改性活性炭对重碳酸矿泉水中镍、钡的吸附研究

以五大连池南饮泉重碳酸矿泉水为对象,通过活性炭改性、重金属吸附技术筛选降低矿泉水中镍和钡含量的方法,考察该方法下不同实验条件对两者去除率影响,以确定改性活性炭对镍、钡吸附的最佳条件。结果表明:硝酸改性可提高活性炭吸附镍、钡能力;通过硝酸改性以后,活性炭投入量和吸附时间对镍、钡去除率的影响显著(P<0.05);投入量45 g,吸附时间210 min,吸附温度10℃时,改性活性炭可将矿泉水中镍含量降低至4.22μg/L,去除率达93.49%;钡含量降低至60μg/L,去除率达78.02%。

改性活性炭高质高效催化合成2-巯基苯并噻唑

利用HNO_(3)或H_(2)O_(2)氧化活性炭制备得到表面含酸性含氧基团的催化剂,并将其用于催化合成2-巯基苯并噻唑。利用SEM、N_(2)吸附-脱附、HPLC等分析了催化剂的孔道结构及表面酸性含氧基团对催化剂性能及稳定性的影响。实验结果表明,酸性含氧基团对合成2-巯基苯并噻唑具有良好的活性和选择性。催化剂具有适量的介孔比例能有效保障催化剂孔道结构的稳定性,而酚羟基比羧基具有更好的热稳定性,因此用H_(2)O_(2)氧化介孔为主的活性炭ECAC得到的ECAC-H表现出较强的催化活性、选择性和稳定性,采用ECAC-H所得产物中2-巯基苯并噻唑的含量达87.62%(w),收率86.57%。套用10次后,产物中2-巯基苯并噻唑的含量仍有86.93%(w),收率85.92%。该碳基固体酸催化策略可有效抑制副产物的生成,可为实现2-巯基苯并噻唑的高效绿色工业化合成提供依据。

氨水改性活性炭吸附-水合耦合储存甲烷实验研究

活性炭可以通过碱改性的方法有效提高其对客体分子的储存能力。针对适于吸附-水合耦合储存甲烷的椰壳活性炭进行改性,以氨水为改性剂制备了改性活性炭,对比研究了活性炭改性前后的孔隙结构、表面化学变化及其对甲烷储存性能的影响。表征结果表明:氨改性增加了活性炭的比表面积和微孔容积,并减小了平均孔径;改性还影响了活性炭表面官能团组成,降低了活性炭表面O(氧)元素含量并略微增加了N(氮)元素含量,降低了活性炭表面的极性和亲水性。以原炭和NaOH(氢氧化钠)改性炭为对照组,进行甲烷储量实验和动力学实验,发现用体积分数为0.4%浓氨水改性效果最好,在1℃、8 MPa温压条件下储量能达到16.99 mmol/g,是未改性时的1.2倍,且动力学优秀,诱导时间最短为19 min。

低温下改性活性炭对铅锌冶炼烟气中氮氧化物的吸附性能研究

针对传统技术在低温条件下烟气脱硝率低、活性炭吸附速率小等问题,结合温度条件改进研究了一种适用于低温条件的改性活性炭。分析铅锌冶炼排放烟气中的氮氧化物性质,利用氨气催化分离烟气中的NOx,通过扩孔和活化剂进行结构表征改性,增加活性炭比表面积,刺激活性炭吸附能力,以适应低温条件环境。利用Langmuir模型与Freundilch理论,计算活性炭吸附容量与温度、自由度的平衡关系,提高NO_x吸附数据监测与计算的精准度。实验结果表明,加入碳酸钾与羟基铁改进后的活性炭对NOx的脱硝率达到70%~100%,吸附速率最快可达0.7 mg/min。

改性活性炭材料制备及其在净化VOC中的影响因素研究

挥发性有机化合物(VOC)对人体造成明显伤害,活性炭在物理结构上具有显著特点,能够在净化VOC的过程中发挥优势。但是普通活性炭的孔洞结构、比表面积仍然无法满足净化VOC的需求,对其进行改性研究,能够进一步制备出改性活性炭材料,增加其比表面积,发挥其多孔性的优势,对甲醛、香烟烟雾等VOC起到良好的吸附作用。基于此,文章探究改性活性炭的制备方法,优化其结构性能,并对改性活性炭净化VOC的影响因素展开分析,旨在进一步发挥其在净化空气方面的优势作用,实现经济效应和社会效应。

鼠李糖脂协同氮磷共改性活性炭/过一硫酸盐体系去除地下水中氧氟沙星

本研究制备了一种非金属高效催化剂——氮磷共改性活性炭(NPAC),利用鼠李糖脂增强NPAC在多孔介质中的迁移能力和分散性,促进NPAC/过一硫酸盐(PMS)体系去除地下水中氧氟沙星;探究NPAC剂量、PMS浓度、氧氟沙星浓度、达西流速对NPAC/PMS体系去除氧氟沙星的影响。结果表明,在鼠李糖脂的协同作用下,NPAC/PMS体系在多孔介质环境中适用性较广,氧氟沙星的最高去除率达到84.30%。

CuO改性活性炭低温脱硝性能的研究

以椰壳活性炭为载体,采用等体积浸渍法,在不同条件下制备了CuO改性活性炭(CuO/AC)。考察了改性前后活性炭的脱硝性能。结果表明,CuO能大大提高活性炭的脱硝性能。在反应温度250℃时(接近烟气窗口温度),以负载量为5%,焙烧温度为300℃的CuO/AC为催化剂同时脱硝,NOx的脱除率达到94.31%,连续使用44h,催化剂活性没有降低。

H_(2)O_(2)改性活性炭高效催化转化NO_(2)制NO

为了探究含氧官能团对活性炭转化NO_(2)制NO能力的影响,采用过氧化氢(H_2O_(2))对活性炭进行改性。对改性前后的催化剂进行N_2物理吸附-脱附、Boehm滴定、X射线光电子能谱、拉曼光谱等表征并对其转化NO_(2)能力进行评价,结果表明:过氧化氢表面改性增加了活性炭微孔面积和表面含氧官能团的含量,尤其是增加了表面酚羟基的含量,进而促进了NO_(2)在活性炭表面的吸附和催化转化,经质量分数为20%的H_2O_(2)处理后的活性炭的反应性能最佳,在150℃下NO_(2)转化率99.8%。

改性活性炭纤维活化过硫酸盐深度处理焦化废水及降解吡啶

采用NaOH改性活性炭纤维(ACF)活化过硫酸盐(PMS)深度处理焦化废水及降解吡啶.考察了NaOH-ACF投加量、PMS浓度、初始pH值对焦化废水生化出水中化学需氧量(COD)、色度去除效果及吡啶降解效果的影响.结果表明,NaOH-ACF/PMS体系可以有效去除焦化废水中的有机物和色度,并完全降解吡啶.材料表征结果表明,NaOH-ACF具有丰富的表面官能团,吸附和催化性能良好.NaOH-ACF投加量为2.0g/L、PMS浓度为6.0mmol/L、初始pH值为7.0、温度为25,℃反应120min,焦化废水生化出水中COD和色度的去除率分别达85.7%和93.8%,吡啶初始浓度为10mg/L,降解率为100%.发光细菌毒性实验表明,在最佳反应条件下NaOH-ACF/PM体系深度处理焦化废水可以有效脱毒.自由基鉴定实验证实,NaOH-ACF/PMS体系中同时存在硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)和羟基自由基(·OH).气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析显示,焦化废水生化出水中的大分子、复杂有机物在体系中完全矿化或者转化为小分子物质,吡啶通过羟基化和去氢作用可以完全降解.

改性活性炭滤芯对饮用水中砷离子吸附性能的研究

探究了改性活性炭滤芯对饮用水中砷离子的吸附能力。利用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶并将其负载于活性炭粉末上,活性炭粉末与聚乙烯混合压制并烧结制备滤芯,测试其对饮用水中砷离子的吸附性能。采用动态吸附法,分别测试了进口流速、砷初始浓度、pH对吸附效果的影响。结果表明,流速从6 L/h升高到30 L/h时,三价砷离子去除率从95.8%降低到80.1%,五价砷离子去除率从96.3%降低到77.6%。初始砷浓度从200μg/L到350μg/L时,三价砷离子去除率从89.2%降低到78.9%,五价砷离子去除率从90.5%降低到89.3%。三价和五价砷离子分别在pH为9和4的条件下吸附效果最好。另外,Thomas模型能较好地描述改性活性炭滤芯对砷离子的动态吸附行为。改性活性炭滤芯相较于未改性的滤芯吸附效果显著提高,在流速为6 L/h,初始浓度为200μg/L时,砷离子出口浓度低于10μg/L,符合国家饮用水标准。

改性活性炭对SO_(2)和NO_(x)的吸附性能研究

分别采用Cu(NO_(3))_(2)、H_(2)O_(2)和KMnO_(4)对椰壳活性炭进行改性,研究了活性炭微观结构、表面化学性质变化,及其对SO_(2)、NO_(x)等酸性腐蚀性气氛的吸附性能。结果表明,Cu(NO_(3))_(2)改性活性炭比表面积显著降低,平均孔径有所下降,Cu(NO_(3))_(2)微晶分布于活性炭表面及微观孔道内,表面以碳、铜、氧和氮元素为主。H_(2)O_(2)改性活性炭比表面积有所增加,平均孔径减小,H_(2)O_(2)与活性炭表层反应后起到刻蚀效应,引入丰富的微纳孔道结构,使其表面含氧官能团增加,氧元素含量提升。KMnO_(4)改性活性炭比表面积和平均孔径略微降低,KMnO_(4)与活性炭表层反应后含氧官能团增加,反应产物附着于活性炭表面,改变其微观结构。三种方式改性的活性炭对SO_(2)和NO_(x)吸附性能均显著提升,在给定浓度下,Cu(NO_(3))_(2)改性活性炭吸附性能最优,对SO_(2)、NO_(2)和NO的吸附容量分别达到168.30、203.57和124.56mg/g。

三氯化铁改性活性炭(Fe^(3+)-AC)对Cr(Ⅵ)的吸附研究

工业化发展导致废水中含有大量重金属离子,去除重金属离子成为水质净化的研究热点。以活性炭(AC)为主体吸附剂,进行三氯化铁改性,制备出三氯化铁改性活性炭吸附剂(Fe^(3+)-AC),通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。结果表明:三氯化铁已成功改性活性炭,改性后吸附剂Fe^(3+)-AC孔径较AC有所增大,更有利于离子吸附。进一步探究Fe^(3+)-AC对Cr(Ⅵ)的吸附能力,吸附时间为300min,吸附剂投加量为0.2g,pH为6时,吸附效果最好,在此条件下,Fe^(3+)-AC对Cr(Ⅵ)的去除率接近90%,为后续循环吸附研究奠定基础。

改性活性炭吸附废水中污染物的性能与机理研究

酚类物质的污染物对水质的影响越来越严重,利用活性炭技术对其进行吸附处理成为最有效的方法之一。本文利用木质活性炭为吸附材料,对活性炭进行酸碱以及氧化还原等处理,并采用单一变量的方法,研究BPA的浓度对活性炭的吸附影响,并最终确定了吸附达到平衡时的吸附时间,并对废水中NO-3以及Hg2+的吸附情况进行了研究。

磁改性活性炭-非均相类Fenton体系去除水中四环素

环境中四环素(Tetracycline,TC)污染及去除是当前研究的热点问题,用粉末活性炭(Activated Carbon,AC)制备磁改性活性炭(Magnetic-modified Activated Carbon,MAC),建立以去除TC为目标的磁改性活性炭-非均相类Fenton体系,四氧化三铁(Fe3O4)赋予了AC磁性,并可以作为非均相类Fenton反应的催化剂,该体系结合了活性炭法的吸附与非均相类Fenton法的降解,能够更高效地去除TC.通过SEM,EDS,FTIR和XPS对反应前后的MAC形貌、结构以及官能团进行分析,探讨该体系对TC的作用机理.同时考察了时间、MAC投加量、H2O2投加量、溶液的pH对MAC去除TC溶液的影响.结果表明,在TC浓度为50 mg·L^(-1)时,初始pH为3,MAC投加量为0.6 g·L^(-1),H_(2)O_(2)投加量为5.0 mmol·L^(-1),为该体系的最佳运行条件.

高压脉冲放电等离子体协同CTAB改性活性炭去除DB86

印染工业耗水多,同时产生大量色度深、成分复杂的染料废水,制约了相关行业的绿色环保和可持续发展.实验采用多针-板高压脉冲放电等离子体协同CTAB改性活性炭(CTAB-AC)处理直接耐晒翠蓝GL(Direct Blue 86,DB86)模拟废水.通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对活性炭改性,并利用SEM、BET表征手段对改性前后活性炭进行分析.考察了CTAB-AC中改性剂浓度、改性时间以及不同投加量对DB86去除效果的影响.结果显示:在溶液初始浓度C_(0)为100mg·L^(-1),频率f为50 Hz,电压U为22 kV,初始电导率σ为200μs·cm^(-1),电极间距为8 mm,溶液体积为150 mL,气体流量为3.0 L·min^(-1),同时添加0.2 g在CTAB浓度为5×10^(-4) mol·L^(-1)下改性24 h的CTAB-AC,放电40 min后,去除率高达99.65%.高压脉冲放电对吸附饱和的活性炭具有再生作用,并且经CTAB改性后的活性炭比表面积减小,表面粗糙度增加,凹陷空穴增多,活性位点激增,促进了催化反应,进一步加强了对DB86的去除.

pDADMAC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附特性

相对于生化反硝化,吸附法对NO_(3)^(-)的去除速率更快.自然胶体对NO_(3)^(-)的吸附能力有限,研发高效、低成本、制备流程简便的NO_(3)^(-)吸附剂具有重要价值.用聚二烯丙基二甲基氯化铵(pDADMAC)改性活性炭(GAC),提升其Zeta电位,实现对NO_(3)^(-)的高效吸附,并通过改性前后材料的形貌表征,探究其对水中NO_(3)^(-)的吸附机制.结果表明,pDADMAC负载到了活性炭表面,pDADMAC-GAC表面Zeta电位在pH=4—12范围内都得到了提升,因此在较宽的pH范围内对NO_(3)^(-)都有良好的吸附效果.pDADMAC改性后的活性炭(pDADMAC-GAC)对NO_(3)^(-)的吸附量明显提高,约为改性前的3.36—5.06倍.pDADMAC-GAC对NO_(3)^(-)的吸附动力学过程符合准二级动力学,吸附过程以化学吸附为主;在25℃、pH=6、初始NO_(3)^(-)浓度为15 mg∙L^(-1)条件下,准二级动力学模型计算得到的pDADMAC-GAC对硝酸盐的最大吸附量为3.26 mg∙g^(-1).Langmuir吸附等温线拟合效果最好,表明其主要是单分子层吸附.重复性和干扰性实验表明,pDADMAC-GAC具有可重复利用性,水中共存的SO_(4)^(2−)、H_(2)PO_(4)^(-)和Cl−阴离子对NO_(3)^(-)吸附有一定干扰.综上,pDADMAC-GAC具有作为优良的NO_(3)^(-)阴离子吸附剂的潜力.

酸改性活性炭对盐酸四环素的吸附性能研究

利用分光光度法研究改性活性炭对盐酸四环素的吸附性能。结果表明:随吸附时间变化,在0~15 min吸附量快速上升,15 min后吸附量增速逐渐放缓。体系温度和吸附剂质量浓度的变化,会明显影响吸附量和吸附率。25℃时,吸附剂质量浓度达到170 mg/L,吸附率变化接近不变,为较优吸附方案。利用最优吸附条件,改性活性炭的吸附量与未改性活性炭相比提高了19%,其吸附率提高24%。吸附动力学研究表明,其对盐酸四环素的吸附更符合准二级动力学过程。改性活性炭对盐酸四环素的吸附性能相比改性前有明显改善,改性活性炭在净化环境水源中四环素具有潜在的应用价值。

改性活性炭对模拟燃煤烟气中汞吸附的实验研究

为了获得消耗量小、性能高效的燃煤烟气脱汞吸附剂,采用活性MnO2浸渍、FeCl3浸渍和不同温度下渗硫等方法,对活性炭进行了改性,制得一系列改性活性炭吸附剂。采用固定床吸附的方式,对吸附剂在不同条件下的吸附效果进行了测试,筛选出3种高效、廉价的吸附剂,分别为活性MnO2浸渍活性炭、FeCl3浸渍活性炭和600℃渗硫活性炭。和原活性炭吸附剂相比,改性活性炭吸附剂对汞蒸气的吸附能力有较大提高,有效吸附时间大大增加,在有效吸附时间内,穿透率大大降低。改性后的活性炭吸附能力大大提高的原因在于,其吸附过程中,除了物理吸附,还发生了化学吸附。

酸改性活性炭吸附甲苯的性能研究

商业活性炭分别经过1mol/L的硝酸、盐酸、硫酸处理.采用Boehm滴定、傅式转换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪对活性炭样品的物化性质进行测试.以甲苯为吸附质,在283K下进行了固定床吸附实验.研究讨论了改性前后活性炭对甲苯的吸附量影响,计算了相应的动力学参数和吸附能.结果表明:酸改性可以增加活性炭表面酸性官能团的总数量;改变孔径分布.酸改性活性炭对甲苯的吸附量大小顺序为:N-AC,S-AC,AC,Cl-AC.准二阶动力学方程比准一阶动力学能更好地描述甲苯在改性活性炭上的吸附过程;酸改性增大了微孔占有率,提高了吸附速度;酸改性增大活性炭吸附有机气体的吸附能,导致酸改性活性炭与甲苯结合度降低.

净化PH_3和H_2S气体改性活性炭的制备与表征

以工业4号活性炭为载体、制备了金属阳离子改性活性炭，考察了改性活性炭的制备工艺条件对黄磷尾气中PH3和H2S的净化效果的影响；对空白炭、改性炭和吸附饱和活性炭做BET、XPS、TG／DTA分析．结果表明，250℃条件下制备的改性活性炭具有最佳的净化效果；孔径为1×10^-9-8×10^-9m有利于改性活性炭对磷、硫的吸附；改性过程中引入的二价铜离子可以净化PH3和H2S并将其转化为磷酸和硫．