废棉布制备活性炭影响因素与机理研究

研究了采用磷酸活化法制备废棉布活性炭的工艺条件。研究表明,废棉布活性炭吸附能力随着磷酸浓度、浸渍时间、活化温度和活化时间的增加呈现先增加后减小的趋势。最佳制备条件为:磷酸浓度40%,浸渍时间24 h,活化温度500℃,活化时间30 min。此时制备的废棉布活性炭性能优于商品活性炭。另外,通过对最佳浓度磷酸浸渍的废棉布进行热失重分析,对磷酸活化废棉布制备活性炭机理开展了初步研究,研究表明磷酸活化废棉布制备活性炭过程分为水分蒸发阶段、炭化阶段、过渡阶段、活化阶段和煅烧阶段。     

H3PO4活化制备喜旱莲子草基活性炭及性能表征

为了解决喜旱莲子草入侵带来的环境污染和生态破坏问题,探索了综合利用其制备价廉、质优活性炭的可能性、在正交实验的基础上,对实验结果进行了单因素方差分析,结果表明,控制因素对活性炭得率和碘吸附值的影响大小均依次为:炭化温度＞炭化时间＞浸渍时间＞浸渍比,且前三者有显著影响、极差分析表明最佳制备工艺组合为:浸溃比4∶1、浸渍时间6h、炭化温度873 K和炭化时间1h.在最佳制备条件下制得的喜旱莲子草基活性炭得率和碘吸附值为:37.44％和752.36 mg/g;其比表面积、总孔体积、平均孔径和中孔率分别为:1 100.720 m2/g、0.610 cm3/g、2.216 nm、72.00％.红外光谱分析表明,活性炭形成了大量表面官能团,主要有以下几种:羧基、酚基、醚基等、正交实试和物理特性表征均表明,喜旱莲子草是良好的中孔活性炭制备原料.     

Fenton活化制备污泥炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用Fenton活化法活化脱水污泥制备活性炭,研究了Fenton试剂投加量、活化时间、炭化温度、炭化时间和升温速率5种因素对制备污泥炭的影响。污泥炭的最佳制备工艺:Fenton试剂投加量为150 m L,活化时间为2.5 h,炭化温度为350℃,炭化时间为1 h,升温速率为20℃·min-1。污泥炭碘吸附值达到331.90 mg·g-1,BET比表面积为24.265 m~2·g-1。总孔容为0.146 cm~3·g-1,微孔率为17%。分析了吸附时间、pH值和吸附温度3种因素对污泥炭吸附水中Cr(Ⅵ)的影响。在吸附时间为90 min,pH=3,吸附温度为50℃时,污泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附量为9.93 mg·g-1。吸附动力学符合准二级动力学模型描述,吸附过程符合Langmuir和Tempkin等温吸附模型描述。     

改性稻草秸秆活性炭的制备及其对SO_2的吸附

以稻草秸秆为原料,在N2氛围中制备活性炭。利用TG/DTG、Boehm滴定、BET比表面积测试、活性炭的工业分析对秸秆在200、300、400、500℃下制备的活性炭形态及其表面化学性质进行了表征。分别比较了原生秸秆、炭化秸秆、乙二胺基秸秆、乙二胺基炭化秸秆用于脱除SO_2气体的吸附效果。结果表明:活性炭的炭化得率是随着温度升高而不断下降;随着炭化温度升高,活性炭的pH值、灰分也随之增加,挥发分含量则不断下降,活性炭表面的酸性官能团减少、碱性官能团增多;乙二胺基炭化秸秆的脱硫效果明显,饱和硫容达到了176.4 mg·g-1。通过研究得出将改性稻草秸秆活性炭应用于烟气脱硫是可行的。     

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。     

废食用油活性炭脱色工艺的研究

脱色处理是提高废食用油油品质量、利用其生产生物柴油的关键环节之一.研究餐饮废食用油活性炭吸附脱色工艺,考察典型木质活性炭和煤基活性炭对脱色效果的影响,并将活性炭结构、性能指标与其脱色能力进行关联.结果表明,以弱粘性煤和褐煤为原料制备的活性炭对废食用油脱色效果较好;活性炭的总孔容积、总比表面积、微孔比表面积、微孔容积、碘值和亚甲基蓝值等性能指标与脱色效果关联度不大,而活性炭的孔径和中孔容积是决定活性炭脱色效果的主要指标.优化后废食用油活性炭脱色工艺的主要参数是:活性炭用量7%,炭粒度100～300目,脱色温度90～120℃,吸附时间为30 min,搅拌速度为10 r/min,废食用油的脱色率在50%～65%.     

稻壳活性炭对单质汞吸附性能的实验研究

利用农业废弃物稻壳制得了一种廉价的脱汞活性炭。该活性炭由稻壳经炭化、FeCl3活化、酸洗水洗和干燥工艺制得。在固定床吸附条件下,对不同的活化剂浸渍液料比、活化剂质量分数、活化温度、活化时间下所制得的活性炭对单质汞的吸附性能进行了实验研究。结果表明,80℃下,该活性炭对单质汞的脱除效率于180 min内可平均达84.71%,且保持相对稳定。     

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。     

废弃轮胎制备中孔炭吸附材料工艺及性能研究

为了解决废弃轮胎造成的资源浪费和环境污染的问题,对以废弃轮胎橡胶为碳的前驱体原料,制备具有高吸附性能中孔炭材料工艺进行了系统的研究。通过XRD、扫描电镜以及比表面积分析,对制备的中孔炭微观结构和性能进行表征,讨论了炭化温度、碱炭比,以及活化温度和活化时间等工艺条件对制备中孔炭的产率、结构和性能的影响。结果表明,通过改变工艺条件制备的中孔炭的孔径分布可以在2~80 nm范围内进行调控。在500℃炭化温度,碱炭比为4∶1,900℃活化1 h的工艺条件下,制备的中孔炭的比表面积为473 m2/g,对甲基橙的最大吸附量达到254 mg/g。     

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。     

废椰壳制备活性炭负载CuO处理活性艳红X-3B废水的工艺优化

为了综合利用废椰壳,进行了废椰壳制备活性炭并负载氧化铜处理活性艳红X-3B废水的研究。采用正交实验法,以COD和色度去除率为目标函数确定了活性炭的最佳制备工艺条件为：磷酸浓度65%（质量百分数）,m（磷酸）/m（椰壳）比3∶1,活化时间2.5 h,活化温度500℃。在该活性炭上负载氧化铜处理活性艳红X-3B染料废水,其COD和色度去除率分别为83.70%和99.72%。用扫描电镜（SEM）和X衍射仪（XRD）对裸活性炭和载铜活性炭样品表面形貌和结构进行了表征和分析。通过单因素实验法确定了废水处理的最佳工艺条件为：pH值5,曝气时间4 h和催化剂用量0.55 g,在此条件下,COD和色度去除率分别为86.70%和99.75%,相应的出水指标为75 mg/L和32稀释倍数。     

稻壳基高比表面积介孔活性炭的制备与表征

以稻壳为原料,KOH为活化剂,分炭化和活化两步制备高表面积介孔活性炭。采用比表面积测定仪测定其N2吸附脱附等温线,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射分析仪(XRD)对活性炭形成过程中的物相变化与显微结构进行了表征。结果表明,氮气保护下,稻壳在420℃温度下炭化4 h,再将KOH与炭化稻壳按质量比3∶1混合均匀后,在750℃活化1 h条件下制备的活性炭平均孔径可达4.54 nm,比表面积高达2 174.09 m2/g,介孔率达到78.57%。     

超声波—微波联合处理废活性炭制备载铜活性炭

扑热息痛生产过程中产生的废水需要活性炭来处理,因此会产生大量废活性炭。若废活性炭不能有效利用,将对环境造成严重影响,所以其循环利用引起广泛关注。采用超声波—微波联合处理扑热息痛生产中处理废水产生的废活性炭,硝酸铜为活性前驱体制备载铜活性炭,考察焙烧温度和时间对其性能的影响,通过氮气吸附/脱附、扫描电子显微镜、X射线衍射和傅立叶变换红外光谱等表征其性能。结果表明,经超声波预处理,微波焙烧温度800℃、焙烧时间30min时制备的载铜活性炭亚甲基蓝吸附值为150mg/g,比表面积达到985.371m~2/g,实现了在活性炭表面负载Cu及其氧化物。     

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。     

一种污泥活性炭的制备及其在兰炭废水处理中的应用

以城市生活污水厂脱水污泥和木屑的混合物为原料,利用ZnCl_2为活化剂制备污泥活性炭。研究了活化温度、活化时间、固液比和活化剂浓度对吸附性能的影响。在活化温度为650℃、活化时间30 min、固液比1∶1.5、活化剂浓度为5 mol·L~(-1)的最佳工艺条件下,制备得到的活性炭碘吸附值为584.85 mg·g~(-1),利用扫描电镜可以观察到其发达的孔隙结构。将制备的污泥活性炭应用于兰炭废水处理中,结果表明,污泥活性炭的投加量为180 g·L~(-1),pH为7,吸附时间60min,挥发酚和氨氮的去除率分别为73.38%和48.27%,废水中污染物浓度明显降低。     

污泥活性炭净水剂的制备及表征

以5种不同污水处理厂的污泥为原料,采用ZnCl2活化法(ZnCl2与污泥的投配质量比例为3∶5,活化24 h,炭化温度为550℃,炭化1 h)制备污泥活性炭。并对制得的污泥活性炭的比表面积、粒径分布、孔径分布、官能团及制备后浸出毒性等进行表征,初步判定来自不同污水厂、不同类型污泥化学改性后制得活性炭具有较好的吸附性能,从技术角度上看,作为废水的净水剂是可行的。     

废汞触媒中汞的浸出及其再生活性炭的吸附性能

对电石法生产聚氯乙烯产生的废汞触媒进行浸出及再生活性炭的研究,以6 mol·L~(-1)HCl溶液作为浸出剂,在浸出反应温度为65℃、浸出反应时间为90 min和液固比为15∶1的实验条件下得到Hg~(2+)的优化浸出率为61.25%。采用扫描电镜(SEM)、Brunauer-Emmet-Tller(BET)比表面积等方法分析再生活性炭特征。结果表明焙烧废汞触媒浸出渣热再生活性炭是可行的,焙烧最佳工艺条件为:焙烧温度850℃,焙烧时间90 min。得到的焙烧产物亚甲基蓝吸附值为120.5 mg·g~(-1),BET表面积为704.25 m~2·g~(-1),平均孔径为3.28 nm。再生前后的汞含量与从1.067%降至0.351%,再生后能再次作为汞触媒生产的催化剂载体材料,同时减缓固废堆积过程中汞流失造成的一系列环境问题。     

沙柳活性炭纤维的制备与表征

以(NH_4)_2HPO_4活化沙柳纤维制备活性炭纤维,L_(16)(4~5)正交实验优化制备工艺条件,重点研究了活化温度对活性炭纤维结构的影响。同时应用扫描电镜(SEM)对其表面形貌进行表征,通过N_2吸附-脱附测定其孔结构。结果表明,随着活化温度的升高,活性炭得率逐渐减小,碘吸附值先增大后减小,在浸渍比2.5∶1、预氧化温度200℃、预氧化时间90 min、活化温度为800℃、活化时间60 min的条件下,可以制备出比表面积为1 304 m~2·g~(-1)、总孔容为1.004 cm~3·g~(-1)、得率为31.6%、碘吸附值为1 321 mg·g~(-1)的纤维状活性炭。     

基于响应曲面法优化生物质污泥活性炭的制备方法

针对传统技术制备污泥活性炭的比表面积不高、吸附值低等不足,通过在污泥中添加核桃壳以改善污泥原料缺陷,研究了活化剂种类、核桃壳加量、活化温度、活化时间、活化剂浓度及浸渍比等影响活性炭吸附能力的制备条件。在优化后的条件下制备出了高吸附性能的生物质污泥复合活性炭。结果表明:选择氯化锌作为活化剂,核桃壳加量20%、活化温度500℃、活化时间60 min、活化剂浓度2.5 mol·L-1、浸渍比1∶2.5为最优化制备条件。制备出的生物质污泥复合活性炭碘吸附值为574.11 mg·g-1,产率为43.93%。     

改性活性炭吸附净化黄磷尾气中的H2S

研究了以Cu2 离子活性溶液制备改性活性炭吸附净化黄磷尾气中H2S的相关问题,考察了改性活性炭制备过程中的浸渍液浓度、干燥温度和焙烧温度的影响,以及温度和氧含量对吸附的影响;并对空白活性炭、改性活性炭吸附前后做SEM表征.研究结果表明,浸渍液浓度0.05 mol/L、干燥温度120℃、焙烧温度250℃为改性活性炭制备的最佳条件;吸附反应阶段较适宜的温度为95℃,氧含量为1%;结合扫描电镜初步表明,改性后的活性炭S容量增加,吸附效果明显.