季铵盐离子液体改性活性炭及其热安全性研究*

为进一步提高活性炭对VOCs的吸附性能和热安全性,采用铵盐类离子液体改性原始活性炭,优化其理化性质。结果表明:改性活性炭表面生成新的无机盐化合物,C=O、-OH、C-O、-COOH和C-S基团增加;孔隙结构增多且分布均匀,比表面积及微孔体积增大;改性后活性炭对甲苯的吸附量提高3.14倍,吸附效率明显提升;在固定碳的燃烧阶段,改性活性炭活化能为54.44 kJ·mol-1,是改性前活性炭的1.38倍,活化能增大,物质稳定性增强;当粒径为120~150目及200目以上时,改性前后活性炭的自燃温度分别从328.4 ℃、319.3 ℃增长至355.1 ℃、345.7 ℃。因此,负载季铵盐离子液体可有效提高活性炭吸附性能和热安全性,研究结果可为优化VOCs处理工艺提供参考。     

汽油油气中典型非极性VOCs的吸附特性及竞争因素

为高效吸附、回收汽油油气,研究了微孔颗粒活性炭对非极性VOCs正己烷和苯在单组分及双组份2种情况下的静态吸附行为。通过反相气相色谱分析了正己烷与苯在活性炭表面能量位点,静态顶空法测定了正己烷与苯在活性炭上的吸附等温线,并采用Freundlich模型方程进行了拟合分析。同时,为探究实际工艺中普遍存在的水蒸气对VOCs气体吸附的影响,分析了水蒸气存在于VOCs吸附体系时VOCs的平衡吸附特性。结果表明,相同能量下正己烷在活性炭上的位点数更高。单组分时,正己烷与苯的吸附量基本相等;正己烷与苯初始加入量体积比为1∶1时,吸附剂活性炭与正己烷的色散力比苯强,活性炭对正己烷的选择性更高,苯的吸附量受到正己烷的抑制,而且随正己烷体积比升高,对苯的抑制更强。另外,水蒸气的存在会降低VOCs与活性炭的亲和力,导致吸附量下降,吸附等温线由优惠吸附向非优惠吸附转换。     

活性炭表面改性和苯吸附性能的研究

为了提高活性炭的吸附性能,用N2和NH3对四种不同活性炭进行表面改性。对改性前后的活性炭分别进行了苯吸附实验、碘值和亚甲基兰值表征以及贝姆滴定实验后,结果发现:表面还原改性在一定程度上促进了活性炭的孔结构发育,可以提高活性炭的吸附性能,增加了活性炭表面的碱性官能团的含量;四种活性炭中的羧基含量都比较高,改性后羧基含量大幅下降;表面改性对煤质活性炭的苯吸附值变化不大,但对木质活性炭的防护性能提高明显,NH3改性比N2改性更能提高活性炭对苯的吸附性能。     

热改性活性炭吸附甲萘威的性能

在N2保护下采用不同高温对活性炭进行热改性,得到了4种改性活性炭(AC-1至AC-4)。采用气体吸附仪、Boehm滴定、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭表面的物化性质进行了表征。通过等温吸附试验考察了改性前后活性炭对甲萘威的吸附性能,确定了最佳改性温度为600℃,探讨了活性炭的吸附能力与其表面物化性质之间的关系。结果表明:热改性使活性炭表面的物化性质发生了改变,活性炭对甲萘威的吸附量与其比表面积、孔容、表面酸性官能团和O元素含量具有显著相关性;活性炭对甲萘威的吸附行为符合准二级吸附动力学方程和Langmuir等温吸附方程,颗粒内扩散模型表明内扩散不是控制活性炭吸附速率的唯一阶段。     

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。     

微波改性活性炭及其吸附去除苯胺和Cr(Ⅵ)的试验研究

采用5种方法改性活性炭,研究不同改性活性炭对苯胺和Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明,微波改性硝酸氧化后的活性炭(1经微波热处理后,活性炭表面孔隙结构发生了变化,提高了苯胺吸附量.     

生物滴滤塔填料改性前后NOx去除效果的对比试验研究

选取活性炭作为生物滴滤塔中微生物的载体,采用不同浓度的硝酸和氢氧化钠为改性剂对活性炭填料表面进行改性,分析对比不同改性条件下活性炭的物化性质及附着生物量,从而优化改性条件,并探讨填料改性对生物滴滤塔净化NOx工艺运行效果的影响。结果表明,不同浓度的硝酸和氢氧化钠中,1 mol/L的氢氧化钠改性效果最佳。改性后活性炭填料的形态、密度等基本性状均未发生较大变化,但比表面积较改性前增大了2倍左右,更适合微生物的生长繁殖,附着生物量最多。经最佳改性条件改性后的生物滴滤塔对NOx的去除效率明显提高,且稳定在87%~90%。在800~5 000 mg/m3范围内随机改变进气质量浓度,改性后的生物滴滤塔系统较改性前运行更稳定,抗负荷冲击能力更强。     

Ni-Cu金属氧化物改性活性炭同时脱硫脱硝性能研究

采用浸渍法改性活性炭,分析了单组份Cu和双组份Cu-Ni金属氧化物对活性炭改性后同时脱硫脱硝性能的影响。实验中用于改性的产物分为两组:x%CuO-AC,5%NiO-x%CuO/AC(x%表示负载的物质占总物质的百分比),在不同温度下测试了活性。结果表明,CuO单独改性活性炭可以提高120℃下活性炭同时脱硫脱硝性能,且6%CuO/AC效果最好;在CuO/AC上负载5%的NiO,可以进一步提高120℃下活性炭同时脱硫脱硝性能,且5%NiO-2%CuO/AC的效果最好。     

改性活性炭纤维吸附炸药废水中TNT实验研究

本文研究了改性活性炭纤维对炸药废水中TNT的吸附行为。研究表明:1 mol/L HNO3改性的活性炭纤维吸附效果最好,其对炸药废水中TNT的最佳吸附条件为:吸附剂用量为0.6 g/25 m L,吸附平衡时间为60 min,升温有利于吸附进行。Langmuir和Freundlich吸附等温线均能较好地描述活性炭纤维对TNT的吸附,吸附动力学分析表明,吸附过程遵循准二级动力学规律。     

改性活性炭对废水中甲醛的吸附研究

通过浸渍-焙烧的方法制得铁改性活性炭,并将之应用于废水中甲醛的吸附.分别考察了吸附时间、初始溶液质量浓度、吸附剂投加量对改性活性炭吸附甲醛效果的影响,并研究了铁改性活性炭对甲醛水溶液的等温吸附及动力学.结果表明:在25℃、活性炭投加量为10 g/L、吸附时间为360 min时,铁改性活性炭对甲醛的去除率为91.8％;用准一级、准二级及内扩散动力学模型拟合吸附过程,准二级动力学模型符合该吸附过程;用Langmuir和Freundlich模型描述等温吸附过程,该吸附过程服从Langmuir模型,饱和吸附量为3.396 7mg/g.     

不同类型活性炭处理废水中重金属离子的研究进展

重金属对人体的显著毒性和难降解的特性,使重金属水体污染成为全球性关注的环境问题。本文综述了重金属废水的危害、来源及常用处理方法,比较了不同类型活性炭处理废水中重金属离子的差异,阐述了不同类型活性炭处理技术的优势和特点,并对今后的重金属废水处理技术研究方向进行了展望。     

Removal of Anions,Heavy Metals,Organics and Dyes from Water by Adsorption onto a New Activated Carbon from Jatropha Husk,an Agro-Industrial Solid Waste

Jatropha curcas is a multipurpose non-edible oil yielding perennial shrub and it is a drought tolerant plant. Its seeds are used to produce bio-diesel. Jatropha husk, an agricultural solid waste, generated from bio-diesel industries, was used as a starting material to produce activated carbon. Using jatropha husk activated carbon (JHC), the feasibility of removal of toxic anions, dyes, heavy metals and organic compounds from water was investigated. Sorption of inorganic anions such as nitrate, selenite, chromate, vanadate and phosphate and heavy metal such as nickel(II) has been studied. Removal of organics such as bisphenol, 2-chlorophenol also have been investigated. Adsorption of acid dyes such as acid brilliant blue, acid violet, basic dyes such as methylene blue, direct dyes such as direct red-12B, congo red, reactive dye like procion red were investigated to assess the possible use of the adsorbent. Results show that jatropha husk activated carbon can be used as an adsorbent for the removal of toxic pollutants from water.     

催化法去除氮氧化物的研究进展

综述了国内外氮氧化物的催化去除方法,着重讨论了SCR法和SCO法.在SCR法的分析中,针对传统还原剂NH3,通过改进催化剂的方法提高NO的转化.此外讨论了新型还原剂,如炭、低碳烃、CO和氢气的SCR法去除氮氧化物的研究进展.在SCO法的分析中,阐述了分子筛、活性炭、金属氧化物等不同类型催化剂催化氧化NO的特点及存在的问题.     

载乙醇活性炭在微波场中的升温行为研究

研究了载乙醇活性在微波场中的升温行为，主要包括水和乙醇在微波场中的升温情况，以及微波功率，活性炭量，氮气线速对活性炭升温行为的影响，结果表明，水与乙醇在微波场中能吸收微波能，从而使其温度升高，微波功率越大，活性炭升值越快，活性炭最高温度也更高，活性炭少于5g时温度上升速率随活性炭量的增加而加快，活性炭量多于5g时则相反，氮气线速增加，活性炭升温速率下降，活性炭最高温度降低。     

活性污泥改性及其在废水处理中的应用

介绍了活性污泥的生物、化学组成,以及活性污泥改性方法,阐述了现有方法的研究现状及优缺点,比较了各种活性污泥在废水处理中的应用效果,分析结果认为活性污泥改性对废水处理具有广阔的应用前景.     

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。     

活性炭复合床层对动活性的影响试验

本文通过对KZ1床层、KZ2床层、KZ1和KZ2复合床层在不同床层厚度条件下,对氯化氰蒸气的动活性进行对比试验,并对试验结果进行分析,得出了后者并非前两者之和,而有了大幅提高的结论。     

汽车涂装VOCs减排途径探究

汽车涂装VOCs的大量排放严重污染环境且危害人体健康,需对其排放水平加以控制。根据汽车涂装VOCs的产生环节,从原料替代、工艺改善和VOCs治理方式等方面探究其减排途径,提高治理水平。采用环保型涂料从源头减少VOCs排放,优化涂装工艺、采用高涂着率喷枪,优化喷枪与涂装面角度、雾化压力、涂装面距离等可以提高喷涂效率,减少过量喷涂。就治理方式而言,吸附技术适用于中低浓度需回收的VOCs气体,燃烧技术几乎不产生二次污染物,吸附浓缩+燃烧技术因治理效果好而被广泛应用。     

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。