磷酸微波活化多孔生物质炭对亚甲基蓝的吸附特性

以甘蔗渣为原料,采用微波辅助H3PO4活化法制备富含含氧酸官能团的中孔生物质炭。通过扫描电子显微镜SEM、傅立叶变换红外光谱FT-IR等技术对生物质炭物理化学性质进行表征,并通过静态实验法,探讨炭样对亚甲基蓝的吸附行为及热力学性质。结果表明,H3PO4活化制备蔗渣生物质炭的适宜条件为浸渍比1：1,烘干时间10h,活化功率900W,活化时间22min,在此条件下制得的生物质炭得率为39．2％,碘值为817mg／g,亚甲基蓝值为229mg／g,为国家一级品标准的1．7倍。红外光谱分析表明,炭样表面以羟基、羰基、羧基等酸性官能团为主。静态吸附实验表明,Freundlich方程与Redlich—Peterson方程能较好地描述等温吸附行为,表现为优惠吸附。热力学研究表明,吸附吉布斯自由能（△G0）〈0,说明吸附反应是自发过程,而吸附标准焓变（△H0）〉70KJ／mol,表明亚甲基蓝在制备炭样上的吸附是吸热反应,升温有利于吸附,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。     

微波活化中孔酸性生物质炭对亚甲基蓝的吸附行为与机理

以甘蔗渣为原料,采用微波辅助磷酸活化法制备了同时富含中孔结构和含氧酸官能团的生物质炭,以氮气吸附、红外光谱FT-IR等技术对炭样品表面物化性质进行了表征,通过静态实验法测定了生物质炭对水中亚甲基蓝的吸附特性,分析了溶液pH、初始浓度、温度对吸附的影响,研究了不同pH下蔗渣生物质炭对亚甲基蓝的吸附行为,并从热力学及动力学角度探讨了生物质炭对亚甲基蓝的吸附机理。结果表明,不同制备参数下生物质炭的得率均大于39.2%,但表面物化性质因参数变化有较大差异。在浸渍比1∶1,烘干时间10 h,活化功率900 W,活化时间22 min的条件下,制得的生物质炭的比表面积为1 021 m2/g,亚甲基蓝值超过国家一级品标准1.70倍,表面富含微中孔结构和羟基、羰基、羧基等酸性官能团,中孔约占总孔的40%。静态吸附实验表明,溶液初始浓度对吸附有较大的影响,吸附量随初始浓度的增加,pH的升高及温度的上升而增大,Freundlich方程、Redlich-Peterson方程与Temkin方程能较好地描述等温吸附行为;吸附动力学结果表明,数据符合Elovich方程,吸附行为更倾向于化学吸附;热力学研究表明,吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 kJ/mol,说明该吸附为自发的吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。     

蔗渣生物炭对砖红壤吸附氧氟沙星的影响

以热带农业废弃物甘蔗渣为前驱材料,在3种裂解温度(350、450和550℃)下制备生物炭(分别记为BC350、BC450和BC550),研究其对氧氟沙星在砖红壤中吸附-解吸的影响特征。研究结果表明,氧氟沙星在砖红壤和生物炭土壤(w/w,1.0%)上的吸附-解吸过程可以分为快速和缓慢两个阶段。伪二级动力学模型能较好地拟合氧氟沙星在砖红壤和3种生物炭土壤(w/w,1.0%)上的吸附-解吸动力学过程(r≥0.873,pKd值被提高了3.73~6.73倍。Freundlich模型和Langmuir模型能较好地描述氧氟沙星在生物炭土壤中的吸附解吸过程(r≥0.988,p<0.01)。生物炭对氧氟沙星的吸附包括表面作用和分配作用两个过程。生物炭土壤对氧氟沙星的解吸过程并非吸附的可逆过程,其吸附-解吸过程存在迟滞效应。     

KOH活化制备蚕沙基生物炭及其对镉的吸附特性

以蚕沙生物炭为原料,以KOH为活化剂,通过浸渍(KBC)和浸渍-热解(KBC400)活化工艺制备蚕沙基生物炭,用于吸附去除水体中的镉离子(Cd2+).运用一系列的表征技术分析了生物炭的形貌和性质,并通过批量实验考察了投加量、pH、共存离子、吸附时间和Cd2+浓度等因素对Cd2+吸附性能的影响.表征实验结果表明,活化的蚕...     

微波蔗渣中孔生物质炭对水中对氯苯酚的吸附特性

通过微波快速热解活化技术制备并探究了中孔蔗渣生物质炭对水中对氯苯酚的吸附性能、影响因素及等温吸附行为与动力学特性。结果表明,微波活化蔗渣炭富含微中孔结构,主要分布在2~5 nm,对水中对氯苯酚的吸附值高达165 mg·g-1,5 min内完成饱和吸附量的75%,表明中孔蔗渣炭是去除对氯苯酚的良好吸附材料。值得注意的是,蔗渣中孔炭对对氯苯酚吸附性能与效率均高于以微孔为主的市售炭粉与炭纤维,说明介孔结构的存在可缩短被吸附物质到达吸附活性点的路径,增大多孔炭对水中有机物的捕捉机率,增强多孔炭对水中对氯苯酚的吸附效率。降低溶液pH和温度有利于中孔蔗渣炭对水中对氯苯酚的吸附,吸附行为符合弗兰德里希和雷德利克·彼得森模型,表明吸附呈多分子层的指数分布。     

磷酸活化植物基活性炭对水溶液中铅的吸附

以棉秆与互花米草为原料,采用磷酸活化法制备了低成本的植物基活性炭,通过静态实验研究了其对重金属铅的吸附性能。结果表明,在活化温度为500℃、活化时间为2 h条件下,制备的棉秆和互花米草活性炭比表面积为1 570m2/g和856 m2/g,含氧酸官能团含量分别为1.43 mmol/g和1.27 mmol/g。在25℃下,两种活性炭对重金属铅的Langmuir最大吸附量分别为119 mg/g和111 mg/g,吸附最佳pH为4.3,吸附平衡符合Freundlich方程,离子交换在吸附过程中发挥了重要作用。     

不同孔结构对活性炭动态吸附高浓度甲苯的影响

研究不同孔结构的活性炭对于高浓度甲苯的吸附性能、吸附行为和吸附位的影响。结果表明,微孔活性炭对甲苯的吸附量随着微孔孔容的增大而增大,0.6~1.2 nm的微孔孔容和甲苯吸附量存在良好的线性正相关。当中孔孔容达到微孔孔容的0.32倍时,微孔利用率达到100%,甲苯首先吸附在微孔中,待微孔吸附饱和,吸附位向中孔转移,中孔不仅起到通道作用,同时也起到吸附作用;当中孔孔容继续增大,增加的中孔容量主要起到吸附作用,最高吸附量达565 mg·g-1,是已有研究的2.5倍。随着吸附温度升高,饱和吸附量减少,表明活性炭吸附甲苯是以物理吸附主。     

单质硫改性介孔炭对水溶液中汞的吸附性能研究

对介孔炭CMK-3进行单质硫改性得到OMC-S,并通过静态吸附实验研究了该材料对水溶液中汞的吸附性能。研究结果表明：单质硫改性可以在介孔炭上负载12.33%的硫,从而使得介孔炭对汞的吸附容量从185 mg/g提高到476 mg/g;OMC-S具有较广的适用pH值范围,在pH 3～11.5范围内其对汞的吸附去除率均达到92%以上;氯离子对OMC-S的吸附性能具有一定的抑制作用,原因在于它能和汞离子络合形成一系列吸附性能较差的Hg-Cl络合物,而腐殖酸在所研究的范围内对OMC-S的吸附性能无明显影响。     

磷酸微波活化多孔生物质炭对亚甲基蓝的吸附特性简

以甘蔗渣为原料,采用微波辅助H₃PO₄活化法制备富含含氧酸官能团的中孔生物质炭。通过扫描电子显微镜SEM、傅立叶变换红外光谱FT-IR等技术对生物质炭物理化学性质进行表征,并通过静态实验法,探讨炭样对亚甲基蓝的吸附行为及热力学性质。结果表明,H₃PO₄活化制备蔗渣生物质炭的适宜条件为浸渍比1：1,烘干时间10 h,活化功率900 W,活化时间22 min,在此条件下制得的生物质炭得率为39.2%,碘值为817 mg/g,亚甲基蓝值为229 mg/g,为国家一级品标准的1.7倍。红外光谱分析表明,炭样表面以羟基、羰基、羧基等酸性官能团为主。静态吸附实验表明,Freundlich方程与Redlich-Peterson方程能较好地描述等温吸附行为,表现为优惠吸附。热力学研究表明,吸附吉布斯自由能（ΔG⁰）<0,说明吸附反应是自发过程,而吸附标准焓变（ΔH⁰）>70 KJ/mol,表明亚甲基蓝在制备炭样上的吸附是吸热反应,升温有利于吸附,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。     

腐殖酸对生物炭吸附水环境中雌激素的影响

以玉米秸秆为原料,通过500℃限氧裂解制备生物炭(记为500BC),并采用批量吸附实验对比500BC及腐殖酸负载后生物炭(记为500BC-HA)对于水环境中两种雌激素(双酚A(BPA)和17α-乙炔雌二醇(EE2))的吸附性能及作用机制。结果表明,腐殖酸分子可阻塞部分500BC孔隙,使500BC的孔径、孔容及比表面积下降,负载腐殖酸后,500BC的比表面积由8.43m~2/g减小至4.40m~2/g,孔径从26.1nm减小至3.2nm,孔容由0.018cm~3/g下降至0.001cm~3/g;与500BC相比,500BC-HA对BPA、EE2的吸附能力均明显降低,一方面是因为腐殖酸分子占据了500BC表面的吸附点位并堵塞部分孔隙,使其吸附能力降低,另一方面腐殖酸负载后引入更多的含氧官能团,使500BC表面疏水性降低,与雌激素间的疏水作用减弱。腐殖酸负载质量浓度为0～10mg/L时,增加负载质量浓度对500BC吸附性能影响明显,当负载质量浓度大于10mg/L时,腐殖酸在500BC表面达到饱和,继续增加负载浓度对500BC的吸附性能不再产生影响。     

Preparation of activated carbon using low temperature carbonisation and physical activation of high ash raw bagasse for acid dye adsorption

Activated carbons were prepared from bagasse through a low temperature (160 degrees C) chemical carbonisation treatment and gasification with carbon dioxide at 900 degrees C. The merit of low temperature chemical carbonisation in preparing chars for activation was assessed by comparing the physical and chemical properties of activated carbons developed by this technique to conventional methods involving the use of thermal and vacuum pyrolysis of bagasse. In addition, the adsorption properties (acid blue dye) of these bagasse activated carbons were also compared with a commercial activated carbon. The results suggest that despite the high ash content of the precursor, high surface areas (614-1433 m2 g(-1)) and microporous (median pore size from 0.45 to 1.2 nm) activated carbons can be generated through chemical carbonisation and gasification. The micropore area of the activated carbon developed from chars prepared by the low temperature chemical carbonisation provides favourable adsorption sites to acid blue dye (391 mg g(-1) of carbon). The alkalinity of the carbon surface and total surface area were shown to have complementary effects in promoting the adsorption of acid blue dye. Adsorption of the anionic coloured component of the acid dye was shown to be promoted in carbon exhibiting alkaline or positively charged surfaces. This study demonstrates that activated carbons with high acid dye adsorption capacities can be prepared from high ash bagasse based on low temperature chemical carbonisation and gasification.     

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。     

磷酸活化提升丁烷工作容量并制备高性能汽车碳罐用活性炭

为满足汽车国六排放标准,以木屑为原料、磷酸为活化剂,制备了碳罐用高丁烷工作容量成型活性炭。在制备过程中通过烘焙提质、粒度调控对原料进行预处理,并采用了真空捏合、模孔设计、高温活化等工艺。考察了烘焙温度、原料粒度、浸渍比、真空捏合时间、活化温度、活化时间等制备条件对活性炭性能的影响。结果表明：原料经250 ℃烘焙、破碎至粒度小于0.2 mm及使用孔径为2.5 mm的模具成型,可明显提高制备活性炭的性能;当磷酸与原料浸渍比为1.5∶1,真空捏合为60 min、活化温度为500 ℃、活化时间为120 min时,制备的活性炭碘吸附值为1 028 mg·g⁻¹、亚甲基蓝吸附值为270 mg·g⁻¹、强度为92.4%、丁烷工作容量为152 g·L⁻¹、BET比表面积为1 547.63 m²·g⁻¹,性能可达到碳罐用活性炭TGZ1500指标要求。     

污泥活性炭的制备及其对酸性红G的吸附行为

以城市污水处理厂的脱水污泥为原料,用ZnCl2活化法制备污泥活性炭,并研究其对水中酸性红G的吸附、脱附行为。选取活化剂浓度、固液比、活化温度及活化时间等因素,通过正交实验确定了最佳工艺,即ZnCl2浓度30%,固液比1:2,碳化温度500℃,碳化时间1.5 h。吸附实验结果表明,该污泥活性炭对水中酸性红G的吸附量随着温度升高而增加,在15、25和35℃条件下的最大吸附量分别为153.6、165.6和180.4 mg/g,且吸附等温线能较好用Langmuir方程进行模拟。酸性红G在污泥活性炭上的吸附动力学符合准二级反应动力学模型。污泥活性炭对酸性红G的吸附量随着溶液pH的增大而减小,污泥活性炭的最佳投加量为0.26 g/L。吸附饱和的污泥活性炭可通过碱处理和热处理方法进行脱附,脱附后的吸附剂对酸性红G仍具有很强吸附性能。     

长柄扁桃核壳活性炭的制备及表征

以长柄扁桃核壳为原料采用磷酸活化法制备活性炭,分别研究了温度、时间、浸渍比和磷酸浓度对活性炭吸附性能的影响;进而采用氮气吸附曲线和SEM对最佳工艺条件下的活性炭进行了表征。结果表明,长柄扁桃核壳是一种优质的活性炭原料;当温度为400℃,活化时间2 h,浸渍比2：1,磷酸浓度60%时,得到产率为46.46%,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为1 073 mg/g、255 mg/g,比表面积高达1 740 m²/g,中孔率为73.12%的孔隙发达的高中孔率活性炭。     

微波辐照碳酸钾化学活化法制备菌渣活性炭

以食用菌渣为原料,以K2CO3为活化剂,利用微波辐照加热法制备活性炭。采用正交实验设计,研究了活化功率、活化时间、K2CO3与菌渣质量比、浸渍时间对活性炭碘值及得率的影响。实验结果表明,活化时间、活化功率、K2CO3与菌渣质量比对活性炭碘值影响显著,浸渍时间对活性炭碘值影响不显著;对活性炭得率,各因素影响均不显著。综合考虑碘值和得率2个指标,实验得出的最佳活性炭制备工艺条件为:活化功率560 W,活化时间20 min,K2CO3与菌渣质量比0.8,浸渍时间20 h。     

锆、铁氧化物改性活性炭纤维的制备及其除磷性能

利用锆、铁氧化物对活性炭纤维进行改性,制备了一种新型高效除磷吸附剂——负载锆铁氧化物的活性炭纤维(ACF-ZrFe)。综合运用单因素实验与正交实验对吸附剂的制备条件进行优化,同时利用环境扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析对吸附剂表面性质及反应机理进行了探究。实验结果表明,ACF-ZrFe制备的最佳条件为:锆铁摩尔比7:3,浸渍液中锆铁总浓度0.1 mol/L,超声处理时间10 min。当pH为4时,ACF-ZrFe对磷的吸附效果最显著。NO3-、SO42-、F-和Cl-等共存阴离子对磷吸附有一定抑制作用,其作用强弱顺序为:F- > NO3- > Cl- > SO42-。Langmuir等温吸附模型很好地描述了ACF-ZrFe对水中磷的等温吸附行为,最大吸附量为27.03 mg/g,吸附动力学满足准二级动力学模型,表明化学吸附是该反应的主要限速步骤。红外光谱分析及pH影响实验表明,ACF-ZrFe吸附磷的主要机理为阴离子配位体交换和静电吸附。     

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。