黄麻纤维活性炭对亚甲基蓝和甲基橙吸附动力学

以黄麻纤维为原料，采用磷酸活化法制备活性炭。研究黄麻纤维活性炭对亚甲基蓝和甲基橙2种染料的吸附行为。结果表明，采用磷酸制备的活性炭，由于表面含有羧基和含磷官能团等酸性基团，能够促进活性炭对亚甲基蓝的吸附；黄麻纤维活性炭对2种染料的平衡吸附量、初始吸附速率均随着初始浓度的增加而升高；相同条件下，黄麻纤维活性炭对亚甲基蓝的平衡吸附量大于甲基橙；黄麻纤维活性炭对两种染料的吸附行为更符合准二级动力学模型。     

活性炭纤维吸附含溴甲烷气体的性能

采用动态吸附法在25℃下,测定了3种活性炭纤维(ACF-1、ACF-2和ACF-3)对含溴甲烷气体的吸附性能和回收效果,并对活性炭纤维的孔结构进行表征.探讨了孔结构、溴甲烷浓度、气体流量、循环使用次数等因素对活性炭纤维吸附溴甲烷性能的影响.结果表明,活性炭纤维比表面积大小及0.4～0.8 nm左右的微孔数量决定了其对溴甲烷吸附性能的优劣;气体中溴甲烷的浓度的提高使活性炭纤维对溴甲烷的穿透和饱和吸附量增加,而气体流量的增加则使活性炭纤维对溴甲烷的穿透和饱和吸附量降低,但两者均使穿透和饱和吸附时间缩短;活性炭纤维多次循环使用后,对溴甲烷的吸附容量明显地降低,循环12次后达到稳定吸附,其稳定吸附值为133.5 mg/g.     

活性炭纤维对染料的吸附性能研究

研究了聚丙烯腈活性炭纤维（P－ACF）、粘胶活性炭纤维（R－ACF）和颗粒活性炭（GAC）对5种红色染料的吸附能力,通过简单的模型,算出5种染料在两种活性炭纤维上的吸附速率常数。结果表明,尽管吸附能力随染料种类不同而有一定的差别,但总体上,聚丙烯腈活性炭纤维的吸附能力略低于颗粒活性炭,而粘胶活性炭纤维的吸附能力则远远优于前两种,对染料有着较大的吸附容量和较快的吸附速率。     

银负载对活性炭纤维汞吸附性能的影响

银氨溶液浸渍活性炭纤维制得载银量14.07%的载银活性炭纤维.以筒状吸附体吸附气态Hg0的方式研究活性炭纤维银载前后的汞吸附性能,结果表明,载银后活性炭纤维汞吸附性能明显提高.实验还发现:随吸附温度升高,活性炭纤维的汞吸附效率随先增加后降低,而载银活性炭纤维的汞吸附效率随吸附温度升高而一直降低;延长停留时间和添加H2O(g)对两者汞吸附均有利.采用片状吸附体对2种吸附剂的汞饱和吸附量进行了测定,实验得出:70℃下活性炭纤维汞饱和吸附量为29.4 mg/g,载银活性炭纤维汞饱和吸附量为192.3 mg/g,即活性炭纤维载银后汞饱和吸附量提高到原来的6.54倍.扫描电镜分析发现:活性炭纤维上物理吸附汞占绝大多数,化学吸附汞很少;负载银后汞只吸附在活性炭纤维的含银活性点上,银粒子与汞结合生成银汞齐后形状趋于规则,且主要分布于活性炭纤维微晶的晶棱交界处.     

活性炭纤维的氧化处理研究

采用静态保干器法测定了活性炭纤维对乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮的吸附量。研究了酸氧化处理对活性炭纤维吸附性能的影响,并用电位滴定法确定了活性炭纤维氧化前后表面含氧官能团的变化。结果表明,活性炭纤维对3种吸附质的吸附量均随时间延长而增加,但饱和吸附量及达到饱和吸附的时间因吸附质的不同而不同。氧化处理后,活性炭纤维表面含氧官能团发生变化,对乙醇的吸附量增加18%,而对N-甲基吡咯烷酮的吸附量提高了300%。     

活性炭纤维对水中微囊藻毒素的吸附性能

利用活性炭纤维对水中微囊藻毒素MC—LR的吸附，研究了吸附过程的热力学与动力学特性。结果表明，活性炭纤维对MC—LR的平衡吸附量在相同温度下随MC-LR初始浓度的增加而显著增大，并随着温度升高而增加，最大吸附量达246μg／g。不同温度条件下，活性炭纤维对MC-LR的吸附均较好地符合Langmuir等温吸附模型。通过热力学分析发现，△H=15．7kJ／mol、△G〈0、△S〉0，表明该吸附是自发的、吸热的过程，温度升高有利于吸附反应。动力学研究表明，该过程符合一级动力学方程。吸附反应速率受颗粒内扩散和液膜扩散共同影响。活性炭纤维经再生后，平衡吸附量变化较小，具有良好的重复使用性能。     

活性炭/聚丙烯腈纤维对溶液中的甲基橙染料吸附动力学研究

采用自制添加活性炭的聚丙烯腈纤维为吸附剂,吸附染料甲基橙溶液,考察了活性炭含量、温度及溶液pH值等因素对纤维吸附染料甲基橙吸附量和吸附速率的影响.结果表明,活性炭/聚丙烯腈纤维吸附甲基橙染料符合表观二级动力学方程.吸附过程的限速步骤为甲基橙染料向活性炭/聚丙烯腈纤维中活性炭颗粒内部微孔扩散,自制的活性炭/聚丙烯腈纤维对甲基橙染料具有较大的吸附容量和较快的吸附速率,可作为甲基橙等染料废水治理的理想材料.     

活性炭纤维的氧化处理研究

采用静态保干器法测定了活性炭纤维对乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮的吸附量.研究了酸氧化处理对活性炭纤维吸附性能的影响,并用电位滴定法确定了活性炭纤维氧化前后表面含氧官能团的变化.结果表明,活性炭纤维对3种吸附质的吸附量均随时间延长而增加,但饱和吸附量及达到饱和吸附的时间因吸附质的不同而不同.氧化处理后,活性炭纤维表面含氧官能团发生变化,对乙醇的吸附量增加18%,而对N-甲基吡咯烷酮的吸附量提高了300%.     

酸析-活性炭纤维吸附预处理精制棉黑液

采用酸析-活性炭纤维吸附工艺去除精制棉黑液中的有机物,先用酸析法去除木质素,再用活性炭纤维吸附黑液中的剩余有机物。采用紫外-可见(UV-vis)吸收光谱、傅立叶转换红外吸收光谱(FTIR)和明亮发光菌水质急性毒性法等手段分析处理前后的精制棉黑液。研究表明,黑液中主要有机成分为愈创基(G-)和羟苯基(H-)木质素。在pH为2.0,活性炭纤维用量为90 g/L,温度为40°C,吸附时间为5 h的条件下,COD去除率可以达到85%。活性炭纤维对酸析后精制棉黑液的吸附热力学符合Redlich-Peterson经验吸附模型,吸附动力学符合伪二级动力学模型,吸附为吸热过程。酸析-吸附过程使精制棉黑液急性毒性去除率达到95%以上,为后续生物法处理提供了有利条件。     

活性炭纤维吸附废水中对硝基苯酚及其脱附研究

采用新型高效吸附剂——活性炭纤维吸附废水中对硝基苯酚，对其吸附和脱附影响因素进行了较详细的研究，确定了最佳工艺参数，并对动态吸附一脱附进行了稳定性实验。在最佳的吸附条件下，装填4g活性炭纤维可处理含对硝基苯酚1000mg/L的废水1400mL，出水对硝基苯酚浓度〈2mg／L，达到国家综合污水一级排放标准，活性炭纤维有效吸附量可达349．87mg／g。在最佳脱附条件下，脱附率〉99％，并可从高浓度脱附液中回收对硝基苯酚。稳定性实验表明，吸附-脱附性能稳定，采用活性炭纤维吸附处理对硝基苯酚废水是一种行之有效的处理方法。     

活性炭纤维脱除二氧化碳的实验研究

采用活性炭纤维(ACF)作为吸附材料,研究了ACF对CO_2和N_2的吸、脱分离特性。结果表明,粘胶基活性炭纤维(V-ACF)和聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)对CO_2和N_2都表现出较好的吸附效果,其中V-ACF对CO_2和N_2的吸附系数高达9,说明ACF是很好的吸附分离材料。ACF对不同烟气浓度和温度下对CO_2吸附的结果说明,ACF对于高浓度CO_2更易于脱除;讨论了ACF在不同解析温度或时间对吸附的影响和ACF的热稳定性,结果表明,在较高解析温度或者较长解析时间下更加容易脱除CO_2,且再生时间短,最佳的解析时间为15 min。经过相同的多次实验,ACF的性能稳定,再生效率稳定在86%。     

活性炭纤维在环境保护中的应用及前景

本文介绍了一种新型环境功能材料———活性炭纤维在环境保护中的应用现状及前景。通过与以颗粒活性炭为代表的传统碳材料在结构、性能方面的对比 ,概述了活性炭纤维优良的吸附、催化氧化等特性。然后全面介绍了活性炭纤维在气体处理、水处理、劳动防护、环境监测及清洁生产等方面的应用。同时结合目前活性炭纤维的研究开发现状 ,分析了制约其发展的因素 ,提出了相应的对策 ,并指出了发展方向。     

二次活化活性炭纤维吸附回收二氯甲烷

为了提高活性炭纤维对二氯甲烷气体的吸附回收性能,我们通过二次活化的方法制备出一系列的活化后样品,并表征其基本性质。二次活化样品对二氯甲烷的静态吸附实验表明,800℃活化60 min所得样品的吸附容量最高;之后又采用自制的溶剂回收吸附装置对其进行动态吸附实验,结果显示,在100%含水率条件下,其动态吸附量比原ACF提高了40%。这表明了二次活化能够大幅提升ACF对二氯甲烷的吸附性能。为了探究吸附性能提升的原因,又通过氮吸附的方法对二次活化样品和原样品进行孔径分析,结果显示,800℃活化60 min所得样品的BET比表面积提升了47.1%,对吸附二氯甲烷起主要作用的微孔孔容提高了77.6%。     

气相沿面放电—活性炭纤维吸附联合降解双酚A废水研究

利用气相沿面放电—活性炭纤维(ACF)吸附(简称放电—吸附)联合处理含双酚A(BPA)废水,探讨了联合处理对BPA的降解效果,并通过处理过程中O3利用率变化以及处理前后ACF的表观状态变化分析了反应的作用机制。结果表明,放电—吸附联合处理相比单独放电和单独ACF吸附能显著提高BPA的降解率;在一定范围内,加大放电电压能提高放电—吸附联合处理的BPA降解效果,但放电电压超过一定值后,放电产生的O3量进一步增多,对ACF表面的结构破坏作用增加,反而导致BPA的降解效果降低,本研究较佳的放电电压为8.5kV;扫描电镜分析结果表明,经放电—吸附联合处理后,ACF表面出现大量的孔道,提高了表面的BPA富集浓度,同时也增加反应的活性位点;傅里叶变换红外光谱分析结果表明,联合处理后ACF表面的C—O、C=C、O—H等官能团都有所减少,可能是联合处理过程中O3等活性物质与ACF表面的这些还原性官能团发生了反应,诱导O3分解出了更多的自由基,从而促进了BPA的降解。     

电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的效果与影响因素

以含氟地下水为研究对象,采用自制电促吸附除氟反应器,开展电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的动态实验,研究了不同电压、极板间距、地下水碱度和流速对吸附除氟效果的影响。实验结果表明,在负载炭纤维毡的电极一端加正电,可以提高除氟效果。当电压为1.6 V时除氟效果较好,单位面积炭毡处理达标水量为56.7 L/m2;极板间距设置为4mm时电吸附反应器除氟效果最佳;通过调节pH改变地下水碱度,当地下水pH调节为5.5时,电吸附反应器除氟效果较未调节前提高50%;当采用3对电极板,流速为1.88 m/h时,达到最高表面处理负荷2 073.6 L/(m2.d);探究了反应器的反洗再生方式,并连续进行了吸附再生的动态实验;穿透的反应器以Al2(SO4)3溶液为再生液并采用反向加电1.6 V的方式,可以达到较好的再生效果,实现连续动态运行。     

活性碳纤维电极法去除水中敌草隆的研究

实验研究了活性炭纤维电极对敌草隆的去除作用。考察了电流强度以及敌草隆浓度对敌草隆去除的影响，对活性炭纤维用于吸附和用作电极去除敌草隆的效应进行了比较分析。结果表明，在0.01～0.05 A内，敌草隆的去除随着电流强度的增加而增加，其去除率为58%～91%。敌草隆浓度在5～40 mg/L时，其去除率随着浓度的增加而减小，但至1.5 h 时，去除率均可达95%以上。对于20 mg/L的敌草隆，活性炭纤维对其吸附去除率为90%左右，重复使用导致去除效率下降；活性炭纤维电极电化学氧化对其去除率达95%，并且重复使用其效果未见下降。活性炭纤维电极电化学氧化导致敌草隆分子结构破坏、苯环开环发生分解而最终得以去除。活性炭纤维电极可用于水中敌草隆的去除。     

Analysis of organochlorine pesticides in water by novel activated carbon fiber-solid phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry

This study describes a fast activated carbon fiber-solid phase microextraction (ACF-SPME) method for determining organochlorine pesticides (OCPs) in water. The pesticides in this study consist of Hexachlorobenzene (HCB) and alpha-, beta-, gamma-hexachlorocyclohexanes (HCHs). The optimal experimental procedures for the adsorption and desorption of four OCPs were evaluated. The linearity was obtained with a RSD of 20% for the OCPs studied over a range from 1.0 to 100 microg/L. The limits of detection at ng/L level were achieved with GC-MS under selected ion monitoring (SIM) acquisition mode. The proposed method was applied to the determination of OCPs concentration in tap water. The results have demonstrated the suitability of the ACF-SPME-GC-MS approach for the analysis of multi-residue OCPs in water. Compared to the commercial fiber, ACF has shown its advantages in solvent-resistance, thermal stability, and the cost. The results obtained in this study suggest that ACF is a promising choice in solid phase microextraction.     

过渡金属浸渍改性ACF去除H_2S研究

为探讨活性炭纤维（ACF）去除恶臭气体H2S的性能,采用过渡金属浸渍改性ACF吸附H2S,揭示出改性ACF前后吸附H2S的性能差异及浸渍剂的浓度和种类对ACF吸附性能的影响。结果表明,通过过渡金属改性后的ACF吸附性能有显著提高,对H2S吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的结果,改性后的ACF硫容量大小依次为：5%硝酸铜改性ACF〉5%硝酸钴改性ACF〉5%硝酸锰改性ACF。不同浓度浸渍剂改性后的ACF吸附H2S性能有所不同,硫容量呈现出随着浓度升高先增大后减小的趋势。不同浸渍剂改性后的ACF吸附穿透曲线也不同,穿透时间依次为：TCu-ACF〉TCo-ACF〉TMn-ACF。混合金属溶液改性ACF吸附H2S,5%硝酸铜-3%硝酸钴溶液改性ACF吸附性能最佳,硫容量可达166.7 mg/g;而5%硝酸铜-3%硝酸钴-1%硝酸锰溶液改性的ACF效果最差,硫容量仅为83.3 mg/g。