Fenton法制备污泥基活性炭及其性能表征

污泥基活性炭孔隙率低下是污泥资源化利用的主要制约因素,而Fenton法预处理污泥,可有效改善活性炭性质。通过考察H2O2投加量、H2O2/Fe2+、活化pH以及炭化条件等参数,确定了最佳污泥基活性炭制备条件:H2O2投加量为5%(质量分数),H2O2/Fe2+为5∶1(质量比),活化pH为3,活化时间为2.0h,污泥含固率为1.0%(质量分数),炭化温度为600℃,炭化时间为2.0h,炭化升温速率为10℃/min。此时,得到的污泥基活性炭吸附碘值为340mg/g,比表面积为353.563m2/g,孔容积为0.238cm3/g,微孔容积为0.095cm3/g。该活性炭对阳离子和阴离子染料(亚甲基蓝和甲基橙)具有良好的吸附性能,结果表明,对亚甲基蓝和甲基橙的吸附更符合Langmuir方程,且其饱和吸附量分别为71.53、57.73mg/g。对吸附动力学的拟合结果表明,该吸附更符合二级动力学方程。     

棉秆基活性炭的制备及其对2,4-二硝基苯酚的吸附

以棉秆为原料，以KOH为活化剂，制备了高比表面棉秆基生物质活性炭。分析了制得的活性炭的元素组成、表面官能团、吸附能力等物化性能，探讨了浸渍比，活化温度，活化时间等工艺参数对制备活性炭得率、表面官能团、碘值、亚甲基蓝值等性能的影响，并通过静态吸附实验比较了不同条件下制备活性炭对2，4-二硝基苯酚的吸附性能，探讨了典型炭样品对2，4-二硝基苯酚的等温吸附特性。结果表明，KOH活化棉秆基生物质活性炭的表面物化性质随浸渍比、活化温度等工艺参数变化而变化，活化适宜条件为浸渍比1：3、活化温度800℃、活化时间90 min，在此条件下制得的炭样的碘值为1 251 mg/g，亚甲基蓝吸附值为478 mg/g，分别是国家一级品标准的1.25倍与3.54倍；对2，4-二硝基苯酚的Langmuir最大吸附量为747 mg/g，与Freundlich模型相比，Langmuir模型能较好地描述2，4-二硝基苯酚在炭样上的吸附行为，表明制备活性炭样品表面吸附位的能量分布较为均一。     

制浆厂污泥制备活性炭吸附剂

以制浆厂污泥为原料,采用ZnCl2法、H2SO4法和KOH法3种化学活化法制备活性炭吸附剂,并对产物吸附苯酚性能的影响因素进行比较分析.结果表明,采用ZnCl2法和H2SO4法制备的活性炭吸附剂的效果明显优于KOH法,ZnCl2法为最佳制备方法,在其最佳制备条件下(ZnCl2浓度3 mol/L,活化温度800℃,活化时间30 min,升温速率20℃/min)制得的活性炭比表面积可达到500.98 m2/g,得率为46.9％,对苯酚的去除率为70.4％.采用ZnCl2法和H2SO4法在最佳制备条件下可以制备孔径分布较宽,中孔结构发达的活性炭.     

软锰矿-污泥活性炭的制备及其对废水中铅离子的吸附

以城市污水处理厂的剩余污泥为原料,掺杂一定量的软锰矿,采用氯化锌活化法制备一种软锰矿-污泥活性炭,并运用比表面积测定、电镜扫描、红外光谱分析及O2-TPO等表征手段对软锰矿-污泥活性炭及纯污泥活性炭进行了结构特性的比较分析,证明添加软锰矿将污泥活性炭的比表面积提高52.33%,是由于在制备过程中软锰矿催化了污泥中有机质的分解,同时也为新生炭提供了更多的骨架,促进了积炭反应的发生。软锰矿-污泥活性炭和纯污泥活性炭对废水中铅离子的吸附实验表明:当Pb2+初始浓度为40 mg/L、pH为5.0、活性炭用量为2 g/L、吸附时间为1 h时,软锰矿-污泥活性炭对废水中Pb2+的去除率可达88%,效果明显优于纯污泥活性炭。常温下软锰矿-污泥活性炭对Pb2+的吸附符合Lang-muir吸附等温式。     

脱水污泥制备含炭吸附剂及其应用研究

采用热解炭化法、物理活化法、化学活化法制备污泥含炭吸附剂,通过静态吸附实验研究各种影响污泥含炭吸附剂吸附性能的因素.实验结果表明,采用化学活化法制得的污泥含炭吸附剂吸附性能最好,在以ZnCl2为活化剂、锯末添加剂投加量为脱水污泥质量的1%、ZnCl2为3 mol/L、活化温度为450 ℃、活化时间为1.5 h、固液质量比(干污泥与活化剂溶液的质量比)为1:4的最佳制备条件下,制得的污泥含炭吸附剂碘吸附值在520 mg/g以上,产物收率>60%,比表面积>230 m2/g,总孔容积为0.35 mL/g,其中微孔容积为0.08 mL/g,中孔容积为0.23 mL/g.利用其处理城市污水,其对COD、色度、TP的去除率好于选定的商品颗粒活性炭.     

磷酸低温活化蔗渣基中孔生物炭及其影响因素

以甘蔗渣为原料,磷酸为活化剂,采用低温活化法制备蔗渣基中孔生物质炭.采用L9(34)4因素3水平正交实验,探讨制备蔗渣基中孔生物质炭的实验方案与工艺条件;分析了浸渍比、烘干时间、活化温度、活化时间在3个不同水平下,对蔗渣基生物质炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值的影响.结果表明,对蔗渣基生物质炭孔结构和得率影响最大的因素是活化温度,影响最小的因素是烘干时间;实验范围内,提高活化温度有利于材料中孔结构的形成;最佳条件下制备的蔗渣基生物质炭其低温氮气等温吸附线有明显的回滞环,BET比表面积和总孔容分别为939 m2/g和1.35 mL/g,中孔占总孔容比例为89％,亚甲基蓝吸附值高达240 mg/g,远高于木质净水用活性炭国家一级标准(135 mg/g),属于典型的中孔炭.     

草酸钾活化法制备榴莲壳活性炭及其表征

以榴莲壳为原料,选择K2C2O4为活化剂,在自制氛围气中进行化学活化制备活性炭。考察了活化剂/原料浸渍比、活化温度与活化时间对活性炭的碘和亚甲基蓝吸附值及得率的影响。结果表明,制备榴莲壳活性炭的理想条件为:活化剂/原料浸渍比1.5∶1、活化温度800℃和活化时间120 min;此时活性炭的SBET(BET比表面积)、总孔容和微孔孔容分别为1 195 m2/g、0.60 cm3/g和0.41 cm3/g。利用比表面和孔隙度分析仪、场发射扫描电镜(FE-SEM)和傅立叶红外光谱法(FT-IR)对活性炭的孔结构特征、微观形貌和表面官能团进行了表征。FE-SEM观测结果显示榴莲壳活性炭孔隙结构发达,且含有丰富的中孔。     

磷酸活化植物基活性炭对水溶液中铅的吸附

以棉秆与互花米草为原料,采用磷酸活化法制备了低成本的植物基活性炭,通过静态实验研究了其对重金属铅的吸附性能。结果表明,在活化温度为500℃、活化时间为2 h条件下,制备的棉秆和互花米草活性炭比表面积为1 570m2/g和856 m2/g,含氧酸官能团含量分别为1.43 mmol/g和1.27 mmol/g。在25℃下,两种活性炭对重金属铅的Langmuir最大吸附量分别为119 mg/g和111 mg/g,吸附最佳pH为4.3,吸附平衡符合Freundlich方程,离子交换在吸附过程中发挥了重要作用。     

掺铁碳羟基磷灰石复合物对铅离子废水的吸附

采用废弃蛋壳和自制纳米Fe3O4为原材料,采用水热法制备Fe3O4/碳羟基磷灰石复合物(简称掺铁碳羟基磷灰石复合物,Fe-CHAP),将其用于吸附含Pb2+废水。通过BET比表面积、FTIR和XRD等表征手段对样品进行测试,分别探讨了影响吸附性能的主要因素,如pH、吸附剂用量、吸附时间、Pb2+初始浓度以及反应温度等。研究结果表明,在p H=5.0、0.03 g Fe-CHAP、150 mg/L Pb2+初始浓度、作用时间45 min和反应温度323 K等优化条件下,Fe-CHAP对Pb2+的去除率和吸附容量分别为98.59%和492.95mg/g。Langmuir等温模型较好地拟合了吸附实验数据,相关系数高达0.99,饱和吸附容量高达1 111.11 mg/g;准二级动力学模型较好地描述该吸附行为,相关系数高达0.999;热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算值显示该吸附过程为自发吸热过程。     

磷酸微波活化多孔生物质炭对亚甲基蓝的吸附特性

以甘蔗渣为原料，采用微波辅助H3PO4活化法制备富含含氧酸官能团的中孔生物质炭。通过扫描电子显微镜SEM、傅立叶变换红外光谱FT-IR等技术对生物质炭物理化学性质进行表征，并通过静态实验法，探讨炭样对亚甲基蓝的吸附行为及热力学性质。结果表明，H3PO4活化制备蔗渣生物质炭的适宜条件为浸渍比1：1，烘干时间10h，活化功率900W，活化时间22min，在此条件下制得的生物质炭得率为39．2％，碘值为817mg／g，亚甲基蓝值为229mg／g，为国家一级品标准的1．7倍。红外光谱分析表明，炭样表面以羟基、羰基、羧基等酸性官能团为主。静态吸附实验表明，Freundlich方程与Redlich—Peterson方程能较好地描述等温吸附行为，表现为优惠吸附。热力学研究表明，吸附吉布斯自由能（△G0）〈0，说明吸附反应是自发过程，而吸附标准焓变（△H0）〉70KJ／mol，表明亚甲基蓝在制备炭样上的吸附是吸热反应，升温有利于吸附，且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。