疏水改性活性炭纤维的制备及其对挥发性有机物吸附性能研究

通过分步液相硅烷化方法对活性炭纤维(ACF)进行疏水改性,在以辛基三甲氧基硅烷(OTMS)和十六烷基三甲氧基硅烷(HTMS)为混合硅烷,且HTMS与OTMS体积比为0.25∶0.75的条件下,改性得到的ACF(记为ACF@H∶O-E-0.25∶0.75)疏水效果及挥发性有机物(VOCs)吸附性能综合最佳,相比未改性ACF(记为BK-ACF),水蒸气吸附量减少57.1%。采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和N₂吸附/脱附对其结构进行表征,结果表明有机硅烷成功接枝在ACF表面。ACF@H∶O-E-0.25∶0.75水接触角增加至145.8°,疏水效果得到明显改善。动态吸附实验结果表明,在相对湿度为80%时,ACF@H∶O-E-0.25∶0.75相比BK-ACF,对二氯甲烷、乙酸乙酯和环己烷的饱和吸附量分别增加71.4%、23.0%和31.1%。120℃条件下5次循环再生实验表明,ACF@H∶O-E-0.25∶0.75仍可保持90%左右的饱和吸附量,吸附再生性能良好。采用长链和短链的混合硅烷减缓了有机硅烷对ACF孔道的堵塞,增加...     

活性炭吸附室内空气中挥发性有机化合物

活性炭吸附室内空气中挥发性有机化合物的１０％穿透时间与气相浓度及挥发性有机化合物的种类有关,通过对苯、甲苯和丙酮的实验研究,得出了由高浓度估算室内低浓度时炭床１０％穿透时间的经验公式ｔｂ,１＝ｔｂ,ｈ（Ｃ０,１／Ｃ０,ｈ）＾ａ,其中ａ值是与炭床性能及挥发性有机化合物种类有关的参数,可通过实验确定。     

长三角典型区域玻璃钢制品行业挥发性有机物产排情况及控制技术应用状况

在调研长三角典型区域83家玻璃钢制品企业生产工艺、挥发性有机物(VOCs)控制技术的基础上,分析了玻璃钢制品生产过程中VOCs的来源及组分,并为玻璃钢制品企业VOCs控制提供建议。结果表明,玻璃钢制品行业VOCs主要来自于不饱和聚酯树脂等原辅料在物理加工生产过程中的易挥发组分,首要污染物为苯乙烯,其质量分数达到54.63%～86.42%,应作为玻璃钢制品行业VOCs管控的首要控制指标。长三角典型区域的玻璃钢制品生产工艺仍以手工糊制为主,建议采用机械化加工和真空导入代替手工糊制并研究降低组合工艺的成本。长三角典型区域玻璃钢制品企业采用的VOCs末端治理工艺以活性炭吸附及其组合工艺为主,处理效率虽略低于燃烧,但仍是目前该行业VOCs控制技术的最佳选择。     

电化学法合成金属有机骨架化合物对含氧挥发性有机物的吸附性能

使用电化学法合成了3种金属有机骨架化合物(MOFs)Cu-BTC、MIL-100(Al)、ZIF-8,测定了3种MOFs对代表性含氧挥发性有机物(VOCs)异丙醇与乙酸乙酯的平衡吸附容量,并结合不同湿度条件下的穿透实验,考察了MOFs对于含氧VOCs的吸附性能。结果表明,ZIF-8对异丙醇和乙酸乙酯的平衡吸附容量最大,通过Langmuir模型拟合所得的异丙醇和乙酸乙酯理论最大吸附容量分别达到了530、613mg/g。在穿透实验中,总体上看,ZIF-8对异丙醇、乙酸乙酯的吸附容量利用率也最大,达到90.9%和87.8%。而随着湿度增加,3种MOFs的吸附容量利用率均下降。相比Cu-BTC和MIL-100(Al),ZIF-8在高湿度条件下能保持最佳的吸附性能。当相对湿度从3%±2%增加到90%±2%后,其对异丙醇、乙酸乙酯的穿透吸附量仅下降10.9%和22.7%。3种MOFs重复使用4次后仍能保持较好的吸附性能。     

挥发性有机物和臭味的生物过滤处理

生物过滤法是一种较新的空气污染控制方法,它利用微生物降解或／转化空气中的挥发性有机物以信硫化氢、氨等恶臭物质。本文主要介绍生物过滤法处理废气的基本原理,讨论填料种类、湿度、ｐＨ、温度等影响生物过滤法性能参数。同是综述了生物过滤法的应用范围以及对生物过滤法的改进。     

椰壳活性炭吸附消除VOCs

对一种椰壳活性炭对甲基丙烯酸甲酯的吸附消除行为进行了研究,重点考察了甲基丙烯酸甲酯的浓度、流速和吸附温度等条件以及水汽存在时对活性炭吸附行为的影响。结果表明,该颗粒活性炭对甲基丙烯酸甲酯有良好的吸附效果,甲基丙烯酸甲酯进口浓度和进气量的改变均会影响吸附饱和时间,导致其增加或减少。通过变温吸附实验确定降低环境温度对其吸附有促进作用。湿度为50%时吸附量相对干气饱和吸附量影响较小,说明该活性炭抗水汽能力较好。经多次重复再生实验,其饱和吸附量未见明显下降。     

天然有机物对颗粒活性炭吸附微囊藻毒素的影响研究

通过改变水体中天然有机物(NOM)、腐殖酸(HA)浓度以及pH,测定了不同条件下颗粒活性炭(GAC)吸附微囊藻毒素MCLR的容量变化,研究了NOM对GAC吸附MCLR的影响。结果表明,GAC吸附MCLR的过程中,低浓度溶液中的吸附速率要高于高浓度溶液,且准一级动力学和准二级动力学方程均能较好地描述GAC吸附MCLR的过程;当溶液中含17.6 mg/LNOM或10.0 mg/L HA时,GAC对MCLR的最大吸附容量从17.06μg/g分别降低至13.68、12.89μg/g;GAC对MCLR的平衡吸附容量(qe)随NOM浓度的升高而逐渐降低,但当溶液中NOM超过一定值时,NOM浓度再升高对GAC吸附MCLR的影响程度变化不大,NOM从10.0 mg/L升高至17.6 mg/L时,qe仅降低了0.31μg/g;在中性或偏碱性水体中,HA对GAC吸附MCLR的干扰相对于酸性水体中更小,通过改变溶液pH来改变HA的带电性,对GAC吸附MCLR的影响总体较小。     

挥发性有机物和臭味的生物过滤处理

生物过滤法是一种较新的空气污染控制方法 ,它利用微生物降解或 /转化空气中的挥发性有机物以及硫化氢、氨等恶臭物质。本文主要介绍生物过滤法处理废气的基本原理 ,讨论填料种类、湿度、pH、温度等影响生物过滤法性能参数。同时综述了生物过滤法的应用范围以及对生物过滤法的改进。     

表面微孔非织造布材料的制备、表征及其对挥发性有机物(VOCs)的吸附性能

以聚丙烯（PP）非织造布为基材,制备苯乙烯（ST）和二乙烯苯（DVB）接枝的无纺布材料PP-ST-DVB,再通过交联反应使得非织造布表面的接枝层形成微孔结构,制备对VOCs具有吸附性能的非织造布（HCN）材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、静态氮吸附仪（BET）对非织造布表面形貌进行了表征。重点研究了HCN的结构对挥发性有机物（VOCs）（苯乙烯、丙酮和正己烷）吸附性能影响规律;探讨了无纺布表面基团与VOCs的化学作用力对吸附性能的影响。结果表明,当ST和DVB接枝率135%左右时,HCN的比表面积可达到351.8 m2·g-1,对VOCs吸附性能显著提高,苯乙烯的最大吸附量可达到353.6 mg·g-1,材料对3种气体的吸附能力为苯乙烯 > 正己烷 > 丙酮。     

活性炭吸附和脱附-等离子体氧化净化有机废气的研究

根据滑动弧放电等离子体适于降解高浓度有机物废气的特性,结合活性炭吸附法,提出了吸附器的吸附浓缩和热脱附-等离子体氧化净化有机废气的方法。在活性炭吸附过程中,最初2 h内甲苯净化率达到100%,随着时间的增加净化率下降;在热脱附滑动弧放电等离子体净化过程中,甲苯降解效率最高为97.3%。将滑动弧放电等离子体反应器出口气相产物收集进行FT-IR检测,发现放电后有CO2、CO、H2O和NO2产生,并分析了甲苯的降解机理。     

Mn改性活性炭吸附VOCs性能

采用浸渍焙烧法对活性炭进行负载锰(Mn)改性,考察改性活性炭对甲苯、乙酸乙酯及甲苯-乙酸乙酯二元混合气体的吸附性能.研究表明,活性炭浸渍于1.0%高锰酸钾溶液改性后的吸附性能最好.对于单组分VOCs气体,改性后活性炭对甲苯和乙酸乙酯的吸附量较未改性前分别提高了12.7%和16.3%;对于二元混合VOCs气体,改性后活性炭对甲苯及乙酸乙酯的吸附量分别提高了13.1%和22.9%.BET、SEM、FTIR等分析表明, Mn改性活性炭比表面积变大和总孔容增加是改性后吸附量提高的主要原因.     

化学改性活性炭对水中阿特拉津的吸附去除

以5 mol/L HNO3,40%NaOH及5%H2O2对活性炭进行化学改性,采用序批式实验研究了活性炭改性前后对阿特拉津(AT)的吸附平衡特性,并以Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行了拟合。结合活性炭改性前后孔结构和表面化学的变化特征,探讨了不同改性方法对AT吸附去除的影响效应。结果表明:活性炭经5 mol/L HNO3改性后对AT的吸附性能显著降低;而5%H2O2和40%NaOH改性炭对AT的吸附能力较原炭明显增强,且40%NaOH改性炭的吸附能力大于5%H2O2改性炭。原炭及改性炭对AT的吸附等温线均符合Langmuir模型。HNO3改性炭对AT吸附的降低主要是由于表面酸性基团的增加引起的;H2O2改性炭对AT吸附能力的提高主要是由于比表面积的增大引起的;而NaOH改性炭对AT吸附能力的提高是由比表面积增大和表面碱性基团增加共同作用的结果。几种改性炭和原炭对AT去除率的大小顺序依次为:NaOH改性炭>H2O2改性炭>原炭>HNO3改性炭。     

水蒸气对改性椰壳活性炭吸附VOCs的影响

选取甲苯、甲基丙烯酸甲酯、吡啶3种不同极性的有机物作为吸附质,改性椰壳活性炭作为吸附剂,使用穿透曲线法研究了水蒸气对这3种VOCs在活性炭上吸附行为的影响,并同时讨论了水蒸气预处理对活性炭吸附的影响。结果表明,改性椰壳活性炭对3种有机废气均具有良好的吸附性能,但水蒸气的存在对极性小的甲苯吸附影响较大,尤其当甲苯浓度较低时,水分子易与甲苯产生竞争吸附。在对活性炭吸湿预处理后发现,吡啶、甲基丙烯酸甲酯分子可以置换出活性炭预先吸附的水分子,并且通过低温水蒸气加热再生法可以方便地完成活性炭再生过程,重复再生率可以维持在85%。     

活性炭对水中微量酰胺咪嗪吸附规律

选择3种商品活性炭(煤质炭MAC、杏壳炭XAC、椰壳炭YAC),从其对水中微量药物酰胺咪嗪(carbamaz-epine,CBZ)的吸附平衡、吸附等温式、吸附动力学和热力学等方面详细考察了不同种类活性炭对CBZ的吸附去除规律。实验结果表明,3种活性炭与CBZ接触反应10 h后均达到吸附平衡,对CBZ的平衡吸附量在8.3 mg/g左右;比较了Lang-muir和Freundlich两种吸附等温式,发现Langmuir方程更适合描述3种活性炭对CBZ的吸附过程;计算表明3种活性炭的吸附过程均符合拟二级动力学方程,Weber-Morris方程的模拟结果则说明膜扩散和内扩散共同限制了3种活性炭对CBZ的吸附速率;3种活性炭的Ea值分别为29.87 kJ/mol(MAC)、36.02 kJ/mol(XAC)和38.86 kJ/mol(YAC),表明3种活性炭吸附CBZ时同时发生了物理吸附和化学吸附作用,且以化学吸附为主;20～40℃时3种活性炭的△G均为负值,说明3种活性炭对CBZ的吸附反应可以自发进行;MAC、XAC、YAC的△H值分别为-3.10、-3.05和-3.02 kJ/mol,负值表明吸附过程放热,上述△H值较小则说明温度对CBZ的吸附影响不大;3种活性炭吸附CBZ过程的△S值为0.94 J/(mol.K)(MAC)、2.24 J/(mol.K)(XAC)和2.97 J/(mol.K)(YAC),说明吸附过程熵值增加,在外界条件不改变的情况下该吸附过程不可逆,同时可以看出在3种活性炭中,CBZ分子更倾向于吸附在YAC上。     

浸渍-碱性微波法载磁活性炭粉对壬基酚的吸附

利用浸渍-碱性微波法制备载磁粉末活性炭,通过等温吸附实验和动力学吸附实验,研究对比了其与原料活性炭、浸渍载铁活性炭对壬基酚的吸附性能。采用氮气吸附仪、FTIR、XRD、国标(GB/T12496.19-1999)邻菲啰啉分光度法及VSM,分别对3种样品进行了物相结构、表面官能团、铁含量及磁性能的分析,并探讨了吸附机理。结果表明,浸渍-碱性微波法载磁活性炭的总孔容及孔隙率均有较大提高;其吸附等温线符合Freundich方程,吸附动力学过程符合准二级动力学方程与孔道内扩散模型,相关系数R2均大于0.900。原活性炭经一定浓度的铁盐溶液浸渍后,铁含量由2%提高到8%。在碱性、N2气氛条件下微波后,铁系物主要存在形式为零价铁和Fe3O4,制得的载磁活性炭饱和磁化强度为1.12 emu/g。     

活性炭吸附处理电镀废水中的EDTA

采用颗粒活性炭对模拟废水中EDTA进行批式吸附实验,在实验中考察了恒温振荡器的振荡速度、温度、pH值等因素对吸附的影响,同时探讨了吸附等温线模型和吸附动力学模型。实验结果表明,在25％时活性炭对EDTA的吸附平衡时间为40h。在pH值为5．0、温度为25℃、振荡器振荡速度为200r／min、活性炭粒径为1～2mm、活性炭加入量为10g／L的情况下,EDTA的浓度在48h内由368．8mg／L降低至76．34mg／L,对应的COD值从305．9mg／L降低为67．21mg／L,去除率达到了79．3％。活性炭对EDTA的吸附符合Langmuir吸附等温线模型,其吸附行为可以用准二级吸附动力学模型来描述。     

活性污泥洗涤净化餐饮油烟VOCs及其生物降解过程

将活性污泥驯化25 d后,考察了其性能及其在洗涤净化餐饮油烟VOCs过程中气液组成与微生物群落的变化。结果表明：驯化后活性污泥的MLSS稳定在3.10 g·L^-1,MLVSS稳定在1.60~1.90 g·L^-1,SV、SVI分别稳定在35 %和120 mL·g^-1;在此条件下,洗涤净化系统对油烟的洗涤效率稳定在85%;系统对油烟中烯醛类、醇类、烷烃类、酯类的洗涤效率达到95 %以上,仅对部分直链醛类的洗涤效果较差;驯化前活性污泥中有机物以氯代物和长链烷烃为主,而驯化后酯类成为新增主要成分。此外,活性污泥液相油烟衰减实验共检出18种有机物化合物。其中,14种有机物在第1~3天降解期内被微生物降解完全;在第4~5天内,十五烷、8-十七烷烯、17-三十五碳烯被完全降解,仅剩三氯乙烯仍保持较高的含量。高通量测序分析结果表明：液相油烟VOCs降解过程中起主要代谢作用的微生物为Planctomicrobium、Spartobacteria、Microbacterium、Steroidobacter、Rubinisphaera、Luteolibacter、Phycisphaera细菌属和Nectriaceae、Trichoderma、Saccharomycetes、Cryptococcus、Trichosporonaceae、Archaeorhizomycetaceae、Yarrowia真菌属;微生物种类及相对丰度受液相油烟VOCs组分影响,且随降解反应的进行而变化。本研究可为生物洗涤法处理餐饮油烟的技术应用提供参考。     

3种表面修饰活性炭对水体中磷的吸附

为克服活性炭磷吸附能力有限的问题,使用ZnCl2、十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）和Fe/Al（氢）氧化物纳米颗粒分别研究了物理结构法、表面活性剂法和载体法3 种表面修饰方法对活性炭磷吸附能力的影响。实验发现,载体法为3 种方法中最好的修饰方法。对载体法制备吸附剂的材料用量的比较发现,在Fe（III）和Al（III）摩尔比为9 ：1 的条件下,把1.5 g活性炭加入到总浓度为1 mol·L-1的200 mL Fe(III)和Al(III)混合溶液中,形成的纳米Fe/Al（氢）氧化物能够较好地利用活性炭表面,该复合材料1.5AC-Fe/Al在磷平衡浓度约为50 mg·L-1时吸附量达到29.3mg·g-1。该材料表征结果表明,纳米Fe/Al（氢）氧化物颗粒被成功负载在活性炭表面。在酸性条件下,复合材料表面的—H+和—OH2+所引起的静电吸附和配位交换是促进吸附带负电磷酸根离子的原因。     

改性核桃果皮基活性炭对Cu2+的吸附

以核桃外果皮制备活性炭及改性活性炭,对制得的活性炭进行表征,研究了5种活性炭对重金属Cu2+的吸附性能。研究表明,以氯化锌为活化剂制得的活性炭,其碘吸附值及表面酸性基团含量均高于磷酸活化制备的活性炭,改性后的活性炭吸附性能明显增强,碘吸附值最高达到678.53 mg·g-1,对Cu2+的最高去除率达到91.43%。吸附量和Cu2+去除率随时间、温度和pH的升高而增大,5种活性炭投加量增加,导致吸附量减小,但Cu2+去除率增大,吸附平衡时间为3 h。5种活性炭对Cu2+的吸附均符合准二级动力学模型。磷酸和氯化锌活化的活性炭吸附等温线符合Tempkin模型,而3种改性活性炭的吸附等温线则较好地符合Langmuir模型。