化后可制得比表面积为3333 m²•g^－1, 总孔容为2.47 cm³• g^－1, 中孔孔容达2.11 cm³•g^－1的高中孔率高比表面积活性炭材料. 采用直流充放电法、交流阻抗法和循环伏安法测定上述多孔炭为电极材料的双电层电容器的电化学性能, 结果表明: 炭化温度不同的烟杆基活性炭电极均表现出良好的功率特性, 充放电流增大50倍, 容量保持率均在80%左右, 其中TS-AC-600活性炭电极在有机电解液中1 mA•cm^－2充放电时, 比电容达到190 F•g^－1. 较高的中孔率和较大的平均孔径使得烟杆基活性炭电极具有良好的高倍率充放电性能.     

响应面法优化巴旦木壳对废水Pb、Cu和Cd的吸附及同时测定

研究废弃巴旦木壳对模拟废水中Pb、Cu和Cd的去除率。在单因素试验的基础上,采用响应面法对吸附剂投加量、吸附时间和pH值3因素进行优化。实验结果表明,最佳吸附条件为Pb：为吸附剂投加量0.4g、吸附时间49.38min、pH值为9.96;Cu：吸附剂投加量0.4g、吸附时间49.91min、pH值为10.13;Cd：吸附剂投加量0.4g、吸附时间49.83min、pH值为10.42;在此条件下,Pb、Cu和Cd的去除率分别为87.42%、73.49%和85.11%。采用偏最小二乘法(PLS)对Pb、Cu和Cd模拟混合试样吸附后的溶液进行同时测定,计算得出吸附剂对Pb、Cu和Cd的去除率分别为83.2%、66.0%和83.3%。     

响应面法优化巴旦木壳对废水中Pb、Cu和Cd的吸附及同时测定

研究废弃巴旦木壳对模拟废水中Pb、Cu和Cd的去除率。在单因素实验的基础上,采用响应面法对吸附剂投加量、吸附时间和pH值3因素进行优化。实验结果表明,Pb、Cu和Cd分别在最佳吸附吸附剂投加量0.4 g,吸附时间49.38 min,pH值为9.96;吸附剂投加量0.4 g,吸附时间49.91 min,pH值为10.13;吸附剂投加量0.4 g、吸附时间49.83 min、pH值为10.42的条件下,去除率分别为87.42%、73.49%和85.11%。采用偏最小二乘法(PLS)对Pb、Cu和Cd模拟混合试样吸附后的溶液测定的曲线进行拟合回归,计算得出吸附剂对Pb、Cu和Cd的去除率分别为83.2%、66.0%和83.3%。用PLS对吸附后的模拟废水样品进行计算分析,并间接得出巴旦木壳对Pb、Cd和Cu的去除率和建立Pb、Cd、Cu三组分同时测定的多元校正分析方法。     

花生壳活性炭的制备及其对亚甲基蓝吸附效果研究

在无N2条件下,以农业废弃物花生壳为材料,分别以氯化锌和碳酸钾为活化剂制备活性炭。通过正交试验以亚甲级蓝的吸附为考察对象,获得最优工艺条件。通过扫描电镜观测活性炭表面形貌并研究各因素吸附效果的影响,与市售活性碳对比。氯化锌活性炭最优工艺条件:浸渍温度90℃、浸渍时间12 h、物料比1∶2、活化温度650℃、活化时间60 min。碳酸钾活性炭最优工艺条件:浸渍温度120℃、浸渍时间6 h、物料比1∶2、活化温度650℃、活化时间100 min。扫描电镜观测结果表明,活性炭表面均形成了丰富的1μm左右的孔状结构,并且以ZnCl2为活化剂的活性炭形成部分超大孔径,造成表面有少量的坍塌结构。自制的两种最优活性炭的吸附量均大于商业活性炭,同时自制活性炭吸附平衡时间更短,可以使用的温度范围更宽。     

新型重金属离子捕集剂的合成及其对废水中铜离子的捕集作用

以活化硅胶为载体,γ-氯丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,由乙二胺和二硫化碳合成了新型的具有螫合功能的氨基硫代甲酸聚合物(EPCR).研究了EPCR用量、pH值、反应时间、温度等对乙二胺四乙酸(EDTA)配合Cu2+溶液中Cu2+去除率的影响,确定了最佳去除条件.结果表明,EPCR对Cu2+的最大吸附量为34.10mmol/g...     

共热解法制备葵花籽壳活性炭及对四环素的吸附性能

采用热解法,以磷酸为活化剂,以葵花籽壳为碳源,制备了葵花籽壳活性炭,利用扫描电镜表征了其表面形貌,采用平衡吸附法研究了葵花籽壳活性炭对溶液中四环素的吸附性能和对养殖废水中四环素的去除能力。结果表明,在20°C时,葵花籽壳活性炭对四环素的最大吸附量为244.1 mg·g~(-1);吸附平衡时间为30 min;当pH值处于4-8时,pH值对葵花籽壳活性炭吸附四环素的容量没有显著性影响;葵花籽壳活性炭吸附四环素的容量随着温度的升高而增大,表明四环素吸附是一个吸热过程;利用葵花籽壳活性炭去除含有四环素的养殖废水时,四环素的去除率达到96.2%。等温吸附曲线符合Langmuir等温吸附模型;四环素的吸附动力学数据均符合准二级反应动力学模型。     

高吸附性能油焦活性炭的制备和性能研究

用油焦为原料，在高温下加入适量活化剂进行活化制备活性炭，通过测定其BET比表面积和亚甲基蓝脱色能力，选出最佳活化剂。研究了活化温度、活化时间以及活化剂用量对BET比表面积和亚甲基蓝脱色能力的影响，得到活化的最佳工艺过程：活化温度为800℃、活化时间为1h以及活化剂用量为1：1。用双柱定容容量法测定了本实验制备的活性炭对甲烷的吸附量，与常用活性炭比较，是其吸附量的5倍左右。     

三乙烯四胺改性榴莲壳吸附水溶液中的Cd~(2+)、Pb~(2+)

采用三乙烯四胺改性榴莲壳,制备新型的改性榴莲壳吸附剂,研究其对Cd2+、Pb2+的吸附性能。结果表明,吸附Cd2+、Pb2+的适宜条件为:pH 6.0,吸附时间120 min。改性后榴莲壳吸附剂对Cd2+、Pb2+的吸附容量有了很大程度的提高,Cd2+、Pb2+最大吸附量分别达到39.30、53.76 mg/g。吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich方程。     

氢氧化镁改性活性炭对酸性品红的吸附

为提高活性炭(GAC)的吸附性能,采用氢氧化镁对活性炭进行改性,制得经济高效的改性活性炭材料。利用扫描电镜、XRD对改性活性炭进行表征;通过实验确定改性活性炭的最佳制备条件:氯化镁浓度为1.0 mol·L~(-1),氢氧化钠浓度为0.5 mol·L~(-1),氢氧化钠浸泡活性炭的温度20℃;吸附酸性品红吸附时间为150 min时,改性活性炭对酸性品红的吸附量为6.16 mg·g~(-1),而原活性炭吸附量为4.12 mg·g~(-1);热力学吉布斯自由能ΔH~00和焓变ΔH~00,说明该吸附过程是吸热和自发进行的,同时考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂投加量和温度等因素对吸附效果的影响。     

壳聚糖黄原酸盐对Cu2+的吸附性能

用红外、紫外和热重分析等测试技术分别对二硫代氨基甲酸改性壳聚糖(壳聚糖黄原酸钠,DTC-CTS)进行了表征和测试.比较了DTC-CTS与未改性的壳聚糖(CTS)对水溶液中Cu2 吸附性能的差别,考察了溶液的pH值、温度、时间及取代度对其吸附性能的影响.结果表明,DTC-CTS的取代度越高,吸附性能越好,对Cu2 吸附的最佳pH值范围为6.0～7.0,最佳温度为40℃,最佳吸附时间为0.5h.在最佳吸附条件下,DTC-CTS的吸附量为349.5mg/g,比CTS提高了7%.用体积分数为10%的氨水可将吸附在DTC-CTS上的Cu2 定量的洗脱,脱附率为96%,DTC-CTS能重复使用3次.     

树脂基球状活性炭的制备及对二氧化碳吸附性能的研究

以四种离子交换树脂(两种强碱性树脂D201和D280、两种弱碱性树脂D301G和D301R)为原料,经过磺化、炭化、活化处理制备了树脂基球状活性炭。采用TG、SEM、N2吸附等对球状活性炭的收率、表面形貌、比表面积进行了表征,研究了所制球状活性炭对CO2的吸附性能。结果表明,磺化处理有助提高树脂球的炭化收率;得到的四种球状活性炭对CO2吸附性能良好,强碱性树脂球原料比弱碱性树脂球更具有优势,其中,由强碱性树脂球D201制得的树脂球状活性炭在30℃下对CO2的吸附量可达2.57 mmol/g;十次循环吸附之后,树脂球仍能保持很好的CO2吸附性能。     

氢氧化镁改性活性炭对酸性品红的吸附

为提高活性炭(GAC)的吸附性能,采用氢氧化镁对活性炭进行改性,制得经济高效的改性活性炭材料。利用扫描电镜、XRD对改性活性炭进行表征;通过实验确定改性活性炭的最佳制备条件:氯化镁浓度为1.0mol·L~(-1),氢氧化钠浓度为0.5 mol·L~(-1),氢氧化钠浸泡活性炭的温度20℃;吸附酸性品红吸附时间为150min时,改性活性炭对酸性品红的吸附量为6.16 mg·g~(-1),而原活性炭吸附量为4.12 mg·g~(-1);热力学吉布斯自由能ΔH~00和焓变ΔH~00,说明该吸附过程是吸热和自发进行的。同时考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂投加量和温度等因素对吸附效果的影响。     

累托石-壳聚糖吸附剂对Cd~(2+)的吸附作用研究

利用累托石负载壳聚糖制备一种复合吸附剂,并对其结构进行了表征.研究了复合吸附剂对Cd2+的吸附,应用正交试验确定了最佳吸附条件:当pH值为7,吸附时间为30min,投加量为0.3g和温度为20℃时,Cd2+的吸附率达99%以上,处理后的水符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准.通过对实验数据运用相关数学模型拟合,复合吸附剂对Cd2+的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式.