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。     

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.     

麻风树果壳活性炭表面分形维数的实验研究

在温度77K条件下对化学活化法制备的几种麻风树果壳活性炭进行N2吸附-脱附实验研究,得到了孔结构参数.并利用等温吸附数据分析了活性炭的分维.研究了不同碱炭比(R)条件下得到的活性炭的表面特征、孔结构和特征吸附能.结果表明,麻风树果壳活性炭含有分形特征,分形维数在2～3之间.在多层吸附早期阶段和高度覆盖期所得的分形维数不同,但变化趋势基本一致,随着R的增加而增大.R=4时,分形维数最大,分别为2.619和2.993.活性炭的分形维数与活性炭的比表面积、孔容、碘吸附值和微孔相对含量基本一致,可以用来表征微孔的发育程度.     

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。     

颗粒活性炭吸附染料时的表面分形分析

采用N2吸附-脱附实验研究了颗粒活性炭吸附染料前后表面特征的变化,运用表面分形维数表征了表面屏蔽效应和表面粗糙性等性质.结果表明,颗粒活性炭的孔结构是倾斜板交错重叠而形成四面开放的缝隙,桃红、绿色、天蓝、耐晒黑可以撑开颗粒活性炭的孔隙,增大平均孔径;耐晒翠蓝具有降低孔径的能力;大红却有些微孔阻塞作用.FHH理论计算出的相应的7个颗粒活性炭样品吸附6种染料前后的孔隙表面分形维数Ds很接近,为2.97左右,证明颗粒活性炭上吸附的染料并没有发生表面屏蔽效应,也没有使颗粒活性炭表面的粗糙性降低.分形吸附等温线法与基于N2吸附-脱附的FHH理论法计算出的Ds相差较大,这与两种算法的理论基础和码尺大小有关.而热力学模型计算出的Ds远大于3,与Sahouli等的研究不符.     

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。     

磁性油菜秸秆对阳离子染料的吸附研究

以油菜秸秆为原料,均苯四甲酸酐为改性剂,四氧化三铁为磁性包裹材料,制备了磁性油菜秸秆吸附剂。研究了染料初始浓度、初始p H值、无机盐离子等因素对吸附性能的影响。研究结果表明:室温时,在染料为自然p H值,吸附4 h后,改性吸附剂对亚甲基蓝和碱性品红吸附量分别为450、320 mg/g。p H在2~10范围内时,吸附量随着p H值的增大而增加;p H10之后,吸附量保持不变。高浓度盐的存在对吸附无明显影响,但K+要大于Na+的影响。改性吸附剂对两种染料吸附动力学模拟均符合准二级动力学方程,吸附等温式符合Langmuir模型。     

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。     

低温NH3-SCR脱硝催化剂研究进展

低温NH3-SCR脱除NOx是一种有潜力的烟气脱硝技术.综述了低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究现状,重点介绍了锰基催化剂、钒基催化剂,以及其他金属氧化物基催化剂的研究状况,阐述了制备方法、催化剂载体,以及以不同金属改性对催化剂脱硝活性的影响.其中具备高比表面积、良好非晶态结构的低温NH3-SCR催化剂都有良好的低温脱硝活性.以CeO2改性锰(MnOx)基催化剂为例,探讨了低温NH3-SCR脱硝催化剂的脱硝机理.反应气体(NH3、NO和O2)在催化剂表面的吸附在低温NH3-SCR脱除NOx中发挥了重要作用.CeO2改性锰基催化剂催化NH3-SCR反应过程中涉及ER机理和LH机理,并且NH2与气态NO发生反应生成亚硝胺(NH2NO),进一步分解为N2和H2O是关键步骤.就燃煤烟气中水蒸气(H2O)和SO2在低温条件下对低温NH3-SCR脱硝催化剂的失活机制进行了阐述.烟气中的水蒸气与反应气体的竞争性吸附能够导致催化剂脱硝活性的降低.水蒸气(H2O)和SO2共同存在对低温NH3-SCR催化剂脱硝活性的影响表现为两者共同作用.烟气中水和SO2存在时生成的硫酸盐沉积在催化剂表面,并导致催化剂失活.     

Sr改性椰壳炭吸附分离CH4/N2的试验研究

针对甲烷气体(煤矿乏风瓦斯)的富集与分离,研究Sr改性椰壳炭在变压吸附和变温吸附过程中的性能。结果表明:1)Sr改性椰壳炭的比表面积明显减小,主要是由于Sr在椰壳炭表面的负载导致孔道堵塞和高温焙烧产生的孔道坍塌;2)在常温变压吸附测试中,Sr改性椰壳炭对CH4的吸附量急剧降低,Sr(NO3)2改性椰壳炭下降了62%,SrCO3改性椰壳炭下降了67%,分离系数也由原来的4.7分别下降至3.0和2.7;3)在程序升温脱附测试中,Sr改性椰壳炭对CH4和N2的吸附峰都减弱,但S(CH4)/S(N2)从1.0升至3.2和4.4;4)Sr改性椰壳炭适合变温吸附分离CH4/N2。     

活性炭吸附Cr(VI)的稳定性评价

采用热重分析(TG)、X射线光电子能谱(XPS)结合能分析和吸附-解吸过程的专性吸附研究活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附稳定性,提出了热脱附活化能、化学结合能变化值和解吸率3种评价指标。结果表明,商品活性炭(AC)、硝酸氧化改性活性炭(OAC)、氨改性活性炭(NAC)和硫改性活性炭(SAC)的热脱附活化能分别为17.75,5.09,25.47和3.93 kJ/mol,活性炭热脱附活化能与活性炭表面官能团的热稳定性相关。计算活性炭吸附Cr(Ⅵ)前后结合能变化值,表明参与吸附的含氧、含硫官能团对Cr(Ⅵ)的化学结合作用较强。AC,OAC,NAC和SAC上Cr(Ⅵ)的解吸率分别为6.38%,0.71%,20.73%和2.13%,说明Cr(Ⅵ)大部分以专性吸附形式结合于活性炭上,含氧与含硫官能团的化学作用能有效增强对Cr(Ⅵ)吸附的稳定性。     

改性花生壳活性炭的制备及其对活性艳蓝X-BR的脱色研究

以花生壳为原料,用3种不同制备类型的花生壳活性炭做对比实验,对活性炭制备时的活化状态、炭化温度、炭化时间以及脱色时的吸附时间和投加量等因素进行了探讨,研究了改性花生壳活性炭对活性艳蓝X-BR染料溶液的脱色效果。结果表明,炭化温度为450℃,炭化时间为3 h,先用磷酸活化然后炭化制得的活性炭性能最为优良;其对活性艳蓝溶液进行脱色时的最佳投加量为4 g/L,反应时间为2 h。     

改性海泡石对Cu~(2+)和Zn~(2+)混合溶液吸附效果研究

用HCL和HNO3对天然α-型海泡石进行改性,450℃下焙烧制得改性海泡石,改性不仅提高了海泡石化学活性,而且由于方解石矿物的消解使样品中海泡石含量从67%提高到约85%。利用改性海泡石对质量浓度为40 mg/L的Cu SO4和Zn SO4的混合溶液进行吸附,结果表明,改性海泡石的吸附性能可提高约2.3倍;0.4 mol/L的HCL改性后的海泡石和0.5 mol/L的HNO3改性后的海泡石对Cu2+和Zn2+的吸附情况最好,吸附率都达到了100%,结果符合离子干扰的规律。通过经济分析得出,HCL改性后的海泡石效果最好、也最经济。     

原位负载木麻黄单宁树皮的制备及其对Ca2+的吸附

以富含单宁的木麻黄树皮为原料,通过甲醛与单宁等的反应及氧化处理制备固化、固化-H2O2固化-NaClO 3种原位固化木麻黄单宁改性树皮吸附材料,利用FT-IR和胶体滴定法研究改性前后树皮性质的变化,并考察了3种改性树皮对水溶液中Ca2+的吸附行为.结果表明:氧化处理增加了吸附剂表面的带负电基团,提高了对Ca2+的吸附能力,NaClO氧化效果更佳;氧化剂用量对Ca2+的吸附效果影响不大;3种改性树皮对Ca2+的吸附量随Ca2+初始质量浓度增大而增大,随溶液pH值增大而缓慢增大;3种树皮对Ca2+的平衡吸附量依次为27.32 mg/g、31.15 mg/g、34.72 mg/g,其对Ca2+的吸附行为符合准二级动力学方程.     

球形磁性活性炭制备及对土壤重金属Pb的吸附研究

以废旧汽车轮胎橡胶与城市污水处理厂污泥为原料,采用ZnCl2与H_2SO_4复配活化法,添加黏结剂和Fe_3O_4粉末,在真空管式气氛炉中炭化制备球形磁性活性炭,并测定其物理化学性能。研究球形磁性活性炭添加量、土壤pH值和含水率对球形磁性活性炭吸附重金属Pb的影响。采用火焰法-原子吸收分光光度计测定球形磁性活性炭对Pb的吸附量。结果表明:球形磁性活性炭的比表面积及亚甲基蓝吸附量相比商品活性炭要小,但其抗压强度高,不容易松散,便于回收,酸性官能团总量高,有助于提高球形磁性活性炭的吸附性能和对重金属的亲和力,因此球形磁性活性炭的综合理化性能优于干污泥活性炭和商品活性炭,适合用于土壤中重金属Pb的吸附;随添加量增加,球形磁性活性炭对土壤中Pb的吸附量也增加,当球形磁性活性炭添加质量分数为6%时,达到最优吸附效果;随土壤pH值增加,球形磁性活性炭对土壤中Pb的吸附量也增加,但当pH值超过5时,其吸附量开始下降;当吸附时间达到35 d后,其吸附量基本处于饱和状态;土壤含水率为20%时,吸附达到平衡。在最优工艺参数下,球形磁性活性炭对土壤中Pb的吸附量达到最大,为3.55 mg/g。球形磁性活性炭对土壤中重金属Pb的吸附过程可以用准二级动力学方程较好地解释,而且球形磁性活性炭经过1次再生后用于吸附土壤中Pb时,其吸附量达到2.56 mg/g,再生效率达72.11%,吸附效果良好。     

改性无烟煤去除水中内分泌干扰物的性能探究

以KOH为改性剂对无烟煤改性,研究了改性前后无烟煤对3种内分泌干扰物EDCs(17α-乙炔基雌二醇EE2、双酚A BPA、磺胺甲噁唑SMZ)的吸附性能。结果表明,KOH改性对无烟煤的孔结构和表面性质产生影响,提高了无烟煤对3种EDCs的吸附量,其中对EE2的吸附量提高了近2倍。3种EDCs在改性前后2种无烟煤上的吸附过程均可用伪二级动力学描述,吸附等温线更符合Langmuir吸附等温方程,表现为化学吸附。改性前后2种无烟煤对EE2均表现出最高吸附能力,平衡吸附量(qe)分别为0.214 7μg/mg与0.622 9μg/mg;其次是BPA;最差是SMZ,qe仅为0.095 9μg/mg与0.124 2μg/mg。进一步研究表明,目标物的吸附情况与其憎水性质和分子结构有关,无烟煤吸附目标物的能力与其正辛醇/水分配系数正相关。     

有机改性蛭石材料的制备及对甲基橙的吸附性能研究

为提高双子表面活性剂改性蛭石的吸附性能，用碳酸钠对天然蛭石进行同质化处理，合成芳香反离子季铵盐型双子表面活性剂(GC-S)并作为改性剂，通过水热法对钠基蛭石(Vt-Na)进行插层处理，制备有机蛭石(GC-S-Vt)。通过核磁共振氢谱(¹HNMR)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重(TG)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征，考察改性有机蛭石对甲基橙(MO)的吸附效率及表面活性剂含量、pH值对改性有机蛭石对甲基橙的吸附效率的影响。改性后蛭石的亚甲基对称与非对称伸缩振动峰增强表明GC-S成功用于有机蛭石的改性。改性后的GC-S-Vt层间距增大，这是由于有机反离子修饰的双子表面活性剂增加了蛭石层间距，并提高了其对MO的吸附质量比。当GC-S的添加量为0.8 CEC,温度为25℃时，GC-S-Vt对阴离子染料甲基橙的吸附效率由改性前的2%提高至98.31%。在pH值为5、吸附时间为60 min时，GC-S-Vt对甲基橙的吸附质量比最大。此外，本文还考察了改性有机蛭石对甲基橙的吸附动力学与热力学行为。试验结果发现，甲基橙的吸附符合拟二级动力学模...     

改性沸石去除水中低浓度氨氮的研究

分别利用无机盐、无机酸和稀土对天然沸石进行了改性处理,并从理论上阐述了不同方法对沸石进行改性的机理,提出了改性沸石的最佳制备方法,并采用X衍射的分析手段观察化学处理对载体的影响,探讨了改性沸石对NH4 吸附动力学以及再生实验.研究表明,3种方法均不同程度地提高了沸石去除氨氮的能力,其中利用无机盐改性的沸石的效果最佳,对NH4 的吸附动态符合Freundlich方程,与传统的化学凝聚法和生物法相比,具有工艺简单、高效、经济等优点.无机盐改性沸石制备最佳条件是:溶液中钠离子浓度为0.8 mol/L,在水浴温度70～75 ℃时,按固液比1∶50投加沸石,浸渍时间为2 h,过滤后滤饼在100 ℃下干燥1 h.     

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。     

负载金属改性活性炭降解VOCs的研究

本文对活性炭表面的负载金属改性进行了综述,并对经金属改性后的活性炭在VOCs处理中的作用原理进行了讨论。认为根据VOCs的具体组成成分,选择某一种特定的金属物质对活性炭进行改性可提高其去除空气中VOCs的效果。