基于KOH活化法的核桃壳基活性炭制备及其表征

采用农林废弃物制备比表面积大、微孔结构发达的活性炭,能够缓解资源短缺问题,减少环境污染,并且提高活性炭在气相吸附方面的利用价值。以核桃壳为原料、KOH为活化剂,采用单因素法探讨碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭得率、碘吸附值的影响,确定了核桃壳基活性炭制备的最佳工艺条件。采用场发射扫描电镜、孔径分析仪、傅里叶红外光谱仪分析了活性炭的微观形貌、孔径结构、表面化学性质。结果表明:当碱炭比为3∶1、活化时间为60 min、活化温度为800℃时,制备的核桃壳基活性炭的比表面积为1 551.85 m2/g,总孔容为0.79 cm3/g,微孔比表面积为1 491.22 m2/g,微孔率为89.87%。该活性炭的比表面积大,微孔结构发达,同时极微孔含量很高。     

阿司匹林生产用废弃活性炭的微波一步再生

阿司匹林生产过程中会产生大量的粉末状废弃活性炭,对环境造成了较大的影响。提出了不外加活化气体的微波加热一步再生法再生废弃活性炭,使之循环利用。通过试验考察了再生温度、再生时间和物料厚度等因素对再生活性炭吸附性能和得率的影响。在再生温度700℃、再生时间10 min和物料厚度20 mm的优化条件下,亚甲基蓝吸附量为180 mg/g,再生活性炭的得率为40.875%,与常规方法再生药用活性炭相比,降低了再生温度,再生时间缩短了50%左右。此时再生活性炭的比表面积为1 296 m~2/g,平均孔径为3.016nm,适合于吸附亚甲基蓝,总孔体积为0.977 4 m L/g,其中微孔占47.81%,表明微孔和中孔都较为发达。扫描电镜和傅里叶变换红外光谱图分析表明,活性炭孔隙和表面性质得到了有效的再生恢复。微波一步再生法避免了通入活化气体而导致大量粉末活性炭被带走的问题,并且该方法具有速度快、效率高等优势。     

剩余污泥制备活性炭吸附剂及其应用研究

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用不同活化方法制备活性炭吸附剂,同时对比不同活化剂活化效果,并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究.结果表明,化学活化法制备的活性炭吸附剂性能较好,最佳活化剂为ZnCl2与H2S04复配试剂.其最佳制备条件为:活化剂ZnCl2与H2SO4浓度均为5 mol·L-1(ZnCl2与H2SO4复配比例为2:1),活化温度550℃,固液比1:2.5,活化时间2 h.制备的活性炭吸附剂碘吸附值为488.02 mg·g-1,得率为86.6%.活性炭吸附剂比表面积为144.47m2·g-1,孔体积为0.05 mL·g-1,微孔体积为0.02 mL·g,平均孔径为38.51 nm.热分析干污泥在244.62℃失重(约为34 19%),失重成分主要是污泥中的有机物挥发组分.采用制备的活性炭吸附剂处理城市污水,COD去除率较高,污水色度也有了较大改善.     

高吸附性能芦苇活性炭的制备方法研究

为实现白洋淀芦苇的有效利用,以白洋淀淀区芦苇(白苇)为原料,以KOH、K2CO3为活化剂,综合考虑制备过程中的剂料比、浸渍时间、活化温度、活化时间等因素的影响,通过正交试验,以碘吸附值和亚甲蓝吸附值综合作为吸附性能高低的评价标准,进行活性炭制备方法研究。结果表明:在以KOH为活化剂、剂料比为4∶1、浸渍时间36 h、850℃下活化1 h的条件下,制备的芦苇基生物质活性炭碘吸附值最高,亚甲基蓝吸附值较高;以K2CO3为活化剂、剂料比为3∶1、浸渍时间12 h、900℃下活化2 h的条件下,制备的芦苇基生物质活性炭有最高的碘吸附值和对亚甲蓝具有良好的吸附性。制备的生物质活性炭碘吸附值均高于国家活性炭一级品标准(1 000 mg/g),具备一定的实用性。     

活性炭微波再生的研究及应用

阐述了利用微波辐射法来再生活性炭,并分别考察需再生活性炭的浓度、微波功率、微波的时间以及碱度对活性炭再生后吸附性能的影响.实验结果表明,将1.5 g活性炭在100 mL浓度为1 mol/L的NaOH溶液活化,在微波功率为560 W,微波时间为3 min的条件下再生性能最佳;再生后的活性炭去吸附焦化废水可将焦化废水的COD降到了100 mg/L,达到了废水的出水标准.     

磷酸法制备颗粒活性炭的研究

直接采用化学法,在一定工艺处理后物料产生自胶合作用,而无需再添加胶黏剂即可生产成型颗粒活性炭.采用正交试验法优化磷酸活化法制备颗粒活性炭的工艺条件.结果表明,磷酸法制备颗粒活性炭的关键是选择合适的浸渍比以及产生塑化的捏合温度,这样有利于物料产生自胶合作用以及产品强度的提高.另外,影响颗粒活性炭碘吸附值最大的因素是磷酸质量分数,影响颗粒活性炭亚甲蓝吸附值及强度最大的因素是浸渍比.在磷酸质量分数为60%,浸渍比为100%,捏合温度为170 ℃,捏合时间为60 min的最优条件下可制得碘吸附值为1 004.15 mg/g,亚甲基蓝吸附值为172.5 mg/g,强度为93.6%,比表面积为1 694.150 m2/g的颗粒活性炭.     

煤焦油渣的组成分析与吸附性能研究

对采自陕西榆林地区的某煤焦油渣元素组成、XRF、XRD、TG/DSC的分析结果表明,其主要成分为碳,约55.52%～80.18%,且主要处于小颗粒不规则非晶相状态,活化性能好,其中重金属以及微量元素Cr、Ni含量较少,制备吸附材料不会产生二次污染.氮气保护条件下,600 ℃左右的失重率为69.15%～88.99%.隔绝氧气条件下,600 ℃物理高温活化改渣2 h,同时于25 ℃、247 r/min试验条件下根据GB/T 12496.8-1999测得物理活化后渣碘值、亚甲基蓝值标定的吸附性能指标分别为400～500 mg/g、66～150 mg/g.同等试验条件下分析纯活性炭碘值为855.30 mg/g,亚甲基蓝吸附值为200.17 mg/g.说明煤焦油渣改性后作吸附材料是可行性的,且成本低,可利用价值高.     

微波诱导热解法制备落叶吸附剂及其工艺优化

采用微波诱导热解法制备低成本落叶吸附剂,以实现落叶的资源化利用.以碘吸附值为响应值,采用响应面分析法研究了微波诱导热解法制备落叶吸附剂的工艺条件.结果表明,热解时间与微波功率之间存在交互作用,当热解功率增加时,可适当缩短热解时间.落叶吸附剂的最佳制备工艺条件为:热解时间4.04 min,微波功率488.72W,氯化锌质量分数27％.落叶吸附剂以微孔吸附为主,BJH孔径分布较窄,孔容最高峰对应的孔径在1.9 nm左右,Langmuir比表面积为769.61 m2/g.     

TiO_2/活性炭的微波制备及其对橙黄Ⅱ染料的光催化降解

采用微波辐射法制备TiO2/活性炭(TiO2/AC)复合光催化剂,并利用该催化剂对橙黄Ⅱ进行光催化降解。考察了乙醇与钛酸丁酯(TNB)的体积比,水、乙酸和活性炭的加入量,微波功率,微波辐射时间,煅烧温度等因素对TiO2/AC催化活性的影响,确定了制备TiO2/AC的最佳工艺条件以及TiO2/AC光催化降解橙黄Ⅱ的工艺条件。结果表明,制备TiO2/AC的最佳工艺条件为:乙醇与钛酸丁酯(TNB)体积比为8∶1(即乙醇24 mL,钛酸丁酯3 mL),水、乙酸和活性炭的加入量分别为0.8mL、0.6 mL和2 g,微波功率500 W,微波辐射时间1 min,煅烧温度500℃,煅烧时间为2 h。在TiO2/AC用量为0.3 g、反应时间为1 h、pH为3的条件下,25 mg/L橙黄Ⅱ溶液的降解率达95%以上。     

纳米Fe_3O_4负载铜绿假单胞菌吸附U(VI)的热力学与动力学研究北大核心CSCD

探讨纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌吸附铀的动力学与热力学过程,以及相关反应的速率控制过程。结果表明:纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌对U(VI)的吸附过程符合准二级动力学模型(R2≥0.9995);膜扩散和粒子内部扩散是吸附的控制步骤;Bangham模型拟合结果表明粒子内部扩散不是唯一的速率控制步骤,而液相边界层和粒子外部传质过程对吸附的影响不能忽略;表观活化能为15.705kJ/mol。热力学试验结果表明:纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌对U(VI)的吸附服从Langmuir、Freundlich等温模型,表明吸附是一个单层覆盖与多层吸附相结合的过程;在298 K、303 K、308 K下Langmuir模型拟合最大吸附量分别为92.483 mg/g、103.875 mg/g、107.918 mg/g;吸附过程ΔH>0、ΔS>0、ΔG<0,表明吸附过程自发进行,为吸热过程,存在着各种化学键力和范德华力作用,化学吸附与物理吸附过程共存。     

微波诱导热解制备小麦秸秆吸附剂及响应面优化工艺研究

以氯化锌为活化剂,通过微波诱导热解法制备小麦秸秆吸附剂,并以微波功率、热解时间和氯化锌质量分数为影响因素,碘吸附值为响应值,采用响应面法对小麦秸秆吸附剂的制备工艺进行优化。结果表明,热解时间和微波功率对碘吸附值的交互作用明显。响应面优化工艺分析,发现当热解时间4.03 min、微波功率569.0 W,氯化锌质量分数为31.24%时,碘吸附值最大,为643.33 mg/g。另外,小麦秸秆吸附等温线与I型相似,吸附剂的微孔容积为0.238 4cm³/g,吸附剂的BJH孔径分布表现窄小,最高峰出现在2.1nm左右。处理Cr(VI)废水的吸附试验,发现Cr(VI)的去除率可以达到70%以上。研究表明,微波诱导热解法及响应面优化工艺制备的小麦秸秆吸附剂技术可行且具有良好的重金属废水处理应用前景。     

微波辐射烟杆氯化锌法制造活性炭工艺

提出了利用烟杆废料制造活性炭的新工艺.采用正交试验法对影响活性炭性能的因素,如微波辐射的功率、辐射时间、氯化锌浓度等进行了系统研究,得到了最佳工艺条件:微波辐射功率750 W,辐射时间7 min,氯化锌浓度为50%,利用该工艺条件所制备活性炭的产率为34.7%,亚甲蓝脱色力为17 mL/0.1 g,碘吸附值为1 093.4 mg/g.对比该活性炭与市售一级活性炭的微观结构,发现其具有更发达的微观孔隙结构.同传统方法相比,微波辐射法缩短了工艺时间,提高了产品性能.     

铝盐改性活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附

采用铝盐浸渍法制备改性活性炭。研究了铝盐种类、浸渍液浓度和不同吸附条件对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明:采用0. 1 mol/L Al_2(SO_4)_3浸渍法制得的改性PAC吸附效果最好,Cr(Ⅵ)的吸附量由0. 75 mg/g提高到4. 86 mg/g。当温度为30℃时,Al-PAC的最佳吸附条件为:投加量0. 2 g(每100m L),p H为4,吸附时间30 min,溶液中Cr(Ⅵ)浓度由10 mg/L降至0. 45 mg/L以下,低于排放限值。吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附过程为以离子交换为主要机制的化学吸附。     

异质结型CdS/TiO2介孔催化剂光催化降解VOC研究

用水热法制备了CdS/TiO2异质结型介孔光催化剂,并用氮气吸脱附、扫描电镜、透射电镜、红外光谱、荧光光谱、差热-热重等手段对其进行了表征.结果表明,CdS掺杂TiO2具有典型的介孔结构和较高的比表面积.其比表面积为101.9 m2/g,孔体积为0.376 cm3/g,孔径的最可几分布为2.7nm,颗粒粒径在10 nm左右.以丙酮和甲醇模拟VOC底物,评价了催化剂的紫外光催化活性.设计正交试验,考察了催化剂制备过程中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量、硫化镉掺杂量、活化温度、水热温度、水热时间等因素对其光催化性能的影响.试验结果表明,各因素对光催化活性的影响大小顺序为:CTAB用量、硫化镉掺杂量、焙烧温度、水热温度、水热时间.最佳的催化剂制备方案为:CTAB用量0.6g,硫化镉掺杂量0.1％,水热温度180℃,水热时间3h,活化温度350℃.在反应气体积流速为10 mL/min条件下,0.1g的最佳催化剂可将初始质量浓度为15.62 g/m3的丙酮、3.11 g/m3的甲醇完全消除.     

磷酸改性油茶壳活性炭吸附水中的氨氮研究

水体中氨氮的过量容易导致水体富营养化,对自然环境造成极大的破坏。以磷酸为活化剂,按照不同的实验条件改性制备了油茶壳活性炭,利用所制备的油茶壳活性炭对水体中的氨氮进行了吸附,探讨了活化温度、活化剂浓度、吸附时间、氨氮初始浓度对吸附效果的影响,并进行了吸附热力学和动力学分析。结果表明:活化温度550℃,磷酸质量浓度50%时制备的油茶壳活性炭吸附水中氨氮的效果最佳。吸附过程在6 h左右时达到平衡,符合准二级动力学模型。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,对氨氮的实际最大吸附量可达到12.51 mg/g。0.1 g的磷酸改性油茶壳活性炭对初始质量浓度为4 mg/L的氨氮废水中氨氮的去除率可以达到90.5%,吸附效果良好。     

球衣菌对Pb2+的吸附及其影响因素研究

采用球衣菌(Sphaerotilus natans)FQ32为生物吸附剂,研究了Pb2 初始浓度、吸附剂用量、菌龄、pH值、温度和吸附时间等理化因素对球衣菌吸附硝酸铅溶液模拟废水中Pb2 的影响.结果表明,球衣菌在Pb2 初始质量浓度为50mg,/L、吸附剂0.6g/L用量、菌龄32h、pH=7、温度30℃、吸附时间60min的条件下,对Pb2 的吸附率为89.98%,吸附量为74.98mg/g;该吸附过程是一个快速的过程,在吸附5mln时,吸附量已达总吸附量的94%,90min达到吸附平衡.球衣菌对Pb2 的吸附基本为细胞表面的被动吸附,吸附条件对吸附效率有较大影响.     

EDTA二钠功能化SBA-15去除水中钴离子的性能研究

采用后嫁接法,先后以硅烷偶联剂NQ-62和EDTA-2Na为改性剂,制备出功能化的介孔二氧化硅SBA-15,利用热重分析、元素分析对样品进行了表征,并探讨了吸附动力学和吸附等温线。采用单因素实验法确定了最佳吸附条件:投加量为1.0 g/L,温度为308~313 K,p H为6。研究结果表明,改性后的SBA-15吸附水中Co~(2+)可以在120 min趋于平衡,吸附过程符合拟二级动力学模型。Langmuir等温线模型很好地描述了吸附材料对Co2+的吸附行为,可算出在308 K时吸附量最大,最大值为30.12 mg/g。     

酵母融合菌-活性污泥曝气处理含镍废水研究

利用酵母融合菌RJ与活性污泥曝气处理含镍废水.实验结果表明,融合菌对废水中的镍具有很强的富集性能,投加10g/L菌体,处理20 mg/L含镍废水,去除率可达70.10%;同时投加6g/L活性污泥,去除率上升到80.73%,出水固液分离效果得到改善;且融合菌的pH值适用范围较广,当pH=3～9时,去除率均在75%以上;溶解氧是影响曝气生物吸附的重要因素,在缺氧或富氧环境下,生物吸附会受到抑制,DO为2.5～4.5 mg/L时吸附效果较好;融合菌-活性污泥曝气处理不同浓度Ni2 的吸附等温线符合Freundlich模型,相关系数为0.997 5.     

泥质活性炭对含磷废水的处理研究

以污水处理厂污泥为原料,采用化学活化法制备了泥质活性炭,研究了泥质活性炭对含磷废水的吸附性能。考察了溶液p H值、泥质活性炭相对投加量、吸附时间、磷初始质量浓度对磷去除率和吸附量的影响,采用响应曲面法Box-Behnken Design(BBD)模型优化了吸附条件,并进行了吸附动力学试验。结果表明,最佳溶液p H值为6,泥质活性炭的相对投加量为18.00 g/mg,吸附时间为80 min,磷初始质量浓度为1 mg/L,在此条件下,磷的去除率达到62%。伪二级动力学方程能很好地描述泥质活性炭对磷的吸附过程。研究表明,用污水处理厂污泥制备的泥质活性炭可用于处理含磷废水,对磷具有较好的吸附性能。     

改性活性炭对废水中甘油吸附动力学研究

通过高温活化的方式对活性炭进行了改性,探究了改性前后活性炭对合成环氧氯丙烷废水中甘油吸附性能的变化,对活性炭吸附高盐有机废水中甘油吸附动力学进行了研究。结果表明,经过不同改性条件改性后的活性炭相比于未改性炭,其对甘油的吸附性能有较大的提升,在活化时间2 h,改性温度800℃的条件下制备的改性活性炭吸附剂对高盐有机废水中甘油的吸附容量最高达到59.93 mg/g。相比于准一级动力学和颗粒内扩散模型,准二级动力学模型更适合用来描述活性炭吸附高盐有机废水中甘油的过程。