改性活性炭的表面特性及其对金属离子的吸附性能

本文主要研究了改性对活性炭的表面物理化学特征和对其吸附金属离子性能的影响。研究发现，硝酸氧化可显著增加活性炭表面酸性基团的含量，提高活性炭的表面亲水性，降低pHpzc值，并造成活性炭的结构塌陷和比表面积的减少，因而对活性炭吸附性能产生明显影响，可明显提高对Pb^2 等金属离子的吸附容量。     

镧和阳离子表面活性剂联合改性活性炭对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附作用

采用镧(La)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(HDTMA-Cl)对活性炭进行联合改性,并考察了La和HDTMA联合改性活性炭(La-HDTMA改性活性炭)对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附性能.实验结果表明,La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐具备一定的吸附去除能力.La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型加以描述.根据Langmuir等温吸附模型计算得到的La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐最大吸附量分别为4.15 mg·g-1和11.2 mg·g-1.当p H值由4增加到8时,La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐的吸附能力增加;当p H值超过8时,对磷酸盐的吸附能力则下降.LaHDTMA改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力随p H值的增加而下降.水中共存的Cl-、HCO-3和SO2-4等阴离子会抑制La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐的吸附.水中共存的硝酸盐会抑制La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐的吸附,共存的磷酸盐亦会抑制La-HDTMA改性活性炭对硝酸盐的吸附.采用1 mol·L-1Na OH溶液可以使71%吸附剂上的磷酸盐解吸下来,采用1 mol·L-1的Na Cl溶液可以使97%吸附剂上的硝酸盐解吸下来.La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐的吸附机制主要是阴离子交换、静电吸引、配位体交换作用和路易斯酸碱反应,对硝酸盐的吸附机制主要是阴离子交换和静电吸引作用.     

改性污泥活性炭对苯乙烯的吸附

以城市污泥为原料制备活性炭,对其进行改性,研究了改性前后的比表面积、表面酸碱基团、对苯乙烯的静态吸附容量、吸附穿透曲线、脱附活化能等吸附性能.结果表明,硫酸铜溶液浸渍改性后可使污泥活性炭比表面积明显提高,其中0.1 mol.L-1硫酸铜溶液浸渍改性的污泥活性炭较改性前的比表面积提高了32%(达704.7 m.2g-1).硫酸铝溶液和硫酸铜溶液浸渍改性可以使污泥活性炭表面酸性基团含量提高、表面碱性基团含量减少;对苯乙烯的静态吸附容量提高到改性前的两倍以上(分别达211.4 mg.g-1和178.8 mg.g-1)、对苯乙烯的动态吸附穿透时间由2 min提高到10 min以上、脱附活化能由2.94 kJ.mol-1提高到6 kJ.mol-1以上.改性后活性污泥炭的吸附性能得到明显提高.     

硝酸改性活性炭对渗滤液中小分子有机物的吸附性能

以硝酸为改性剂,分别采用浸渍和浸渍-高温热处理方法对活性炭进行了改性.低温氮吸附结果表明,活性炭表面积和微孔体积在浸渍后都变小,再经过高温热处理后则都变大.酸碱滴定显示,改性后活性炭表面酸性都增大,其中浸渍的酸性最大.对填埋场渗滤液中小分子有机物进行了等温线和动力学吸附实验,结果发现改性后活性炭对有机物的吸附量增加;硝酸浸渍活性炭吸附速率降低,而浸渍-高温热处理则使吸附速率明显加快.针对渗滤液中小分子有机物,硝酸浸渍-高温热处理的活性炭吸附效果最好,吸附量最大,吸附速率最快.     

臭氧氧化处理高盐量水中有机物过程中镁离子的损失

采用臭氧氧化分别与混凝、活性炭吸附联用处理,对镁离子随有机物的去除而损失进行分析.结果表明,单独臭氧氧化不能有效去除高盐量水中的有机物.通过GC-MS分析和荧光检测,指出臭氧氧化改变了水中有机物的结构特征,增加了水中羧酸类有机物含量,从而导致镁离子与其发生络合配位.当这些有机物通过混凝或者活性炭吸附被去除时,与其发生配位的镁离子也会随之从水中损失.     

壳聚糖复合吸附剂去除水源水中天然有机物的试验

以壳聚糖为基质,制备出壳聚糖-活性炭复合吸附剂。并研究了其对水源水中天然有机物的吸附性能,以及吸附操作条件的影响。结果表明,壳聚糖复合吸附剂结合了二者的优势,对天然有机物具有较好的吸附效果,pH是影响吸附的主要因素。     

改性活性炭对氨和三甲胺的吸附特性研究

由于活性炭的吸附性能对不同的化合物有很大的差异，使用普通的活性炭，对成份复杂、浓度极低的恶臭污染的去除达不到很好的净化效果，因此，对活性炭提出了化学改性的要求，本文选取常见恶臭污染物中的氨气和三甲胺，用改性活性炭对其吸附性能进行了试验，并且研究了氨气浓度、床层高度对穿透时间的影响，结果表明，用亚铁盐和铜盐配方改性处理的活性炭对氨气和三甲胺有较好的吸附性能。     

锆负载量对锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的影响

制备了锆氧化物(ZrO_2)含量分别为2.98%、7.81%、13.73%和33.70%的4种锆镁改性膨润土,并考察了锆负载量对锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的影响.结果表明,较高的吸附剂投加量有利于水中磷酸盐被锆镁改性膨润土所吸附去除.锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的动力学过程符合准二级动力学模型.锆镁改性膨润土对水中磷酸盐的吸附等温行为可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Redushckevich (D-R)等温吸附模型进行描述.增加溶液pH值不会导致锆镁改性膨润土对水中磷酸盐吸附能力的下降.锆镁改性膨润土对水中磷酸盐的吸附能力随其锆含量的增加而增加.但是,从总体上,锆镁改性膨润土中单位质量ZrO_2对水中磷酸盐的最大吸附量则随其锆含量的增加而降低.研究结果说明,锆镁改性膨润土适合作为一种吸附剂去除水中的磷酸盐,较高的锆负载量有利于增强锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的能力,而较低的锆负载量则有利于提高锆镁改性膨润土中单位质量ZrO_2对水中磷酸盐的吸附能力.     

生物可降解络合剂[S,S]-乙二胺二琥珀酸改性蛭石和活性炭及其对Fe(Ⅱ)的吸附性能

提出将Fe(Ⅱ)离子吸附络合稳定于活性炭、蛭石表面,再与H2O2组成新的非均相Fenton反应体系,通过加热、煮沸、干燥等简单的物理方法成功地将螯合剂EDDS([S,S]-乙二胺二琥珀酸)修饰到蛭石和活性炭表面,对蛭石和活性炭进行改性.主要研究了包括pH、温度、初始浓度、反应时间对材料吸附性能的影响.研究表明,在相同条件下EDDS改性可以提高活性炭和蛭石对Fe(Ⅱ)离子的吸附容量,溶液pH、温度、初始浓度对吸附有较大影响.吸附等温线的拟合结果表明,Fe(Ⅱ)离子在EDDS修饰的活性炭和蛭石上吸附行为符合Langmuir吸附,其饱和吸附量都有所提高,且具有较大的吸附系数,这是由于修饰在活性炭和蛭石表面的EDDS和金属离子形成强烈的络合作用所致.     

改性活性炭对苯的吸附性能

本文研究了用H_3PO_4,SN (以 NaNO_2为主的复盐) 等改性的活性炭对苯的吸附性能,在不同苯浓度和空述下,经适当改性的活性炭对苯的吸附容量大于活性炭本身,探讨了改性活性炭的表观比表面与其吸附性能的关系。     

Hydrogen sulfide removal by iron containing activated carbon

Activated carbon modified by impregnation with iron (III) chloride solution (Fe‐ACs) were studied to try to raise their adsorption capacity for hydrogen sulfide, a malodorous substance.

The surface area and pore volume of activated carbon were decreased by impregnation, but the amount of hydrogen sulfide adsorbed onto Fe‐AC was larger than that onto raw activated carbon (R‐AC). In particular, a large increase of the amount adsorbed onto Fe‐AC was noted at low equilibrium pressure. It was assumed that the increase of amount of hydrogen sulfide adsorbed onto Fe‐AC was due to the chemical interaction between iron (III) chloride on the pores in addition to the physical adsorption onto pores of activated carbon. Fe‐AC shows a high selectivity for hydrogen sulfide.     

Recovery efficiency of the hydrofluorocarbon (HFC‐134a) by activated carbons of different physicochemical properties

The adsorption characteristics of 1,1,1,2‐tetrafluoroethane (HFC‐134a) on activated carbon were investigated to evaluate the recovery efficiency of HFC‐134a by six activated carbons (two granular activated carbons (GAC1 and GAC2), one high‐surface area activated carbon (HAC), and three activated carbon fibers (ACF10, ACF15, and ACF20)). HFC‐134a adsorption on the activated carbons increased with increase in the specific surface area and pore volume of the activated carbon. The differential heat of the HFC‐134a adsorption decreased with increase in the percentage of the micropore volume to the total pore volume. The adsorption model of HFC‐134a on the activated carbon could be based on the Langmuir model. The constant a of the Langmuir plot of HAC and ACF20 is smaller than GAC1 or GAC2 and ACF10 or ACF15, respectively. The constant W_s of HAC has the largest value. The constant a was correlated to the heat of adsorption. It is concluded that the largest amount of HFC‐134a was adsorbed on HAC, and the least amount of interaction occurred between HFC‐134a and the HAC. The amount of HFC‐134a adsorbed on the activated carbons over time was applied to the Sameshima equation. The adsorption rate constant of HFC‐134a on HAC was the largest. The HAC could be suitable for the recovery of HFC‐134a.     

Adsorption behaviors of activated carbons for the exhaust from spray painting booths in vehicle surface coating

Adsorption performance of activated carbon adsorbers in the downstream duct of vehicle spray painting booths has been studied to understand whether fine paint particles in the off-gas would deteriorate the adsorption capacity of volatile organic compounds (VOCs) on activated carbons. Three forms of activated carbons were selected and their properties were determined using nitrogen adsorption analysis, the measurement of pH value and total ash content, energy dispersion spectrometer, field-emission scanning electron microscopy, and thermogravimetric analysis. Results show that the adsorption capacity of activated carbon strongly depends upon its available specific surface area. When the total uptake on activated carbon approaches saturation, the vapors adsorbed would commence to get displaced by the paint particles gradually as time elapses and finally the uptake of vapors and paint particles reach equilibrium. Microporous carbons, in particular, were much more susceptible to paint particles. A Langmuir-type model for the uptake on activated carbons was suggested, which successfully described the adsorption behaviors of the off-gas released from vehicle spray painting booth.     

垃圾焚烧模拟烟气中镉的动态吸附实验

在生活垃圾焚烧烟气模拟净化实验中,采用氯化镉作为气态重金属的发生源,模拟改性钙基吸附剂对重金属的动态吸附,并对重金属入口浓度、吸附温度、吸附剂投加量以及烟气组分等因素进行研究,结果表明:(1)反应温度对镉的去除有一定的影响,温度升高,去除率下降;(2)钙基吸附剂对Cd的去除率随着Cd入口浓度的增加而降低;(3)吸附剂投加量增加,去除率随之增加,但当加入量达到100g以上时,去除率不再变化;(4)HCl气体的存在能促进Cd的吸附,SO_2气体的存在则抑制Cd的吸附;(5)随着吸附质CdCl_2初始浓度的增加,钙基吸附剂的吸附量逐渐增加并趋向平衡,且与活性炭相当.     

活性炭的光催化再生机理

通过研究催化剂的改性、再生温度、外加氧化剂对活性炭光催化再生反应速度的影响,结合光催化与活性炭的吸附理论,分析了活性炭的光催化再生机理．研究表明,活性炭的光催化再生由三个准一级反应组成．再生初期,再生反应速度由TiO2光催化降解吸附质的速率决定;反应的第二个阶段由光催化反应速度和吸附质的解吸速度共同决定;再生后期,再生反应速度由吸附质在活性炭上的解吸速率所决定．活性炭表面及其大孔内负载的Ti0：是使苯酚降解转化分解为无机物的降解中心．正是由于降解中心的存在及其表面苯酚浓度趋于零的状态,使得已吸附于活性炭孔内的苯酚不断向这个中心扩散,形成活性炭孔内苯酚的浓度差．在浓度差的作用下,扩散作用持续进行,导致活性炭内吸附位的逐步空出,从而实现活性炭的光催化再生．     

银在活性炭上的吸附行为和机理的研究

本文研究了银在活性炭上的吸附行为，探讨了影响吸附效率的各种因素。考察了多种溶液对吸附银的洗脱效果，发现银在活性炭上的吸附不是还原吸附，而是以离子形成与活性炭表面的－ＮＨ２和＝ＮＨ形成络合物而被吸附。     

动态法研究酚类在活性炭上的竞争吸附

本文先研究了两种煤质活性炭对不同浓度苯酚酚和对氯代苯酚单组分溶液的吸附，应用固定床吸附动力学模型，非线性回归固定床吸附流出曲线数据，获得了酚类在活性炭上的扩散传质系数。结果发现，酚类的表面扩散系数ＤＳ强烈地依赖于入口酚的浓度，随着酚浓度的升高，表面扩散系增大。     

氧气和水蒸气对球状活性炭吸附SO2能力的影响

研究了Ｏ２和Ｈ２Ｏ对沥青基球状活性炭（ＰＳＡＣ）吸附ＳＯ２能力的影响。结果表明,Ｏ２和ＳＯ２占据不同的活性中心,而Ｈ２Ｏ和ＳＯ２占据同一类活性中心,且ＳＯ２与活性中心的结合能力比Ｈ２Ｏ强得多。Ｏ２或Ｈ２Ｏ均能提高ＰＳＡＣ对ＳＯ２的吸附能力。ＳＯ２吸附量的增加来源于ＳＯ２的化学吸附量。