二氧化钛颗粒的制备及其脱硫吸附性能

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在不同烧结温度(340℃,440℃,540℃,640℃)下制备了4种多孔TiO₂颗粒,X射线衍射法(XRD)测得4种样品的晶相均为锐钛矿型.低温77K氮气吸附法计算4种样品的比表面积为79～124m²/g,平均孔径56.8～254.8 A.电子扫描电镜分析了样品的表面结构为多孔高孔隙率结构在固定床中对4种样品进行动态脱硫试验,试验结果表明烧结温度在540℃时制备的样品品质较好,每g TiO₂颗粒可吸附38.9mg的SO₂.以SG 540样品为例,研究了固定床中吸附温度,气相中SO2的浓度以及气体流速对其脱硫吸附性能的影响.与活性炭、沸石物理吸附剂比较,TiO₂颗粒具有较高的脱硫吸附能力.FTIR红外光谱分析法,结合加热脱附试验的结果,得知TiO₂颗粒吸附剂脱硫的机理主要是物理吸附.     

气体样品前处理方式的优化

环境中有机气体样品通常用活性炭采样管和硅胶管采样,样品采集后将活性炭或者硅胶转移至容量瓶或者比色管中加有机溶剂解析,实际操作中通常将解析后的样品过0．45μm滤膜除去活性炭、硅胶和玻璃毛,转移至色谱瓶进行样品分析。将采样管中活性炭取出,转移至具塞离心管中,准确加入解析液,振荡,静置,解析30min然后取上层解析液注入气相色谱仪进行分析。本文通过实验直接将样品移入色谱瓶解析,选取《空气和废气监测分析方法》中三种常规分析的样品将两种方法进行比对,得出本方法从溶剂的用量、操作过程到样品分析时间都优与常规的前处理分析,能满足环境检测有机样品前处理分析。     

活性炭负载TiO2光催化杀菌研究

研究了溶胶-凝胶法制备活性炭颗粒负载TiO2的光催化杀菌作用,探讨了光催化剂的最佳制备条件。实验结果表明,光催化杀菌效果明显好于单独紫外光的杀菌效果,当钛酸丁脂与无水乙醇比例为1:8制备TiO2溶胶,活性炭颗粒浸涂凝胶一次、在450℃煅烧2h,20min的杀菌率可达88%,在溶胶中掺杂Fe3+的杀菌率可达到95%,提高了活性炭负载TiO2的光催化活性。     

微波辐照活性炭改性机理研究

利用微波辐照作为改性手段,在450℃、N2气氛下对椰壳基颗粒活性炭进行了改性研究,测定了活性炭改性前后对甲苯的吸附性能.结果表明:微波改性后,单位质量活性炭(1 g)对甲苯的吸附能力由182 mg提高到193 mg;试验中,吸附床层的穿透时间由2.5 h提高至35 h.改性活性炭的表面碱性官能团含量、比表面积、孔容积、...     

负载型TiO2/活性炭的制备及光催化降解罗丹明B研究

通过溶胶-凝胶方法以活性炭(AC)为载体,制备负载型TiO2/AC,利用SEM、BET、XRD、Ranme、XPS对TiO2/AC的组成、结构、尺寸等特征进行分析和表征,并用紫外灯为光源,通过TiO2/AC、TiO2粉末和活性炭与TiO2粉末的混合物对可溶性罗丹明B的光催化降解效果的比较,探讨了TiO2/AC的光催化性能.结果表明,负载体中的TiO2是由30～60nm的球形颗粒组成,含有Ti,O,C等3种元素,颗粒间不发生团聚,其中一些C元素是由活性炭载体扩散到TiO2颗粒中的.由于活性炭载体与TiO2的协同作用以及高浓度Ti3+的影响,负载型TiO2/AC的光催化活性大.当TiO2/AC在250℃空气中热处理2h,再在氮气保护下500℃热处理2 h,TiO2的质量分数为(18±0.3)%时,负载型TiO2/AC对罗丹明B的光催化降解的表观反应常数k最大,为0.0077 min-1.     

活性炭热氮气循环脱附甲苯性能实验研究

以GAC-1和GAC-2两种商业活性炭颗粒为吸附剂,甲苯为吸附质,考察活性炭孔道结构、脱附温度对热氮气脱附效率的影响,分析了活性炭再生性能。结果表明:两种活性炭对甲苯均表现出良好的吸附性能,GAC-1具有更大的比表面积、孔容和孔径,更有利于甲苯有机废气的吸附;热氮气循环脱附实验中,相比于90℃和120℃,150℃的脱附温度可以达到更高的脱附率(67.3%);经过5次循环吸附-脱附,GAC-1仍保持原有的吸附容量,脱附率仅下降2.1%。     

大孔强碱阴树脂去除饮用水中微量有机物

比较了大孔强碱阴树脂和颗粒活性炭在饮用水的深度处理中对有机物的去除效果。结果表明：(1)大孔强碱阴树脂的吸附容量比颗粒活性炭的大。在pH为8时,大孔强碱阴树脂对TOC的去除率最高。pH6～8时,对TOC的去除率没有明显的区别,而颗粒活性炭在pH为2时。对TOC的去除率最高;水温低能提高2种吸附材料的吸附容量。(2)在动态实验条件下。当流速相同,大孔强碱阴树脂的穿透时间明显比颗粒活性炭的长,大孔强碱阴树脂的制水量约是吸附床的10000倍。而颗粒活性炭却只有吸附床的4000倍。在饮用水的深度处理中,大孔强碱阴树脂可作为活性炭的最佳替代品。     

活性炭柱分离有机氯农药和多氯联苯

建立了活性炭层析柱分离16种OCPs和10种PCBs的技术方法。通过比较活性炭的活化温度、活化时间、粒径以及淋洗剂的类型对16种有机氯农药(OCPs)和10种多氯联苯(PCBs)分离效果的影响,结果表明,当活性炭为80目～200目,温度为350℃活化1 h,流动相为20 mL CH3COCH3和10 mL5%的C2H2Cl2-CH3COCH3混合溶液依次洗脱活性炭层析柱时,16种OCPs和10种PCBs的分离效果较好;海水提取液中OCPs和PCBs,经活性炭层析柱洗脱的馏分,用毛细管气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)测定,其结果证实,该方法可以分离海水样品中的OCPs和PCBs。     

TiO_2/ACFs催化剂光催化降解染料废水活性研究

以活性炭纤维为载体,采用溶胶-凝胶法制备得到了活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs),并且以亚甲基蓝为模型化合物模拟研究了活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs)对染料废水的光催化活性。通过扫描电镜(SEM)、XRD等表征方法对活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs)的结构进行了研究。SEM表征显示,大部分二氧化钛以膜的形式均匀地包裹在活性炭纤维丝上,二氧化钛膜层的厚度大约为330 nm,还有一部分TiO2是以颗粒的形式负载在活性炭纤维上。FT-IR分析可知,ACF与TiO2之间有Ti—O—C键生成,说明TiO2与ACF结合牢固,TiO2不易脱落。通过对亚甲基蓝降解可知当煅烧温度为500℃时,TiO2/ACF的光催化性能最好,通过对比发现500℃煅烧制备的催化剂也具有最好的循环使用性能,经过4次循环后该催化剂对亚甲基蓝的去除率仍达到90.2%。     

高比表面积铜藻基活性炭的制备及工艺优化

以铜藻为原料,在对其进行元素含量、生化组成分析的基础上,分别采用ZnCl2活化法和H3PO4活化法制备活性炭,并以活性炭得率、碘吸附值、焦糖脱色率为指标,采用正交法考察了升温速率、活化温度、浸渍比(活化剂/铜藻质量比)等因素的影响,得到最佳工艺条件.同时,采用扫描电镜(SEM)、Brunauer-Emmet-Tller(BET)比表面积等方法分析活性炭特征.结果表明,铜藻原料粒度对制得的活性炭性能影响显著,106～180μm的颗粒较为适合.ZnCl2活化法制得的活性炭吸附性能明显优于H3PO4活化法;ZnCl2活化法的最佳工艺条件为:升温速率10℃.min-1、活化温度600℃、活化时间2h、浸渍比4,在保证活性炭得率超过30%的基础上,制备的活性炭比表面积为2314.58m2.g-1,碘吸附值为835.3mg.g-1,焦糖脱色率为110%,性能明显优于其他大型海藻原料所制备的活性炭,是陆地传统活性炭原料的有效补充.     

山楂核的热解气化特性及其活性炭的制备与吸附性能研究

以山楂核为原料,通过热解炭化-CO₂活化两步法制备颗粒活性炭。基于热重分析-傅里叶红外光谱联用技术(TG-FTIR),研究了山楂核的热解炭化和山楂核炭化物的CO₂气化特性,对山楂核炭化物和活性炭的物理化学性质进行了表征和比较,研究了活性炭对水中洛美沙星的吸附等温线模型,并设计了一种新型悬浮式活性炭吸附袋,模拟了其净化洛美沙星污染水体的应用场景。结果表明：山楂核的主要热解温度区间为230～420℃,挥发性热解产物主要为CO₂、乙酸、糠醛、左旋葡萄糖。山楂核炭与CO₂之间的气化反应的起始温度为850℃,主要产物为CO。当炭化温度为600℃,炭化时间为120 min,活化温度为900℃,活化时间为90 min, CO₂流量为200 mL/min,活性炭的比表面积和总孔体积分别达到870 m²/g和0.483 cm³/g。活性炭对洛美沙星吸附过程可用Langmuir模型描述,其最大单分子层吸附量为137 mg/g。在静置条件下,悬浮式活性炭吸...     

生物活性炭老化对滤池过滤阻力和处理效果的影响

利用饮用水厂运行10年的生物活性炭(BAC)装填滤柱,研究活性炭老化对滤柱过滤阻力和处理效果的影响.结果表明,活性炭老化会产生大量小粒径颗粒炭,沉积于活性炭池表层的小粒径颗粒炭产生的过滤阻力是滤柱总阻力的主要来源,其比阻约为底层炭的22倍.强化反冲洗仅可降低初始过滤阻力,移除表层细炭是降低活性炭滤池阻力的有效方法.强化反冲洗对滤柱过滤性能无显著影响.移除表层细炭后,老化活性炭滤柱对总有机碳的去除率由24.71%下降至7.04%,而后恢复至移除前的水平.移除表层炭后老化活性炭对UV₂₅₄和大于2μm颗粒数的去除率与对照组活性炭相似.降低活性炭滤池的反冲强度、延长过滤周期是延长老化活性炭寿命的有效方法.     

活性炭分解臭氧机制研究

通过臭氧降解处理器尾气含量测定、温度测定和热量分析等研究了活性炭催化降解O3的效果和作用机制.结果表明,当O3的流量为12.89 mg.min-1,以充填2.0～2.5 mm煤质颗粒活性炭、直径18 mm玻璃柱为降解处理器,O3可以得到充分降解(分解效率始终维持100%),且效果可维持5 h以上.研究中发现活性炭催化降解处理器有升温现象,温度上升至65～69℃左右后,趋于平缓,期间CO2等氧化气体的释放量随温度稳定而减小.降解机制分为3部分:其一为活性炭发挥催化作用,活性炭的强烈吸附能力导致局部位置臭氧的富集和自身降解为氧气;其二为活性炭参与反应,臭氧破坏活性炭表面结构和基团,生成CO2和NOx等产物随尾气释放;其三为臭氧以上述2种机制降解形成氧气和各种氧化物时产热导致降解区域温度升高,进一步促进臭氧热降解.同时,还探讨了根据上述温度变化规律设计降解处理器的可能性.     

葡萄树基活性炭的制备及其CO2吸附特性

为探讨葡萄树基活性炭在碳捕集与封存领域中的潜力,分别以葡萄树枝和树皮为原料采用CO₂活化法在800℃下制备了葡萄树枝基活性炭和葡萄树皮基活性炭,根据N₂物理吸附法计算了比表面积,用二维非定域密度函数理论（2D-NLDFT）分析了孔径分布特性,并使用热重分析法表征了两种活性炭的热解特性以及30℃的CO₂吸附特性.结果表明:①葡萄树枝基活性炭具有微孔结构,微孔孔径在0.36~1.6 nm之间,孔径为0.66 nm的微孔最多;葡萄树皮基活性炭具有大量微孔和少量中孔,孔径主要集中在0.36~1.9 nm之间.②葡萄树枝基和葡萄树皮基活性炭的CO₂吸附容量分别为1.096和0.247 mmol/g.③两种活性炭的CO₂吸附以物理吸附为主,其CO₂饱和产物在45℃前释放全部CO₂,葡萄树枝基活性炭的CO₂饱和产物较葡萄树皮基活性炭的CO₂饱和产物难于释放CO₂.④两种活性炭吸附CO₂后,在热重特性上出现的微量变化表明活性炭物质结构上的变化.研究显示,葡萄树枝基活性炭是一种良好的CO₂捕集材料,但其CO₂吸附容量比其他同类活性炭低,CO₂吸附量较高的葡萄树基活性炭的制备条件和改性方法需要进一步研究.      

涂有多孔氧化铝的活性炭粒——汽车排放气用的抗热吸附剂

将活性炭颗粒涂敷上5～50％多孔氧化铝,以用来处理排放气、废气和烟道气。实例,把23.5ml浓盐酸加至含0.5kg薄水铝矿和1.4kg水的混合物中,以保护氧化铝的凝结。往所得混合物中加入r-Al_2O_3(0.5kg),而后加入200ml2～3mm直径的活性炭。将活性     

活性炭联用在饮用水深度处理的试验研究

用几种活性炭与压缩活性炭联用技术进行饮用水深度处理试验。试验结果表明：颗粒活性炭、粉末活性炭分别与压缩活性炭联用来进行饮用水的深度处理均能取得明显的效果。比较粉末活性碳，颗粒活性碳与压缩活性碳联用对EUY254、CODMn、NTU的处理效果，显示颗粒活性碳优于粉末活性碳，不同型号的颗粒活性碳的处理效果也有一定差别。     

活性炭负载二氧化锰的制备及其对罗丹明B吸附效能

采用颗粒活性炭(GAC)以共沉淀和热分解法制备了改性活性炭(MnO_2-AC),并采用SEM、XRD表征手段对改性前后活性炭进行微观分析;进而研究了GAC和MnO_2-AC随染料初始浓度、活性碳投加量、温度、吸附时间变化对染料废水罗丹明B的吸附效果影响。结果表明:GAC经改性后,活性炭表面变得粗糙,并有MnO_2产生。在MnO_2-AC投加量为0.2 g,罗丹明B浓度为100 mg/L,温度为25℃条件下反应12 h,其吸附量达到36.80 mg/g。另外,MnO_2-AC对罗丹明B的吸附过程符合Langmuir等温模型,并遵循准二级动力学模型。     

核桃壳磁性活性炭的制备及条件优化

以农业废弃物核桃壳为原料,用Fe Cl_3和Zn Cl_2作为活化剂,在500℃马弗炉中采用高温煅烧活化法制备核桃壳磁性活性炭。对核桃壳的热解温度进行分析,同时对制备出来的磁性活性炭进行粒度表征,并测定官能团。核桃壳磁性活性炭制备的最佳条件为:活化时间为120 min,活化温度为500℃,m(核桃粉)∶m(Fe Cl_3)∶m(Zn Cl_2)为20∶1∶10,液固比为2∶1。经测定,核桃壳磁性活性炭比表面积为3 266.50 m~2/g,粒度主要分布在0.50~1.00μm,核桃壳磁性炭表面具有CO键、C—H键并负载有磁性物质Fe_3O_4。     

木质活性炭对苯的吸附/脱附性能研究

该文对3种市售的木质室内空气净化用活性炭进行苯的静态吸附/脱附性能研究。主要考察了活性炭的孔结构、表面官能团以及活性炭的粒度对苯静态吸附性能的影响,以及温度对苯脱附的影响。研究表明:3种活性炭的表面官能团基本相同,对它们苯吸附量差异的影响较小;比表面积相当,微孔率越大的活性炭对苯的吸附量越大;颗粒活性炭经一次研磨筛分后,在同等吸附条件下,粒度越小的活性炭对苯的吸附量越大;吸附平衡的活性炭应在70℃以上进行脱附,脱附时间至少60 min。     

核桃壳质活性炭的制备及吸附恶臭气体的研究

研究了用ZnCl2活化法制备核桃壳质活性炭的工艺条件及其改性前后吸附典型恶臭气体硫化氢的硫容量及穿透行为：结果表明：ZnCl2质量分数60％,300℃炭化80min,500℃活化60min,制得的活性炭脱硫硫容量高,穿透时间长;性能表征测得其碘吸附值可达880mg／g以上,吸附效果明显优于市售活性炭。用质量分数为1％的KIO3改性后的活性炭脱硫性能明显提高。