活性炭负载I-TiO_2对气体中甲苯的吸附

利用溶胶凝胶-浸渍烧结法制备了碘掺杂二氧化钛修饰的活性炭复合吸附剂。利用XRD、SEM、BET、Boehm滴定、亚甲蓝吸附值等手段研究了活性炭负载前后表面结构与性质。利用动态吸附实验研究了活性炭负载I-TiO_2复合材料(IT/AC)和再生IT/AC对气体中甲苯的吸附。考察了活性炭粒径、气体的流速、吸附床层高度和气体中甲苯的浓度对活性炭吸附性能的影响及甲苯在活性炭固定床上的吸附动力学。结果表明:由于介孔I-TiO_2和活性炭的协同作用,负载适量I-TiO_2对活性炭结构和吸附性能影响较小。活性炭的粒径越小、复合材料的吸附穿透点和饱和吸附量越大;气体的流速和甲苯的初始浓度越大,复合材料的吸附穿透点越小但饱和吸附量越大。YOON-NELSON模型可以预测复合材料吸附甲苯的动力学过程。     

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%。     

活性炭涂层电极电容去离子的性能

采用活性炭涂层电极构建电容去离子吸附装置,以氯化钠模拟含盐原水,研究电压、流量、进水浓度等操作参数对活性炭涂层电极脱盐效率和能耗的影响。实验结果表明,去除率和比吸附量随着电压的增大而增加,且比能耗随之增大。流速越小,出水的浓度越低,当对出水的浓度要求较高时,宜采用小流速。当进水浓度低于活性炭涂层电极的饱和吸附量时,比吸附量随着进水浓度呈线性增加;当达到饱和吸附量时,比吸附量不会随进水浓度的增大而发生改变;比能耗随着进水浓度的增加而降低。     

孔结构和表面化学性质对活性炭吸附性能的影响

测定了室温下3种活性炭(GAC-C、GAC-P和GAC-T)对CO2、CH4和N2的吸附性能,并对颗粒活性炭孔结构和表面化学性质进行了表征,探讨了孔结构和表面化学性质对活性炭吸附性能的影响。结果表明:由于吸附机理、孔结构、表面含氧官能团和分子极性的差异,CO2、CH4和N2在活性炭上的饱和吸附量和吸附常数的关系为CO2>CH4>N2;CH4和N2的饱和吸附量主要受活性炭微孔孔容的影响,N2和CO2饱和吸附量的差异分别是由0.572～2.0 nm的微孔和0.4～6 nm的孔引起的;CH4吸附常数主要受较大中孔和大孔影响,N2吸附常数与微孔密切相关,大孔对CO2的吸附常数影响最大。     

低温等离子体改性活性炭纤维对不同极性苯系物的吸附

探究了不同改性时间下的活性炭纤维孔结构和表面化学性质的变化,并进一步研究了改性后的活性炭纤维对不同极性苯系物的吸附。通过BET比表面积、Boehm滴定分析、FTIR红外光谱对改性前后的活性炭纤维进行表征。结果表明,功率150 W,改性时间为30、60和90 min时,活性炭纤维烧失率随着改性时间延长而升高,分别达到16.5%、27.8%、45.5%。改性过程中,活性炭纤维比表面积和微孔孔容显著增加,有助于改善活性炭纤维吸附性能。在物理吸附和化学吸附作用下,改性活性炭纤维对邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯吸附性能有所提高,其中,改性90 min活性炭纤维对其吸附量分别增加了0.58、0.55和0.44 mg·mg-1。酸性含氧基团由原来的0.973 mmol·g-1增加到1.675 mmol·g-1,改性后酸性含氧官能团的增加使活性炭纤维表面极性增大,有利于对极性有机物邻、间二甲苯吸附量增加率的提高。     

镧改性活性炭纤维高效吸附去除对苯醌

水处理中稀土元素一般用于砷、磷等无机污染物的吸附去除,将稀土元素镧负载在活性炭纤维上,首次用于吸附去除水中的有机污染物对苯醌。研究发现,经0.01 mol/L的La(OH)3和超声处理的活性炭纤维吸附去除对苯醌的效率最高。改性活性炭纤维对对苯醌的吸附去除受p H的影响较大,在酸性和中性条件下的吸附效果较好。对吸附动力学数据进行线性和非线性模拟,结果表明,准二级动力学模型更适合描述吸附动力学过程。热力学研究表明,对苯醌在改性活性炭纤维(ACF-2)表面以单分子层吸附为主,经Langmuir吸附等温方程模拟,298 K时对苯醌在ACF-2上的最大吸附量为149.4 mg/g。同时,降低反应温度利于吸附去除对苯醌,表明该吸附过程为自发放热的反应过程。     

活性炭去除水中余氯的研究

通过对5种不同活性炭的去除余氯量实验、余氯穿透实验以及化学反应产物Cl-的质量平衡数据,探讨了活性炭去除余氯的性能和机制.活性炭去除余氯是吸附与化学反应共同作用的结果.活性炭与水中余氯接触后的初期,去除余氯以吸附作用为主;达到吸附平衡后,余氯浓度继续下降则是由于化学反应的作用.接触时间越长、余氯初始浓度越高、pH较低,活性炭去除余氯量越大.由Cl-的生成量可以确定化学反应去除余氯量是余氯总去除量的一部分;接触时间越长,活性炭剂量越大,化学反应去除余氯量占余氯总去除量的比例越高.使用粒径<180目活性炭进行余氯去除实验,吸附容量在1～2h即达到饱和.活性炭对余氯吸附量(2h的余氯去除量)的大小与其苯酚值排行相同.苯酚值及碘值较高的煤质炭与余氯有较强的化学反应,果壳炭其次,而椰壳炭的化学性相对稳定.     

Mn改性活性炭吸附VOCs性能

采用浸渍焙烧法对活性炭进行负载锰(Mn)改性,考察改性活性炭对甲苯、乙酸乙酯及甲苯-乙酸乙酯二元混合气体的吸附性能.研究表明,活性炭浸渍于1.0％高锰酸钾溶液改性后的吸附性能最好.对于单组分VOCs气体,改性后活性炭对甲苯和乙酸乙酯的吸附量较未改性前分别提高了12.7％和16.3％;对于二元混合VOCs气体,改性后活性炭对甲苯及乙酸乙酯的吸附量分别提高了13.1％和22.9％.BET、SEM、FTIR等分析表明,Mn改性活性炭比表面积变大和总孔容增加是改性后吸附量提高的主要原因.     

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。     

甲苯气体的动态吸附净化及吸附剂再生实验研究

研究了活性炭纤维(ACF)对甲苯气体的动态吸附净化过程及热空气解吸脱附再生过程.采用3种经验方程对ACF的吸附等温线进行拟合,其中Langmuir方程拟合效果最好,拟合相关系数R2 =0.9960,说明在给定的浓度范围内,ACF对甲苯的吸附是以单分子层吸附为主.穿透曲线实验表明,ACF对甲苯吸附效果较好,Yoon-Ne...     

Nonthermal Plasma Chemical Processing of Bromomethane

ABSTRACT

Nonthermal plasma chemical decomposition of bromomethane (CH₃Br) was investigated with a coaxial type packed-bed plasma reactor. It has been demonstrated that plasma chemical processing is an effective approach to decompose CH₃Br in a wide concentration range. It has been shown that CH₃Br decomposition reactivity depends on reactor operating factors such as background gas, O₂ concentration, and humidification. Higher decomposition efficiencies can be obtained in dry N₂. However, organic byproducts such as BrCN are concurrently produced under deaerated conditions. Water suppresses CH₃Br decomposition and also affects the yields of CO_x (CO and CO₂) and organic byproducts due to the involvement of some active species generated from water. The presence of O₂ retards CH₃Br decomposition by quenching high-energy electrons, while it suppresses organic byproducts and improves CO_x yield. The reacted carbons in CH₃Br are recovered as CO_x almost quantitatively in air. Higher CO₂ selectivities cannot be achieved by increasing O₂ concentration. NO_x formation, which is accompanied by CH₃Br decomposition, can be effectively suppressed by decreasing O₂ concentration down to 2%. Furthermore, reaction mechanisms are discussed by comparing the reactivities of CH₃Br and its congeners.     

Adsorption kinetics and modeling of H2S by treated waste oil fly ash

Waste oil fly ash (OFA) collected from disposal of power generation plants was treated by physicochemical activation technique to improve the surface properties of OFA. This synthesized material was further used for potential hydrogen sulfide (H₂S) adsorption from synthetic natural gas. The raw OFA was basically modified with a mixture of acids (20% nitric acid [HNO₃] and 80% phosphoric acid [H₃PO₄]), and it was further treated with 2 M potassium hydroxide (KOH) to enhance the surface affinity as well as surface area of synthesized activated carbon. Correspondingly, it enhanced the adsorption of H₂S. Crystallinity, surface morphology, and pore volume distribution of prepared activated carbon were investigated using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) analyses. Fourier transform infrared (FTIR) study was also performed to identify the functional groups during different synthesis stages of modified activated carbon. The Langmuir, Freundlich, Sips, and dual-site Langmuir (DSL) models were used to study the kinetic and breakthrough behavior of H₂S adsorption over alkali-modified activated carbon. Modeling results of isotherms indicated that OFA has dual sites with high and low affinity for H₂S adsorption. The Clark model, Thomas model, and Yoon-Nelson model were used to examine the effects of flow rate and inlet concentration on the adsorption of H₂S. Maximum uptake capacity of 8.5 mg/g was achieved at 100 ppm inlet concentration and flow rate of 0.2 L/min.

Implications: Utilization of worthless oil fly ash from power plant is important not only for cleaning the environment but also for solid waste minimization. This research scope is to eradicate one pollutant by using another pollutant (waste ash) as a raw material. Chemical functionalization of synthesized activated carbon from oil fly ash would lead to attachment of functional groups of basic nature to attract the acidic H₂S. Such type of treatment can enhance the uptake capacity of sorbent several times.     

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。     

改性沸石对低浓度氨氮废水的动态吸附

采用氯化钠溶液对甘肃白银天然沸石改性,以低浓度氨氮(NH4+-N)废水为处理对象,对比了天然沸石和改性沸石的动态吸附特性并绘制穿透曲线,利用Origin软件对实验数据分析处理,得出穿透曲线的通式。结果表明:在相同条件下,改性沸石的穿透时间和吸附饱和时间都比天然沸石的长约1.5倍;沸石经氯化钠改性后,对NH4+-N的吸附速率和饱和吸附量都明显提高,吸附性能显著改善。Origin软件对水溶液中NH4+-N的吸附穿透曲线的Logistic模型回归式具有较高的精度,该模型可以很好地反映沸石吸附剂的动态吸附过程。     

Measurement of methyl halides in the marine atmosphere

An analytical method for measuring atmospheric methyl halides was established based on canister sampling and capillary GC/MS. Stability tests for air samples collected in two kinds of canisters (electro-chemical buffing and fused-silica lined) with smooth inner surfaces, showed that both provided stable storage for CH₃Cl, CH₃Br, and CH₃I. The method was applied to the measurement of methyl halides at a remote island (Okinawa, Japan) in August 1996, where nocturnal ozone depletion had been observed in summer. We found that atmospheric CH₃Cl increased during stable nights and was negatively correlated with surface ozone concentration. The highest CH₃Cl concentration amounted to as high as 1400 pptv and indicated that CH₃Cl emitted from the surrounding coastal areas had accumulated in the boundary layer under a stable atmosphere at that time. A positive correlation was observed between CH₃Br and CH₃I, suggesting a common source in the area.     

微型舱模拟室内环境中活性炭净化甲醛的能力

利用微型实验舱(0.04 m3)模拟室内甲醛环境进行活性炭吸附实验,研究吸附后甲醛浓度随时间的变化趋势,计算活性炭对甲醛的净化效率、吸附速率和饱和吸附量,探索活性炭对室内甲醛的吸附规律.研究发现,当甲醛含量为0 ～0.40 mg,活性炭用量为0.5g时,舱内甲醛浓度随时间延长呈指数递减变化趋势,吸附后0～0.5 h甲醛浓度递减得最快,0.5～2h递减速度变缓,2～4h甲醛浓度基本上保持不变;研究E0A1、E1A4曲线斜率K及活性炭甲醛净化效率发现,每次吸附过程活性炭吸附2h可达到吸附平衡,活性炭进行3次吸附平衡即可达到吸附饱和,每次实验第一次吸附过程、每次吸附过程前半小时活性炭对甲醛的吸附能力最强;活性炭的吸附速率在吸附初期迅速降低,最后趋近于0;等量椰壳活性炭在一定浓度的污染物环境中饱和吸附量是个定值.说明使用活性炭净化室内甲醛有一定的规律可循.     

乙二胺基棉纤维脱硫剂的制备研究

通过氯化和胺化两步反应合成了乙二胺基棉纤维（AEAC），并用于模拟烟气中SO₂的吸附研究。试验比较研究了不同种类的氯代试剂、胺化反应稀释剂和溶胀试剂对乙二胺基棉纤维制备和脱硫性能的影响。结果表明：乙二胺基棉纤维能有效吸附烟气中SO₂，饱和吸附容量可达120 mg/g干纤维；以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶胀试剂，三氯氧磷(POCl₃)作为氯代试剂，并以正丁醇为胺化反应稀释剂可以大大改善乙二胺基棉纤维脱硫吸附剂的合成效果；样品含氮量和饱和硫容之间存在很好的正相关关系。     

活化赤泥的除氟性能

以成本低的铝工业废矿渣（赤泥）为原材料,通过高温煅烧和酸化处理对赤泥进行活化,制备了除氟吸附剂。研究了反应时间、投加量、初始氟浓度、溶液温度、共存阴离子和pH值对活化赤泥除氟效果的影响。结果表明,接触反应时间为18 h时,吸附接近平衡。活化赤泥对氟离子的吸附符合Lagergren二级吸附动力学方程。另外,初始浓度越高,吸附容量越大。与Freundlich相比,Langmuir吸附等温模型可以更好地描述氟离子的吸附特性,最大吸附量可达2.71 mg/g。SO24-、Cl-和NO3-存在时（〈1 000 mg/L）,对氟离子的吸附几乎没有影响,然而,HCO3-、PO34-和氟离子共存时,会对氟吸附造成不利影响。活化赤泥在pH值3.5～11.0时,具有较好的吸附稳定性。活化赤泥是一种吸附容量高、性能稳定的环境友好型除氟材料,具有应用潜力。