几种不同处理方法对活性炭表面化学性质的影响

活性炭表面官能团的种类和数量决定了活性炭的表面化学性质,而化学性质决定了活性炭的表面吸附特性。使用5种常见的处理方法处理活性炭,采用Boehm滴定法,XPS对活性炭进行表征,通过单因素实验系统地考察了活性炭表面含氧官能团及碱度随处理条件的变化,同时通过碱度变化讨论了部分处理方法对于原活性炭表面灰分的去除。结果表明:在处理液150 mL、20℃、200 r/min条件下:50 g活性炭经0.01～5 mol/L HCl处理4 h,活性炭表面碱度降低范围63.2%～76.5%,灰分去除效果好,低浓度的盐酸就能达到较好的灰分去除效果,活性炭表面没有形成大量的含氧官能团;在HNO3浓度1～12 mol/L、处理时间1～8 h、活性炭量25～75 g条件下处理后总碱度降低显著,灰分去除效果优于HCl处理,HNO3氧化作用使活性炭表面形成了大量含氧官能团,总酸度、羧基、内酯基、酚羟基含量均相对于原活性炭增加明显;在H2O2质量浓度5%～20%、处理时间0.5～4 h、活性炭量25～75 g条件下处理后碱性灰分去除不好,活性炭表面没有形成大量含氧官能团,H2O2处理引起活性炭表面化学性质变化较小;在NaOH浓度0.1～2 mol/L、处理时间1～8 h、活性炭量25～75 g条件下处理后碱度增加明显,酸度减小明显,羧基、酚羟基含量降低。50 g活性炭在微波功率100～500 W、处理时间2～10 min、载气流量600～1 400 mL/min条件下经微波处理后,微波热效应导致含氧官能团分解,总碱度增加,总酸度下降,羧基含量、内酯基含量降低,酚羟基含量因条件的不同而变现出不同的变化。     

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。     

玉米芯掺杂对污泥基活性炭性能的影响

针对以城市污水厂剩余污泥为原料制备的污泥基活性炭微孔性差、比表面积低的缺陷,将一定比例玉米芯掺杂到污泥中以期改善活性炭性质。通过对活性炭的比表面积、孔结构、碘值、表面官能团测定以及表面电镜分析,探讨了不同比例玉米芯掺杂对活性炭物理化学性质的影响,并以苯酚和硝基苯为目标物,对比考察所制活性炭对有机物的吸附性能。实验结果表明,随着玉米芯掺杂比例的提高,活性炭微孔体积及比表面积明显增大,但活性炭表面官能团种类及数量变化不明显。所制活性炭表面都以酸性基团为主。结果显示苯酚和硝基苯吸附值与活性炭表面酸性基团含量关系密切,因此,玉米芯的掺杂对苯酚和硝基苯的吸附没有明显的促进作用。     

二级絮凝-活性炭处理实验室无机废水的效果

采用两级絮凝-活性炭吸附法处理实验室无机废水,研究了该方法对重金属、硫化物、挥发酚、苯胺和浊度等的处理效果。结果表明,在絮凝温度、搅拌、曝气及污水pH值调节范围一定的情况下,硫酸亚铁(FeSO4.7H2O)与聚合氯化铝(PAC)结合的二级絮凝方法能有效地降低污水中的重金属和硫化物等污染物。二级絮凝处理中,使用聚合氯化铝(PAC)对一级絮凝中去除效果不好的Cr6+的去除效果显著,去除率达到90%以上;活性炭对苯胺和硫化物的去除效果最佳,去除率都在90%以上。同时,该方法还有效降低了废水的浊度和色度。因此,是一种快速、低成本和工艺简单的处理实验室废水的有效途径。     

粒状羟基氧化铁对废水中硝酸盐的吸附

本实验研究了粒状羟基氧化铁(GFH)对人工配制含氮废水中NO3--N吸附的影响因素、吸附等温线和吸附动力学。结果表明,GFH的吸附平衡时间为80 min,增加NO3--N溶液的初始浓度,去除率下降;pH值为5时GFH对NO3--N的吸附能力最强,pH值升高和降低,吸附能力均下降;GFH对NO3--N的吸附能力随着温度的升高略有降低;在25℃下,以Langmuir方程和Freundlich方程分别对GFH吸附NO3--N的等温线进行拟合,拟合效果以Langmuir方程较好,相关性达到0.9930。GFH吸附NO3--N的过程符合拟二级动力学方程,初始时刻的吸附速率h在35℃时最大,为1.653 mg/(g.mg),吸附速率常数随温度的升高而增大;吸附反应的活化能Ea为54.72 kJ/mol。本研究结果表明,GFH在饮用水脱氮和含氮浓度较低的污水再生回用领域有实际应用的潜力。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

活性炭电极对溶液中NaCl的电吸附行为

用活性炭、酚醛树脂和乌洛托品制备了活性炭电极。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)分析了电极的表面性质,发现电极表面的黏结剂可完全碳化,且活性炭上带有大量含氧官能团;利用电化学工作站采用循环伏安法对电极进行了测试,表明电吸附是一稳定而又可逆的过程,电极电流的最大值由碳化前的0.019 8A升至碳化后的0.042 7A,双电层电容提高到碳化前的2.16倍;对NaCl的电吸附实验表明碳化后电极的电吸附率是碳化前的1.59倍,活性炭的吸附容量也由1.14mg/g提高到3.29mg/g,且活性炭电极具有良好的重复利用性。     

电厂燃煤过程中汞控制技术研究

燃煤电厂汞控制技术分燃烧前、燃烧中和燃烧后脱汞,燃烧后脱汞技术为主要汞控制排放工艺,其中吸附剂吸附方法的研究较为广泛。基于国内外近几年燃煤电厂烟气脱汞技术的研究,综述了汞控制技术的最新进展。     

微波协同活性炭处理偶氮染料废水的研究

以粉末活性炭为催化剂,采用微波协同活性炭工艺,对偶氮染料(酸性芷青GGR和酸性嫩黄G)废水进行处理。考察了活性炭用量、微波功率、辐射时间、偶氮染料初始浓度对2种偶氮染料去除率的影响。实验结果表明,酸性芷青GGR初始质量浓度为100mg/L、活性炭用量为12.5g/L、微波辐射时间为10min、微波功率为500W条件下,酸性芷青GGR的去除率可达90.28%;酸性嫩黄G初始质量浓度为100mg/L、活性炭用量为10.0g/L、微波辐射时间为8min、微波功率为500W条件下,酸性嫩黄G的去除率可达95.87%;微波协同活性炭处理2种偶氮染料的反应均呈现一级反应动力学特征。     

CuO-CeO2/AC吸附燃煤烟气中元素汞的实验研究

通过活性炭负载CuO和CeO2来制备吸附剂,采用固定床吸附方式,在不同反应条件下对吸附剂的吸附性能进行测试,筛选出去除效率最好的吸附剂,并通过BET和XRD对吸附剂的理化性质进行分析。结果表明,CuO和CeO2的加入大大改变了原活性炭的比表面积和孔结构,改善了活性炭的吸附性能。CuO-CeO2/AC中CuO和CeO2质量比不同,对汞的去除效率也不同,在1∶2时去除效率最好;CuO-CeO2/AC中所负载的CuO和CeO的总量为5%时,能大大促进汞的吸附效率,增长有效吸附时间;CuO-CeO2/AC对汞的吸附性能随反应温度的增加呈先增加后减小的趋势,在80℃时达到最大值。