水蒸气活化制备生物质活性炭的实验研究

以稻壳、花生壳和玉米芯为原料,采用物理活化法以水蒸气为活化剂制备得到活性炭.分析了水蒸气活化机理,并通过对活性炭得率高低、亚甲基蓝脱色效果强弱的比较,讨论了活化时间(t)、活化温度(T)和水蒸气流量(QH2O)对活性炭的炭活化得率(Cyield)和吸附性能的影响.实验结果表明:随着t的延长和T的升高,3种原料制得的Cyield不断降低,活性炭的吸附性能先升高后降低;随着QH2O的增加,Cyield先降低后升高,活性炭的吸附性能先升高后降低.通过比较,得出玉米芯是3种原料中最佳的制备活性炭的物质,其最佳工艺条件为T=800℃,t=90min和QH2O=15mL/h,所制备的活性炭得率为26.18%,亚甲基蓝吸附值为150mL/g,比表面积为924.48m2/g,孔平均尺寸为2.4nm.

脉冲放电等离子体烟气脱硫中水蒸气活化作用

在脉冲放电电极系统前端添加一套由芒刺状尖嘴和板电极构成的活化电极系统 ,对水蒸气进行活化处理 ,使在脉冲放电脱硫过程中产生更多与水有关的自由基 ,从而提高脉冲放电脱硫效率 .研究了活化电极系统的电晕放电特性 ,水蒸气对脉冲电极系统放电波形的影响 ,活化电极系统的水蒸气活化脱硫作用 ,脉冲放电脱硫中水蒸气活化作用 ;并对活化作用的机理进行了简单探讨 .实验表明 ,水蒸气活化可使脉冲放电脱硫效率提高约 1 0 % .

水蒸气活化法制备松子壳活性炭的研究

以废弃的松子壳为原料,采用水蒸气活化法制备松子壳活性炭,系统研究了炭化温度、活化温度、活化时间、活化剂用量等关键工艺因素对活性炭产品性能的影响,分析其对碘吸附值和亚甲基蓝吸附性能的影响。结果显示,松子壳活性炭最佳工艺条件为:炭化温度为500℃、活化温度为860℃、活化时间为90 min、水蒸气流量为2.5 m L/min,此时松子壳活性炭得率为26.08%,碘吸附值为1 338 mg/g,亚甲基蓝吸附值为300 mg/g。松子壳活性炭孔径主要集中在3 nm左右,其平均孔径为2.396 nm,BET比表面积为105 2.68 m^2/g,总孔容积为0.630 6 cm^3/g,微孔容积为0.355 8 cm^3/g,占总孔容积的56.43%。

超临界水和水蒸气活化制备酚醛树脂基活性炭的对比研究

采用一种新型的活化技术———超临界水活化(650℃,32Pa)和传统的水蒸气活化(800℃)来制备活性炭。用氮气吸附法表征活性炭样品的孔结构,在差热/热重分析仪上考察了原料的热失重行为,对比研究了超临界水和水蒸气活化对酚醛树脂基活性炭孔结构的影响,并探讨了酚醛树脂基炭的炭化程度对活性炭孔结构的影响。研究结果表明:(1)超临界水活化有益于中孔的发展,而水蒸气活化有益于微孔的发展。(2)炭化程度较低的酚醛树脂基炭,在较低的活化烧蚀率时就能得到高比表面积和较高中孔率的活性炭。

水蒸气活化法制备椰壳活性炭的研究

以炭化椰壳为原料,以水蒸气为活化剂制备活性炭,系统分析了水蒸气流量、活化时间、蒸气用量等因素对活性炭性能的影响。结果表明:在活性炭未被过度活化的条件下,活性炭烧失率的大小可以直接反映出其比表面积。活化时间和水蒸气用量是影响活性炭制备成本的两个重要因素,提高水蒸气流量可以缩短活化时间,但会使水蒸气用量增大。孔径分布计算结果显示,活性炭的孔径基本都集中在2nm以下,烧失率越高,活性炭的孔径分布就越宽。

水蒸气活化法制备分子筛炭织物的前驱体

以PAN系预氧毡为原料，在惰性气体N2中炭化后，用水蒸气活化制取分子筛炭织物的前驱体活性炭毡。考查了活化时间、升温速率对活性炭毡吸附性能的影响，并用DFT法、D－A法、H－K法表征其微孔结构。

水蒸气活化法制备稻壳活性炭的研究

研究了水蒸气活化法制备稻壳活性炭的工艺条件,探讨了炭化温度、活化温度、活化时间和水蒸气用量对活化效果的影响。最佳工艺条件为:炭化温度450℃、活化温度900℃、活化时间90 min和水蒸气用量为炭化料的1.5倍,制备的活性炭碘吸附值844 mg/g,亚甲基蓝吸附值138 mL/g,产品得率13.9%。这些指标与木质活性炭相当。且投资少,能耗低,具有良好的经济效益与社会效益。

NaOH催化水蒸气活化制煤基活性炭和氢气

在NaOH的催化作用下,通过水蒸气活化法制备了神府煤基活性炭和H2。探讨了NaOH/煤质量比、活化时间、活化温度等工艺条件对活性炭性能和H2产量的影响。结果表明,在活化温度为700℃,NaOH/煤质量比为0.5,单元活化时间为10 min的工艺条件下,可以制得碘值为635 mg/g,亚甲基蓝值为280 mg/g的活性炭,此时H2产量约17.9 mmol/g煤。

利用水蒸气活化稻壳生产活性炭的研究

研究了水蒸气法活化制备稻壳活性炭的工艺条件,探讨了炭化温度、活化温度、活化时间和水蒸气用量对活化效果的影响。结果表明最佳工艺条件为:炭化温度450℃、活化温度900℃、活化时间90 min和水蒸气用量为炭化料的1.5倍,制备的活性炭碘值844 mg/g,亚甲基蓝吸附值138 mL/g。这些指标与木质活性炭相当。且投资少,能耗低,具有良好的社会效益与经济效益。

一种用水蒸气活化法制活性炭的立式活化炉设计

为了开发新型高效的水蒸气活化法制活性炭的活化设备,选择高铝耐火砖和耐高温、耐腐蚀的310S不锈钢为主要材料,设计一种机械自动匀速加料和出料的立式活化炉,在该活化炉的活化段四周设置冷炉预热用燃气烧嘴,在活化炉中安装多层活化圆盘和刮料耙叶,在活化圆盘上设置环形蒸汽管,并在蒸汽管上均匀开设小孔,使水蒸气与炭料均匀接触,利用活化炉的高温预热水蒸气,确保水蒸气与炭料的活化反应均匀高效。该活化炉具有占地面积小、自动连续加料和出料、活化产量较高的优点。

水蒸气活化法制备炭膜的研究

以童亭萃余煤为原料制备炭膜,采用水蒸气为活化剂调孔,探讨了加水蒸气量、活化温度、活化时间对炭膜孔隙率的影响。结果表明:炭膜的孔主要是微孔和中孔,当水蒸气加入量1.41 mL/min,活化温度800℃,活化时间105 min,最有利于孔隙率的增加,在此条件下制得的炭膜孔隙率为35.8%。可见利用水蒸气活化法调节炭膜的孔隙是可行的。

水蒸气活化法制备松籽壳活性炭工艺

研究了水蒸气法活化制备松籽壳活性炭的工艺条件,探讨了炭化温度、活化温度、活化时间和水蒸气用量对活化效果的影响。结果表明最佳工艺条件为:炭化温度500℃、活化温度950℃、活化时间120 min和水蒸气用量为炭化料的1.8倍,制备的活性炭碘值1144 mg/g,亚甲基蓝吸附值171 mL/g,产品得率15.6%。这些指标与木质活性炭相当,且投资少,能耗低,具有良好的社会效益与经济效益。

水蒸气活化制备超级电容器木质活性炭的研究

为了制备价格低廉、性能优良的超级电容器活性炭,以马尾松为原料,采用常规的水蒸气活化法制备了超级电容器木质活性炭。采用元素分析,N2吸附/脱附等手段分析了活性炭的元素含量和孔隙结构;采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗等方法,分析了活性炭电极在以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐/乙腈为电解质溶液的超级电容器中的电化学性能,考察了活化温度、活化时间对木质活性炭电化学性能的影响规律。结果表明:随着活化温度的升高,活性炭的比电容量先增后降;随着活化时间的延长,活性炭的比电容量也呈现先增后降的变化趋势。在炭化温度900℃、活化温度900℃和活化时间1 h的条件下制得的活性炭比表面积高达1 647 m^2/g,总孔容积1.00 cm3/g;在5 m V/s的扫描速率下活性炭电极的比电容量最高,达到155 F/g,且倍率性能和循环稳定性良好,循环5 000次后比电容量保持率89%;其在有机电解液中的能量密度高达33.6(W·h)/kg。

水蒸气活化法制备长柄扁桃壳基介孔活性炭的研究

以沙漠治理树种长柄扁桃的种壳为原料,采用水蒸气活化法制得了介孔发达的活性炭,并研究了炭化温度、活化温度、活化时间、水蒸气用量对活性炭吸附性能及产率的影响。结果表明:在炭化温度600℃、活化温度850℃、活化时间60 min、水蒸气与炭化料的质量比为6∶1的最佳工艺条件下,制得活性炭样品的产率为12%,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别达到1 175和315 mg/g,介孔率为60.9%,比表面积为1 127 m^2/g,平均孔径2.6 nm,在吸附平衡时间为24 h时,活性炭对水溶液中头孢氨苄的吸附量高达245 mg/g,优于相同条件下制得的椰壳和核桃壳活性炭的吸附能力。

水蒸气活化制备竹质成型活性炭及其对二硫化碳的吸附性能

竹材是重要的林业可再生资源,以竹材代替木材制备活性炭可节省大量木材。以竹粉为原料,经磷酸活化成型后进行水蒸气二次活化,在不同工艺条件下制备了高吸附性能活性炭。通过碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、N_2吸附-脱附等温线、二硫化碳动态吸附量等对所制活性炭的性能进行表征。结果表明:在磷酸浸渍比1.2∶1、活化时间20 min、活化温度450℃,水蒸气活化温度875℃、活化时间1 h、流量3.0 m L/min条件下,制得的活性炭BET比表面积为1 264.60 m^2/g、总孔容积为1.227 cm^3/g、平均孔径为3.88 nm、碘吸附值为1 452.96 mg/g、亚甲基蓝吸附值为307.5 mg/g、强度为91.76%、得率为30.42%;在动态干燥和30%相对湿度条件下,对二硫化碳的单位质量吸附量分别为0.416和0.390 g/g。活性炭对CS2的吸附能力主要与活性炭的孔结构有关,微孔发达、平均孔径小、碘吸附值高的活性炭更有利于CS2的吸附。由于竹材表观密度相对较低,且受到竹材自身组分的限制,所制活性炭的强度低于椰壳活性炭。

刺竹炭水蒸气活化制备柱状活性炭及其吸附性能研究

以刺竹炭为原料,通过粘结、成型和水蒸气活化制得柱状活性炭,研究不同竹焦油添加量、活化温度、活化时间对柱状活性炭性能的影响,结果表明竹焦油用量30%、活化温度850℃、活化时间3 h为最佳工艺条件,其中柱状活性炭碘吸附值为1096 mg·g^(-1)、亚甲基蓝吸附值为131 mg·g^(-1)、得率为43.33%、强度为97.89%,具有良好的吸附性能、较高的得率和强度;此外,最佳工艺条件下柱状活性炭的N_(2)等温吸附线为Ⅰ型,比表面积为875.73 m^(2)·g^(-1)、总孔容为0.471 cm^(3)·g^(-1)、微孔容为0.394 cm^(3)·g^(-1)、微孔率高达83.6%,表明制得的柱状活性炭具有发达的微孔结构。经SEM表征,柱状活性炭的炭粒轮廓清晰可见,炭粒间具有明显的孔隙结构,竹焦油经活化后的残留物较少,主要起到骨架支撑、增强柱状活性炭强度作用。

多管炉水蒸气活化工艺探讨

从工厂实际出发，在多管炉水蒸气活化法生产过程中，对木炭粒度、含水率、水蒸气用量、活化温度、环境温度、烟囱负压等诸因素与活化收率及产品质量的影响作了较深入的探讨，选定了较佳的工艺条件。

二次水蒸气活化制备离子液体超级电容器活性炭的研究

为改善工业物理法产普通活性炭的孔隙结构,提高其作为离子液体超级电容器电极材料的性能,采用水蒸气活化法,分别对煤质活性炭(CAC)、椰壳活性炭(CSAC)和竹基活性炭(BAC)进行二次活化,探讨了工艺条件对活性炭孔隙结构的影响,并利用恒电流充放电、循环伏安曲线和交流阻抗等方法对3种活性炭制作的双电层电容器的电化学性能进行了研究。结果表明:二次水蒸气活化能够显著提高活性炭中孔孔容,从而大大提高吸附性能,3种活性炭的碘吸附值、亚蓝吸附值均相比原料有较大提升;二次水蒸气活化对CSAC的孔隙结构和比电容量影响最显著,二次活化椰壳活性炭的BET比表面积可达1 972 m2/g,电流密度0.5 A/g时,超级电容器的比电容量可达106 F/g,是原料(43F/g)的2.5倍。

K_(2)CO_(3)-水蒸气催化活化制备兰炭基活性炭的实验研究

选取粒度小于6mm的低价值兰炭末,以K_(2)CO_(3)为催化剂,采用溶液浸渍-水蒸气高温活化技术制备兰炭基活性炭,通过计算收率,碘吸附和亚甲基蓝吸附实验,低温N_(2)等温吸附/脱附实验以及扫描电子显微镜(SEM)表征活性炭孔结构特征,重点考察了催化剂溶液浓度、催化活化温度对孔隙结构的影响。研究表明,相比于常规水蒸气高温活化,K_(2)CO_(3)催化作用能缩短活化时间,活化30min已经十分充分。随着活化温度的上升和催化剂浓度的增加,亚甲基蓝吸附值先增大后减小,碘吸附值持续降低。当催化剂浓度为0.6mol·L^(-1),亚甲基蓝吸附值最高,为234.12mg·g^(-1)。催化活化过程的最佳温度是500℃,此时兰炭基活性炭比表面积和孔容积分别为579.32m^(2)·g^(-1)和0.309cm3·g^(-1),材料中孔和微孔均较为发达。用扫描电镜观察了催化活化制备的兰炭基活性炭的表面形貌,其已经没有规整且丰富孔隙形态,表面不再平整,整体杂乱无序,刻蚀痕迹明显。

水蒸气活化法制备椰壳活性炭的孔结构特征

以农林废弃物椰壳在600℃炭化2h后的炭化料为原料，以水蒸气为活化剂，研究了活化温度、活化时间、水蒸气用量对活性炭的比表面积、微孔容积和收率等的影响。结果表明：椰壳炭化料的比表面积仅为185m^2／g，且以中孔为主。在活化过程中，通过提高活化温度和水蒸气用量缩短了活化时间，扩宽了孔径；当水蒸气用量和活化温度较为适宜时，延长活化时间，有利于微孔的形成。活性炭的比表面积、总孔容积、微孔容积可达：1465m^2／g，0．9703cm^3/g，0．7519cm^2／g。并通过非定域密度函数理论（NLDFT）对活性炭的孔径分布进行了表征。