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...     

氨改性中孔活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附

为讨论表面改性对活性炭吸附特性的影响,用氨改性活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能进行了研究。通过高温氨气吹扫对活性炭进行表面改性处理,观察了改性后活性炭物化性质的变化,研究了氨改性活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附等温关系与动力学,并对吸附前后氨改性活性炭的形貌进行了分析。结果表明,氨改性后活性炭比表面积和总孔孔容均略有增大,活性炭中N元素含量明显增高,含氧官能团数量减少,零电荷点增大。氨改性后活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附效果明显提高,吸附过程数据可用等温吸附方程描述,改性后活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附符合拟二级动力学。Pb(Ⅱ)在氨改性活性炭表面上的附着明显可见。通过红外光谱分析,活性炭表面含氮官能团与Pb(Ⅱ)发生缔合作用。     

改性活性炭对水中铬离子(Ⅵ)的吸附性能

为了研究改性前后活性炭对水中铬离子(Ⅵ)的吸附效果,以磷酸活性炭(PAC)为原料,用10%硝酸改性得到硝酸改性活性炭(N-PAC)及直接蒸发法载铁改性得到载铁活性炭(Fe-PAC)。通过静态吸附研究表明,改性后活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率有较大提高。在常温、自然pH条件下,0.2 g活性炭处理50 mL浓度为100 mg/L的含Cr(Ⅵ)溶液,N-PAC和Fe-PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率分别为79.21%和90.59%,都高于原PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率49.58%。pH从2.2升高到11.92,Fe-PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率从99.86%降低到14.77%,N-PAC则从99.86%降低到3.23%,PAC从97.05%降低到2.53%。温度从25℃升高到70℃,3种活性炭对Cr(Ⅵ)吸附率都有较大提高,都增加到98%以上。且吸附过程较符合Langmuir等温吸附模型。     

麻质活性炭的制备及其对Cu2＋的吸附研究

以废麻为原料,KOH为活化剂制备粉状活性炭,通过静态吸附实验研究了活性炭对Cu2＋的吸附性能,探讨了溶液起始pH值、活性炭投加量、吸附时间、起始Cu2＋质量浓度等对Cu2＋吸附效果的影响。结果表明,溶液pH和活性炭投加量对吸附效果有较大影响,活性炭对Cu2＋的吸附率在60 min内超过50%,初始浓度在10~50 mg/L时,活性炭对Cu2＋的吸附量与起始浓度近似成正比。采用Langmuir、Freundlich吸附等温式对吸附平衡数据进行了拟合,结果表明吸附等温线符合Frenudlich模型。采用傅立叶红外光谱法（FT-IR）分析了活性炭的表面官能团,分析表明活性炭表面酸性官能团可能是吸附Cu2＋的活性中心。     

蚯蚓粪生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附性能

为寻求蚯蚓粪便(EM)新型的资源化利用途径,以 EM 为原料制备生物炭(EMBC),用于吸附废水中 Cu(Ⅱ)。在探讨 EMBC 基本性质的基础上,研究了 Cu(Ⅱ)初始浓度、时间、 pH 、温度、离子强度、 EMBC 投加量等因素对吸附效果的影响,并分析了潜在的吸附机理。结果表明:EMBC 对 Cu(Ⅱ)吸附量随初始浓度和温度的增加而增加;EMBC 对 Cu(Ⅱ)的吸附在 24 h 内可达到平衡;单位质量 EMBC 对 Cu(Ⅱ)的吸附量随 EMBC 投加量的增加而减小,EMBC 对 Cu(Ⅱ)吸附量随 pH 和离子强度的增加先降后升。Freundlich 等温吸附模型能更好地拟合 EMBC 对 Cu(Ⅱ)的吸附行为(R2=1),且二级吸附动力学可以更好地描述吸附过程(R2=0.99),结合傅立叶红外光谱分析,表明 EMBC 对 Cu(Ⅱ)的吸附机制可能是化学吸附作用为主。     

泡沫活性炭的制备及其对丙酮的吸附性能研究

以中间相沥青和原煤为原料,在高温高压下发泡成型,经过高温炭化和水蒸气活化后制得了比表面积为672m2/g、中孔发达的泡沫状成型活性炭(MACFoam).该成型活性炭中含有大量的微米级孔道并具有良好的透气性,可以作为气流通道.由其所装填的吸附床层对丙酮的吸附行为与颗粒活性炭相似,可以使用Yoon-Nelson方程对实验穿...     

微波改性活性炭的吸附性能

利用微波辐照技术代替传统的加热技术在N2气中对煤质活性炭进行改性，以期提高活性炭的吸附性能。通过正交实验法，探讨了微波功率、辐照时间及样品粒径3种因素对改性活性炭吸附效果的影响。结果表明，微波加热提高了活性炭的吸附能力，微波功率和辐照时间是决定改性活性炭吸附性能的关键因素，并通过对改性前后活性炭的孔隙结构和微结构变化进行分析，来讨论其改性机理。     

微波改性活性炭的吸附性能

利用微波辐照技术代替传统的加热技术在N2 气中对煤质活性炭进行改性 ,以期提高活性炭的吸附性能。通过正交实验法 ,探讨了微波功率、辐照时间及样品粒径 3种因素对改性活性炭吸附效果的影响。结果表明 ,微波加热提高了活性炭的吸附能力 ,微波功率和辐照时间是决定改性活性炭吸附性能的关键因素 ,并通过对改性前后活性炭的孔隙结构和微结构变化进行分析 ,来讨论其改性机理。     

氨基改性木屑对水中Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附研究

将木屑用NaClO预处理并进行氨基化改性,制备改性木屑,探讨了直接吸附Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附及木屑改性前后对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附的效果,并研究了pH、实际废水等对吸附的影响。结果表明,吸附Cu(Ⅱ)后再吸附Cr(Ⅵ)比直接吸附Cr(Ⅵ)的效果更好。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附能力比原木屑分别提高78.32%和122.90%。30℃下改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量分别为195.70、555.56mg/g,吸附等温线可用Langmuir模型拟合。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附过程均符合准二级动力学方程。     

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.     

改性稻草秸秆活性炭的制备及其对SO2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SO2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。     

改性硅藻土的制备及其对硝基苯的吸附性能研究

对硅藻土采用酸煮、碱煮和超声预处理,在不同温度下焙烧,然后用氢氧化铁改性得到9种改性硅藻土样品,并研究了改性后样品在不同pH、吸附剂的量、吸附时间、吸附温度下对硝基苯模拟废水的吸附性能。结果表明,酸煮后500℃焙烧下用氢氧化铁改性的硅藻土改性效果最好,并且在pH为5、吸附剂的量为1.0g(以硝基苯溶液250mL计)、吸附时间为120 min、温度为50℃时去除率最高,可达到99.5%,较未改性前提高了50百分点。     

高炉瓦斯泥对Cu(Ⅱ)的吸附

采用等离子体发射光谱、N2吸附和傅里叶红外光谱技术(FT-IR)对高炉瓦斯泥(BFS)进行了表征,测得其BET比表面积为21.13 m2/g、并且含有羟基、酯基等功能性官能团。实验考察了吸附剂用量、pH值、吸附温度、Cu(Ⅱ)初始浓度对高炉瓦斯泥吸附Cu(Ⅱ)的影响,结果表明,当Cu(Ⅱ)初始浓度为100 mg/L时,温度为313 K、高炉瓦斯泥用量为1.5g/L、pH=5时,20 min可达到吸附平衡,吸附率为99.99%。并且吸附过程符合准二级动力学反应模型以及Freundlich吸附等温式,其表观活化能Ea=58.27 kJ/mol,该吸附过程是自发的、吸热的熵增过程。     

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。     

煤基活性炭的改性及其对含铜废水的吸附性能

利用乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)对煤基颗粒活性炭进行改性以提高其对废水中Cu2+的去除效率,探讨了温度、EDTA-Na_2浓度、改性时间和固液比对活性炭改性的影响。结果表明:在124℃、0.14 MPa的条件下,利用0.05 mol/L的EDTA-Na_2溶液改性处理煤基活性炭,当固液比1∶10、浸渍时间40 min时,所制备的活性炭对模拟含Cu~(2+)废水的去除率高达90.8%,而未经改性处理的活性炭对废水中Cu~(2+)的去除率仅为60.9%。采用比表面积和孔径测定(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等对改性前后活性炭表面结构和性能进行表征。在优化条件下制备的改性活性炭羟基含量增多,微晶尺度变小,表面活性位增多,有利于Cu~(2+)的吸附。     

表面改性活性炭对水中头孢拉定的吸附性能

为了研究改性前后活性炭对水中低浓度头孢拉定的吸附效果,探讨了投加量、初始浓度、温度、pH值和时间对吸附去除率的影响。结果表明,经Fe(NO3)3溶液改性后,活性炭对头孢拉定的吸附能力得到加强;经Fe(NO3)3溶液浸渍改性获得的活性炭对头孢拉定的吸附,能很好地与Langmuir型等温方程拟合,线性相关数达0.98以上;吸附过程符合二级反应动力学描述,线性相关数达0.998以上。     

壳聚糖/磁性生物碳对重金属Cu(Ⅱ)的吸附性能

以丝瓜络为原料制备壳聚糖/磁性生物炭(CMLB),并研究了改性前后的生物炭对重金属Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,改性后的生物炭包含γ-Fe2O3纳米颗粒,颗粒尺寸均匀,大小一致。CMLB对Cu(Ⅱ)的吸附量为54.68 mg·g-1,高于原始生物炭(LB)、磁性生物炭(MLB)的吸附量,且能够达到壳聚糖吸附量的86%。整个吸附过程在18 h达到平衡,在pH=5.8±0.1有较好的吸附效果。吸附反应动力学可采用准二级动力学方程拟合,吸附等温线符合Freundlich模型。CMLB吸附Cu(Ⅱ)的机制下包括离子交换、物理吸附和共沉淀。CMLB材料在处理废水后,利用磁铁可将材料从水中分离。CMLB可作为一种吸附剂有效去除水中的重金属,应用前景广阔。     

活性炭表面改性及其对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以HNO3、NaOH、FeCl3和海藻酸钠(SA)为改性剂,采用浸渍法制备了6种改性粉末活性炭,研究其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,以FeCl3直接改性和NaOH/FeCl3复合改性的粉末活性炭(分别标记为PAC-3和PAC-6)对Cr(Ⅵ)的吸附能力最强,在室温(20±1)℃下,处理质量浓度为30 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液25 mL,pH为4.02,PAC-3用量为0.25 g,静置吸附90 min,吸附率可达98%,吸附后的PAC-3可用0.1 mol/L NaOH溶液洗脱,可回收Cr(Ⅵ)。共存物质中,NaNO3和PO34-对Cr(Ⅵ)的吸附基本无影响,Na2CO3和Na2SO4有抑制作用,其中Na2CO3抑制作用最大。初步推测,吸附机制是静电吸引、络合反应、离子交换和还原反应共同起作用。     

巯基改性活性炭对水溶液中汞的吸附性能研究

利用活性炭与巯基乙酸间的酯化反应,制备了巯基改性活性炭AC-SH,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,该改性方法可以在活性炭上嫁接2.31 mmol/g的巯基,AC-SH对汞的最大吸附容量高达556 mg/g;AC-SH的适用pH值范围非常广,在pH 1.5～10.5范围内其对汞的吸附去除率均达到90％以上,最佳吸附pH值范围为3～7;氯离子对AC-SH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。     

改性花生壳对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附机理

以前期制得改性块状花生壳为对象,测定改性花生壳等电点,考察离子强度对改性花生壳吸附Cd2+和Pb2+的影响、吸附前后吸附质溶液pH变化情况及蒸馏水、NaCl、HNO3、柠檬酸和EDTA 5种解吸液对Cd2+和Pb2+的解吸效果,并通过X-射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后的改性花生壳进行表征,推测并证实了改性花生壳对Cd2+和Pb2+可能的吸附机理。结果表明,改性花生壳对Cd2+和Pb2+可能的吸附机理是:Cd2+是通过外层络合、离子交换和内层络合的联合作用被吸附的;Pb2+主要是与改性花生壳上的O、N等活性基团发生内层络合;此外,改性花生壳表面生成的二氧化锰对Cd2+和Pb2+的吸附也起到一定的作用。