活性炭复合材料对有毒工业气体吸附性能的研究进展

活性炭复合材料结合了活性炭与多种功能材料的优点,在有毒气体治理领域展现出了巨大应用潜力。本文综述了活性炭与分子筛、金属有机骨架材料、金属氧化物、矿物聚合物等进行复合的方法,并详细探讨了这些复合材料用于有毒工业气体吸附的研究进展。通过对比分析,总结了活性炭复合材料在吸附性能上的优势与不足,并展望了其未来的发展方向。

锂离子电池活性材料剥离强度的实验测试方法

锂离子电池电极复合活性材料的开裂和损伤对电池的容量和循环性能具有显著的负面影响.选择合适的粘结剂和材料配方以提高活性材料的粘结强度,对于电池的长期循环使用具有非常重要的意义.然而,复合活性材料在电极尺度的断裂强度非常难以测量.本文提出了一种基于多孔集流体电极剥离实验的定量测量电极复合活性材料断裂性能的测试方法,通过多孔集流体电极剥离实验和无孔集流体电极剥离实验的对比,依据集流体开孔率的不同,获得复合活性材料自身的剥离强度,并进一步通过实验验证了所测复合活性材料剥离强度与集流体开孔几何的无关性.最终,测量了两种商用配方制备的石墨负极剥离强度,通过与相关数据的比较,验证了测量结果的可靠性和本实验方案的有效性.本实验方法可以测量复合活性材料在稳态断裂时的能量释放率,表征材料的粘结强度,对相关的电极材料制备和数值模拟具有重要意义.

基于活性炭复合材料原位修复氯代烃污染地下水的研究进展

氯代烃因泄漏、渗透、外排等原因,进入土壤和地下水中,严重威胁了人们的身体健康。目前,有关地下水中氯代烃修复的研究较多,相关的案例应用均有报道。通过查阅有关活性炭复合材料修复地下水氯代烃的相关文献资料,分析了当前国内外地下水中氯代烃的污染现状,系统介绍了活性炭复合材料原位修复氯代烃的作用机理、影响因素、国内外研究基础以及实际应用。总体而言,该技术可用来解决当前实践中遇到的主要修复挑战,减缓低渗透区残留相的反向扩散和处理低浓度污染羽,以期为我国的地下水修复提供参考。

TiO_2-活性炭复合材料吸附及光催化净化甲醛的研究

超临界乙醇条件下制备的TiO2-活性炭(Sc-TiO2-AC)复合材料,表征了所制备样品的结构,且对样品的吸附及光催化净化甲醛的性能进行了分析。实验表明,在超临界乙醇条件下可快速有效地制备出具很好的光催化与吸附协同效应的Sc-TiO2-AC复合材料。而且协同效应优于活性炭与Sc-TiO2样品的简单混合样品。研究表明产生这一协同效应时,光催化甲醛降解速率加快,同时光催化作用促使被活性炭吸附的污染物向TiO2表面迁移,使活性炭的吸附能力得以恢复,实现原位再生。实验表明,在300℃制备的Sc-TiO2-AC复合材料的甲醛去除率最高。300、350和400℃时的甲醛去除率在实验进行240min后分别达到100%、96%和93%。

氧化镁/活性炭复合材料的制备及其吸附特性

氧化镁/活性炭复合材料性能优良、用途广泛,但制备成本高.以造纸制浆过程中产生的主要污染物——造纸草浆黑液和镁盐为原料制备了氧化镁/活性炭复合材料,用N2吸附等温线、扫描电镜及X射线能谱等方法进行了表征,并研究了其对阴离子染料的吸附特性.结果表明,制备的氧化镁/活性炭复合材料中氧化镁分散均匀,比表面积为480m2/g,孔体积0.31mL/g,平均孔径2.62nm,碘吸附值为856.12～863.56mg/g;氧化镁/活性炭复合材料对阴离子染料的吸附符合伪二级动力学方程;等温吸附线拟合结果显示,吸附过程可用Langmuir等温吸附方程描述;该吸附是自发进行的吸热过程.

苯酚在活性炭复合材料结构化固定床上的吸附动力学

以不锈钢微纤、粉状活性炭和粘合剂为原料,采用湿法造纸和烧结工艺制备出纸状微纤包覆活性炭复合材料;在固定床进出口端分别装填颗粒活性炭(13 cm)和微纤包覆活性炭复合材料(2 cm)形成结构化固定床,测定苯酚在颗粒活性炭固定床和结构化固定床上的吸附透过曲线;考察不同实验条件下苯酚在结构化固定床上的吸附动力学,并采用Yoon模型和无效层厚度理论进行理论分析。结果表明,相对于颗粒活性炭固定床,苯酚在结构化固定床上的吸附透过曲线斜率明显增加,苯酚在结构化固定床上的吸附透过曲线斜率随着进口初始浓度的提高或流体流量的增大而增大;根据无效层厚度理论和Yoon模型分别分析计算,苯酚在结构化固定床上的无效层厚度相对于颗粒活性炭固定床的减少了14%,Yoon模型中的吸附速率常数k值明显增加。因此,采用基于微纤包覆活性炭复合材料的结构化固定床,可以强化床层上的吸附传质过程,并提高吸附床层利用率。

氧化锌/活性炭复合材料的制备与性能表征

将滚压振动磨制备的锌纳米颗粒与普通活性炭按一定比例混合,置于高压反应釜中,在180℃时水热反应24h,制备得到氧化锌/活性炭复合材料(ZnO/AC)。采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析了产物的结构和形貌,采用比表面积法(BET)分析了产物的比表面积,最后研究了复合材料对甲基橙的降解特性。结果表明,复合材料是由氧化锌纳米棒在活性炭颗粒表面上包覆生长而形成的,其中氧化锌具有六方纤锌矿结构。复合材料在紫外光条件下对甲基橙的降解性能明显优于其各自单独使用的效果,表现出良好的协同催化效应。

CVD法制备碳/高活性铝复合材料

采用化学气相沉积技术(CVD),在乙炔气氛、500℃条件下制备了碳/高活性铝复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对复合材料的物相、形貌、组成进行了表征。结果表明,碳/高活性铝复合材料具有特殊的核壳结构及良好的耐水能力。

活性炭/聚苯胺复合材料的制备及吸附性能研究

分别以盐酸、醋酸和十二烷基苯磺酸掺杂,制备聚苯胺活性炭复合材料,用于对废水中有机污染物苯酚进行选择性吸附。结果表明,盐酸、醋酸和十二烷基苯磺酸掺杂都能制得聚苯胺活性炭复合材料,其中醋酸掺杂的活性炭/聚苯胺材料吸附性能最好,对苯酚的吸附效率可达94.7%。

聚乙烯醇/活性炭多孔复合材料处理印染废水研究

将淀粉、活性炭加入聚乙烯醇溶液中与甲醛进行缩醛化制备聚乙烯醇/活性炭多孔复合材料,用该复合材料处理以甲基橙模拟印染废水。结果表明,在聚乙烯醇用量为10 g,活性炭为5 g时,最佳的淀粉和甲醛(37%～40%甲醛溶液)用量分别为10 g和6 ml。研究了再生温度对复合材料再生后吸附率的影响,发现最佳再生温度为50℃。

用超临界异丙醇流体制备TiO_2／活性炭复合材料

在存在超临界异丙醇介质的条件下,将钛酸异丙酯与活性炭反应生成具有光催化与吸附性能协同效应的TiO_2/活性炭复合材料.产生协同效应,可使低浓度污染物快速地表面富集和吸附净化,加快了污染物的光催化降解速率,TiO_2的光催化作用又促使被活性炭吸附的污染物向TiO_2表面迁移,使活性炭吸附能力得以恢复,实现了吸附剂的原位再生.

碳/碳生物活性玻璃涂层复合材料的组织结构研究

通过包埋 -粉末涂刷高温烧结工艺 ,以碳化硅作为过渡层制备出 C/C生物活性玻璃涂层复合材料。采用 SEM、EDS、XRD考察了涂层的组织结构 ,结果表明所制涂层具有多孔结构 ,从基体到生物活性玻璃涂层 ,成分和结构呈连续变化 ,消除了生物玻璃与基体的性质差异 ,实现了在 C/C复合材料表面进行生物活性改性。

水中Ni^(2+)在粒状沸石/活性炭复合材料上的吸附研究

采用廉价的煤矸石为主要原料,添加一定量的沥青粉制备了沸石NaA/活性炭粒状复合材料,并以此作为吸附剂,研究了水溶液中Ni2+在该复合材料中的吸附行为,考察溶液的初始浓度、吸附时间和pH对吸附的影响。结果表明溶液较高的pH值有利于Ni2+在吸附剂上的吸附;随Ni2+初始浓度的增大复合材料的吸附量增大,而Ni2+的去除率随之减小;Ni2+在复合材料上的吸附接近Langmuir-Freundlich等温吸附模型,反映了吸附表面的多相性及两类吸附中心在复合材料上的共存性;吸附速率遵循准二级吸附动力学模型。

羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃复合多孔支架材料对骨缺损的修复作用

目的探讨羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃(PHBV/SGBG)复合多孔支架材料对骨缺损的修复能力。方法将PHBV/SGBG复合多孔支架材料植入兔的桡骨缺损模型中,PHBV/羟基磷灰石(HA)作为实验对照组,利用放射学、组织学、组织切片的计算机图像分析、生物力学测定等方法,观察其降解性、生物相容性以及成骨能力。结果PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,新生骨形成时间早:术后2周,植入材料内部有骨小粱形成,术后8周移植材料四周及内部均有大量新生骨形成,骨缺损区被新生骨填充;骨修复完成时间早:术后12周,新生皮质骨结构清晰,与宿主皮质骨自然连接,新生骨显示出正常骨结构,髓腔再通;抗压力强:12周时所修复骨缺损标本的抗压力,PHBV/SGBG组明显高于PHBV/HA组(P<0.05),而与自体松质骨组间差异无显著性(P>0.05);降解速度快:术后4周材料开始降解,术后12周材料大部分已被吸收,材料与新骨面积的百分比由4周时的60%下降到8%。结论PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,成骨时间早并且修复完全,材料本身可以完全降解,是一种理想的骨科替代材料,亦可以用于骨组织工程的支架材料。

分级多孔石墨烯/活性炭复合材料的制备及其电化学电容性能分析

采用液相共混法,以酚醛树脂和氧化石墨为原料,得到氧化石墨烯/酚醛树脂复合材料,再通过高温碳化和活化工艺,制备出石墨烯/活性炭复合材料.采用循环伏安和恒流充放电测试表征其电化学电容性能,结果表明:该复合材料在0. 5 A·g-1的电流密度下比电容高达197 F·g-1,当电流密度增加到10 A·g-1时,比电容为163 F·g-1,电流增加20倍,电容保持率为83%,在0. 5 A·g-1的电流密度下循环1000次,未见容量有衰减,电容保持率为100%.这表明该复合材料具有优良的电容性能.

活性炭纤维复合材料的脱硫性能

本实验以粘胶基活性炭纤维和酚醛树脂复合,制备出了一种可用于烟气脱硫的活性炭纤维复合材料(ACFM),考察了制备工艺条件对脱硫性能和比表面积的影响,测试其在填充床的压降。结果表明:粘结剂用量、炭化及活化条件对样品的脱硫性能和比表面积有较大的影响;与其他活性炭材料相比ACFM压降相对较低,只有活性炭纤维的1/20。

胶原-生物活性玻璃-聚己内酯复合支架材料促进人牙髓细胞的增殖、迁移和分化

背景:胶原-生物活性玻璃-聚己内酯复合材料具有良好的生物相容性、机械性能及可降解性,对细胞的黏附、增殖及血管生成极为有利。目的:观察胶原-生物活性玻璃-聚己内酯复合支架材料对人牙髓细胞的增殖、迁移和分化能力的影响。方法:分离培养人牙髓细胞,接种在胶原-生物活性玻璃-聚己内酯支架材料上,接种前及接种后第1,3,7,14,24天,采用MTT法检测细胞增殖,采用划痕实验检测细胞的迁移能力,采用ELISA法检测细胞上清液中的碱性磷酸酶活性。结果与结论:(1)与接种前比较,接种于胶原-生物活性玻璃-聚己内酯支架材料上的细胞增殖能力明显增强(P<0.01);随着接种时间的延长,胶原-生物活性玻璃-聚己内酯支架材料上的细胞增殖能力逐渐增强;(2)与接种前比较,接种于胶原-生物活性玻璃-聚己内酯支架材料上的细胞迁移能力明显增强(P<0.01);随着接种时间的延长,胶原-生物活性玻璃-聚己内酯支架材料上的细胞迁移能力逐渐增强;(3)与接种前比较,接种于胶原-生物活性玻璃-聚己内酯支架材料上的细胞上清液中碱性磷酸酶水平明显增加(P<0.01);随着接种时间的延长,胶原-生物活性玻璃-聚己内酯支架材料上的细胞上清液中碱性磷酸酶水平逐渐增强;(4)结果表明,胶原-生物活性玻璃-聚己内酯复合支架材料可促进人牙髓细胞的增殖、迁移和分化过程。

一步浸渍化学活化法制备膨胀石墨/活性炭复合材料

以蔗糖为炭源、磷酸为活化剂,采用一步浸渍化学活化法制备了大比表面积的膨胀石墨/活性炭复合材料;采用SEM和比表面积分析仪对材料进行了表征,研究了磷酸与蔗糖质量比和活化温度对孔结构的影响。结果表明:大部分活性炭沉积在蠕虫状膨胀石墨的表面或以蛋壳状搭接在缠绕空间中,只有少量进入膨胀石墨内部;随着磷酸与蔗糖质量比和活化温度的增大,其比表面积和孔容先增大后减小,材料中微孔逐渐向中孔发展;在磷酸与蔗糖质量比和活化温度分别为0.9和350℃时其比表面积和孔容达到最大值,分别为1 978 m2.g-1和0.931 7 cm3.g-1。

复合镍电极活性材料化学镀镍及其影响研究

随着科技技术的不断发展,化学工业方面也开发出了更多的新技术,以提高化学反应速率。在复合镍电极活性材料研究中,大量实验结果表明,经过化学镀镍可显著提高电极活性与化学材料反应性能,这给我国化工行业发展带来重要影响。本文就复合镍电极活性材料化学镀镍及其影响研究进行探讨。