高比表面微孔活性炭的制备及其对对硝基苯胺的吸附

以互花米草与棉秆为原料,以KOH为活化剂,制备了高比表面微孔活性炭,利用氮气吸附、红外光谱FT-IR、扫描电子显微镜SEM等技术对活性炭表面物化性质进行了表征与分析,并通过静态实验测定了其对对硝基苯胺的吸附性能。结果表明,在KOH与植物茎秆碳化料的质量比为3∶1、温度为800℃、活化时间为1.5 h条件下,制备的棉秆活性炭CS-AC和互花米草活性炭SA-AC的BET比表面积分别为2 135和2 825 m2/g,H-K微孔容积分别为1.09和1.19 cm3/g,有80%以上的孔分布在2 nm以内。静态吸附实验表明,2种植物基活性炭对对硝基苯胺有较强的吸附能力,Langmu ir最大吸附量超过700 mg/g。吸附受溶液pH影响较大,Frend lich方程能较好地描述静态吸附平衡数据。     

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。     

竹材加工剩余物制备竹活性炭及其对Pb^2＋的吸附性能

利用竹材加工剩余物竹蔸、竹节和竹枝制备竹炭,再以H3PO4为活化剂,在活化温度为700 ℃和不同的H3PO4浓度下进行活化制备竹活性炭,测定了吸附性能最强的竹活性炭在不同吸附时间和Pb2+初始浓度下对Pb2+的吸附率,并进行了结构表征.结果表明,当H3PO4溶液质量分数为45%时,所制备的竹活性炭吸附性能最强,其中竹蔸活性炭的Pb2+吸附性能接近于商品活性炭;竹蔸活性炭吸附Pb2+的吸附时间在120～180 min为佳;根据Langmuir最大吸附量计算公式求得竹蔸活性炭最大吸附量为91.1 mg/g.竹枝炭、竹节炭与竹篼炭的孔隙度分别为0.656、0.698和0.740,竹枝活性炭、竹节活性炭与竹篼活性炭的孔隙度分别为0.690、0.715和0.755;竹篼炭和竹篼活性炭比表面积分别为110.354、462.069 m2/g,孔容分别为0.090、0.235 cm3/g,平均孔径分别为31.552、20.368 .     

响应曲面法优化CO_2活化制备夏威夷坚果壳基活性炭

采用CO2物理活化法将废弃的夏威夷坚果壳制备成高品质活性炭。实验研究测定了活化温度、活化时间、CO2流量等因素对活性炭的吸附性能和产率的影响。通过响应曲面法得到实验优化工艺条件:活化温度766℃、活化时间36 min、CO2流量186 m L/min,所制备的活性炭亚甲基蓝值和产率分别为186 mg/g,71.35%。衡量活性炭品质的关键性参数BET比表面积、孔容和平均孔径分别为1 267 m2/g,0.97 m L/g和4.13 nm。此外通过扫描电镜对比炭化料和活性炭分析发现,活性炭表面具有大量无规则孔隙。     

生物质活性炭的制备及其染料废水中的应用

以城市污水厂活性污泥为原料,用3 mol/L ZnCl2溶液活化,通入水蒸气作活化气制备活性炭吸附剂.实验结果表明,温度为600℃条件下,活化时间为1 h,制得的活性炭其碘吸附值为374.10 mg/g,比表面积为381.62 m2/g,孔容积为0.25 cm3/g,微孔容积为0.11cm3/g.并进一步将生物质活性炭应用于染料废水的处理,考察了吸附时间、活性炭投加量和pH对色度及TOC的脱除效果的影响.室温下,酸性大红GR染料废水初始浓度为300 mg/L,污泥活性炭的最佳投加量为2%(质量分数),吸附15min,废水色度脱除率可达99.6%,TOC去除率可达99.7%,利用等温吸附实验作吸附等温线,吸附等温线可以用Freundlich或Langmuir方程描述.     

长柄扁桃核壳活性炭的制备及表征

以长柄扁桃核壳为原料采用磷酸活化法制备活性炭，分别研究了温度、时间、浸渍比和磷酸浓度对活性炭吸附性能的影响；进而采用氮气吸附曲线和SEM对最佳工艺条件下的活性炭进行了表征。结果表明，长柄扁桃核壳是一种优质的活性炭原料；当温度为400℃，活化时间2 h，浸渍比2：1，磷酸浓度60%时，得到产率为46.46%，碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为1 073 mg/g、255 mg/g，比表面积高达1 740 m²/g，中孔率为73.12%的孔隙发达的高中孔率活性炭。     

CCD响应曲面法优化印染污泥木屑基活性炭制备

以印染污泥和木屑为混合原料,以NaOH为活化剂,通过化学活化法制备活性炭。对活化温度、活化时间和活化剂与基质混合比3个因素进行了研究,并采用中心组合设计(central composite design,CCD),建立了相应的二次方程。从响应曲面的方差分析中确立了对响应值影响最显著的因素依次为:活化温度、NaOH基质比和升温速率。其最佳工艺参数分别为:活化温度739℃,升温速率6.59℃/min,NaOH基质比为2.51。在最佳条件下制得碘吸附值为1 518.89 mg/g,BET比表面积为1 617.70 m2/g的活性炭。     

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。     

核桃壳炭化吸附废水中Cr(Ⅵ)的性能研究

采用氯化锌活化法制备生物质废物硬壳活性炭,工艺条件为:核桃壳与氯化锌溶液质量比为1∶1.5、氯化锌溶液质量分数50%、炭化温度300℃、炭化时间90 min、活化温度600℃、活化时间60 min。对产品比表面积、孔径和表征进行了分析,并探讨了该核桃壳活性炭吸附废水中六价铬的pH值、废水初始浓度、吸附时间、振动转速等影响因素。结果表明:制得的活性炭碘吸附值为1 038.33 mg/g,比表面积为645.36 m2/g,平均孔半径为1.37 nm。当活性炭用量为0.1 g,废水pH=3,吸附接触时间为1 h,取100 mL浓度为50 mg/L的含Cr6+废水时,处理吸附量可达48.57 mg/g。活性炭最大饱和吸附值为80.24 mg/g。吸附符合Langmuir等温模式,吸附等温方程式为Ce/Qe=0.0083+0.0121Ce。     

化学活化法制备羊骨基活性炭工艺的优化及其孔结构的表征

以氯化锌为活化剂,用羊骨为原料,利用化学活化法制备羊骨基活性炭。通过正交实验和单因素实验相结合得出最优工艺条件为:氯化锌溶液浓度0.05 g/100 mL、活化温度350℃、活化时间10 min、浸渍时间为36 h。在此最佳工艺条件下羊骨基活性炭的碘吸附量为407.35 mg/g,得率为62%;用此工艺制备的羊骨基活性炭等温曲线类型属于多层吸附;BET比表面积为59 m2/g,总孔容为0.1945 cm3/g,孔径分布落在1.31～20 nm之间,为中孔结构;羊骨基活性炭SEM图可看出,颗粒呈不规则状,结构疏松。     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料，空心微珠为载体，采用溶胶凝胶法制备TiO₂/beads光催化剂载体，然后浸渍法制备出H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads表面负载修饰型复合光催化剂，并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性，考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明，在中性条件下，H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads催化剂的投加量为0.25 g/L，浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

负载V2O5-WO3/TiO2掺炭纤维脱除烟气中Hg0

通过固定床实验系统研究烟气脱除零价汞的实验，首先研究了滤袋常用的聚苯硫醚（polyphenylene sulfide，PPS）以及活性炭纤维（activated carbon fiber，ACF）在不同温度、不同气体组分下负载V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂，对模拟燃煤烟气中零价汞（Hg⁰）的脱除效果。然后对比研究了活性炭纤维协同滤袋常用纤维负载催化剂后，对模拟燃煤烟气中Hg⁰的脱除性能。结果表明，在汞蒸气入口浓度为50 μg/m³，纯N₂气氛下，当温度为25℃时，两者脱除率均能达到99%，当温度为200℃，负载催化剂的活性炭纤维脱除率在30%左右，PPS纤维仅为10%左右。在200℃情况下，模拟烟气的组分为N₂+O₂时，2种纤维的Hg⁰脱除率提高了10%~20%，当在混合气体中添加0.01‰后，负载催化剂的PPS纤维Hg⁰脱除率能达到80%，活性炭纤维Hg⁰脱除率能达到98%。当温度为200℃，模拟烟气的组分为N₂+O₂+HCl时，不同性能掺炭纤维负载催化剂后Hg⁰脱除率在69%~95%范围之间变化，其中PPS掺炭纤维对Hg⁰脱除效率最高达到95%，因此，负载V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的PPS掺炭纤维能在高温烟气中保持较高的Hg⁰脱除率。     

Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂的结构和脱硝性能

研究以纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,以CO为还原剂的脱硝催化剂的脱硝性能。实验中以计算量的Ni(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器中,70℃下至水分蒸干为止;所得粉末在550℃下、空气气氛中焙烧4 h即得所需催化剂。用以上方法分别制备2%Fe2O3-10%Cr2O3/TiO2、4%Fe2O3-8%Cr2O3/TiO2、6%Fe2O3-6%Cr2O3/TiO2、8%Fe2O3-4%Cr2O3/TiO2与10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。实验结果表明,制备的催化剂具有较好的结构,分散较为均匀。对于CO+NO反应,Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂具有较好的催化活性,NO的转化率都达到了100%。其中,10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2样品具有最好的低温活性,H2-TPR结果表明,这是由于10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2催化剂更易于被CO预还原。     

烟气成分对负载V_2O_5-WO_3/TiO_2聚苯硫醚纤维脱除烟气中Hg~0的影响

通过固定床实验系统模拟烟气脱除Hg0的实验,研究了O2、HCl、NO、SO2、H2O和NH3对滤袋常用的聚苯硫醚(PPS)纤维负载V2O5-WO3/TiO2新型催化剂后脱除烟气中Hg0的影响,并分析其影响机理。结果表明,在温度为200℃、高纯N2气氛下,Hg0的脱除率很低,加入4%O2后,脱除率有所增加;0.05‰HCl条件下Hg0的脱除率仅为5%,而0.01‰HCl与4%O2并存的条件下,脱除率明显提高;NO对Hg0的催化氧化促进作用不是很显著;SO2对Hg0氧化具有毒害作用;H2O和NH3可抑制Hg0的脱除,O2的存在可抵消NH3的部分抑制作用。     

O_3/H_2O_2工艺降解1,2,4-三氯苯的优化设计

考察用不同的氧化剂降解1,2,4-三氯苯(TCB),3种不同方法对TCB的去除效果存在较大差别,其处理效果依次为:H2O2O3O3/H2O2。采用响应面法优化O3/H2O2工艺降解TCB的条件。结果表明,TCB初始浓度和H2O2投加量对TCB去除效果影响较大。TCB的降解符合准一级反应动力学规律,最佳降解条件为TCB初始浓度0.3 mg/L,pH=8.13,H2O2投加量0.40 mmol/L,O3转化率75%。在此条件下,TCB的平均去除率为91.5%,与预测值93.1%吻合度较高。     

Ca_5(AsO_4)_3OH的溶解度与稳定性研究

通过在不同pH值,温度等条件下Ca5(AsO4)3OH的溶解,确定其稳定存在的pH值范围,得出它的溶度积和生成的自由能(ΔG0f)。结果表明,Ca5(AsO4)3OH在水中的溶解度和稳定范围与pH和温度有关,在酸性条件下(初始pH=2)它的溶解度较大,而且在水中的溶解度随着温度的升高而降低。利用PHREEQC程序计算确定Ca5(AsO4)3OH的溶度积为10-40.86,生成自由能ΔG0f为-5 063.53 kJ/mol。利用JADE5软件计算得到其晶格参数a=b=9.696,c=6.967和晶胞体积为567.304 3。     

O3/H2O2处理嘧啶废水的研究

采用O3/H2O2法对嘧啶废水进行处理,考察了不同反应条件对嘧啶和COD去除率的影响,并对O3/H2O2降解嘧啶的反应机制和动力学进行了初步探讨.实验结果表明,在pH值为11,反应时间为70 min,O3流量为4g/h,H2O2投加量为50 mmol/L的条件下,废水的嘧啶和COD的去除率分别达到86.46%和74.9...     

微波辐射Bi2O3/沸石-H2O2体系降解废水中的硝基苯

研究了微波辐射下，以负载于沸石上的三氧化二铋为催化剂，以双氧水为氧化剂的催化氧化体系处理硝基苯工艺。通过单因素实验法，从反应催化剂负载量、pH、双氧水用量、微波功率、反应时间、催化剂用量等方面初步考察了硝基苯在该体系中的催化氧化效果。在氧化铋负载量3%（质量比），pH=2，2 mL 30%双氧水，火力为中火，催化剂投加量为0.7 g，反应2 min，对降解过程所得的中间产物和终产物进行了分析。结果表明，该体系对硝基苯的去除率能够达到99.2%，COD去除率为73.91%。     

钛基IrO2-SnO2电极在烟气海水脱硫恢复系统中的应用

采用浸渍-热分解法制备了含IrOx-TiO2中间层的IrO2-SnO2电极,得到的电极具有较高的析氯电催化活性和较强的稳定性,并通过电化学氧化法对Na2SO3海水脱硫模拟液进行处理,考察了电流密度、温度、pH值和电解时间等电解工艺参数对Na2SO3去除率和化学需氧量COD的影响.结果表明,在电流密度为200 mA/cm...     

各类VOCs在蜂窝陶瓷型La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3催化剂上的催化燃烧性能

以涂有CeO2-ZrO2固溶体的堇青石蜂窝状陶瓷为载体,用浸渍法制备堇青石蜂窝陶瓷型整体La0.8Sr0.2MnO3催化剂,测试了该催化剂催化燃烧各类VOCs的特性。研究表明,VOCs催化燃烧的难易程度为:含氯烃烷烃酸芳烃酮酯醇醛。La0.8Sr0.2MnO3催化剂对含氧有机化合物具有较好的催化活性,完全燃烧温度均在280℃之内。通过关联VOCs的理化性质,发现VOCs在La0.8Sr0.2MnO3催化剂上的反应活性与VOCs分子中最弱C—H键键能和VOCs分子极性密切联系。