浓硫酸改性煤基活性炭催化合成丙二酸二丁酯

以浓硫酸改性煤基活性炭为催化剂,丙二酸和正丁醇为原料合成了丙二酸二丁酯,考察了醇酸物质的量比、催化剂用量、反应时间等因素对酯化率的影响。最佳工艺条件为:丙二酸50 mmol,n(酸):n(醇)=1:2.5,催化剂用量0.8g,反应时间1.5h,酯化率达99.0%。催化剂可回收使用。

以浓硫酸改性煤基活性炭为固体酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛

以浓硫酸改性煤基活性炭为催化剂,以苯甲醛和乙二醇为原料合成苯甲醛乙二醇缩醛的反应条件进行了研究。较系统的研究了醛醇摩尔比、催化剂用量、带水剂用量、反应时间诸因素对产率的影响。实验结果表明:最佳反应条件为:n(苯甲醛)∶n(乙二醇)=1∶2.3,催化剂用量为反应物料总质量的0.27%,8.0 mL环己烷为带水剂,反应时间70.0 min,苯甲醛乙二醇缩醛收率可达85.4%。该固体酸重复使用4次催化活性基本不变。

煤基活性炭电极材料的改性方法研究现状

煤基活性炭是超级电容器电极的主要材料之一,分析了煤基活性炭的性质与超级电容器性能的关系,介绍了活性炭的表面结构,论述了活性炭表面化学性质的改性方法的研究进展,认为多种方法复合改性是煤基活性炭改性的发展方向,并阐述了电极用活性炭材料的应用趋势。

表面改性对煤基活性炭及其甲烷吸附性能的影响

对活性炭进行氧化改性,用Boehm滴定法、TPD-MS和N2吸附方法对其进行表征,得出活性炭表面含氧官能团的种类和数量,研究含氧官能团对煤基活性炭吸附甲烷性能的影响。Boehm滴定结果表明,改性后活性炭上的含氧官能团含量显著增加,尤其是羧基的含量。采用高斯分峰法对TPD数据进行分析,和Boehm滴定结果一致。N2吸附表明,氧化处理对活性炭的孔分布和比表面积有一定的影响。吸附实验表明改性后活性炭对甲烷的吸附能力明显降低。此外,孔结构的变化对甲烷吸附量的减小起次要作用。

重铬酸钾改性煤基活性炭催化合成环己酮乙二醇缩酮

以重铬酸钾改性煤基活性炭为催化剂合成了环己酮乙二醇缩酮,并获得了较佳合成条件:n(环己酮)∶n(乙二醇)=1∶1.5(摩尔比),催化剂用量为总反应物料质量的2.3%(环己酮质量的4.5%),10.0 mL环己烷作分水剂,反应时间为1.0 h,产率为91.7%,实验结果表明该催化剂具有较高的催化活性。

改性煤基活性炭表面形貌及孔隙结构特性

采用盐酸(HCl)和氢氧化钾(KOH)溶液对煤基活性炭进行了改性处理,通过电镜扫描(SEM)及液氮吸附实验分析了活性炭表面形貌及孔隙结构变化特征。研究结果为活性炭的改性及低浓度瓦斯提纯利用提供理论上的支撑。

硝酸铜改性超级电容器用煤基活性炭电极材料的电化学性能

以印尼褐煤为原料、KOH活化法制备的煤基活性炭,采用硝酸铜溶液浸渍-高温热解法对其进行改性处理,低温N2吸附法对改性前后活性炭的孔结构进行表征,SEM和XRD对改性前后活性炭的表面形态和微晶结构进行表征,并测定KOH对活性炭的润湿性及活性炭电极的恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学性能。结果表明:硝酸铜改性可能使部分孔隙(尤其是微孔堵塞)的比表面积和孔容积降低,但中孔率有所提高;硝酸铜改性可以提高KOH溶液对活性炭的润湿性,在活性炭表面负载氧化铜,提高活性炭对电解液的吸附能力,并产生赝电容效应,提高活性炭的电化学性能。在试验条件下改性硝酸铜溶液的最佳浓度为2%,其电容器的质量比电容可达322 F/g,并使交流阻抗等电化学性能得到改善。

改性煤基活性炭对Cr(VI)吸附性能的试验

研究以改性煤基活性炭为吸附剂对Cr(VI)进行静态吸附试验,探讨了吸附时间、溶液pH、吸附剂质量、Cr(VI)起始质量浓度对吸附剂吸附性能的影响.试验表明,煤基活性炭经改性后,对Cr(VI)具有良好的吸附性能;在室温时酸性条件下能快速达到吸附平衡,Cr(VI)去除率可达99%以上.改性煤基活性炭对Cr(VI)吸附效率明显提高.

煤基活性炭改性及其甲烷吸附能力

针对无烟煤制备成的煤基活性炭,采用酸式改性、碱式改性和联合改性的方法对其进行改性处理.通过低温液氮吸附实验、傅里叶红外光谱技术、高压甲烷吸附实验,分析了煤基活性炭的表面物理、化学结构、甲烷的吸附能力.借助Langmuir吸附等温模型、Freundlich模型进行数据拟合,研究了吸附热力学和动力学特征.结果表明,联合改性后的煤基活性炭比表面积和孔容均明显增大,其中比表面积增大66.66%,总孔容增大30.89%;煤基活性炭的甲烷吸附能力明显提高,甲烷吸附量提升25.686%.煤基活性炭的孔隙结构和表面官能团共同决定了其对甲烷的吸附作用,且较于孔隙结构,表面官能团的极性对甲烷吸附量起主要作用.

高锰酸钾改性煤基活性炭催化合成环己酮乙二醇缩酮

以高锰酸钾改性煤基活性炭为催化剂合成了环己酮乙二醇缩酮,并获得了较好的合成条件,即n(环己酮)∶n(乙二醇)=1∶1.5,催化剂用量为总反应物料质量的3.3%(环己酮质量的6.5%),以8.0 mL环己烷为带水剂,反应时间为2.5 h,产率为89.6%.实验结果表明,该催化剂容易获得,可回收使用,具有较高的催化活性.

改性煤基活性炭吸附对硝基苯酚的研究

对不同煤基活性炭、改性煤基活性炭的表面化学特性及吸附对硝基苯酚的性能进行了研究,结果表明,几种改性煤基活性炭的表面酸性官能团均有所增加,吸附对硝基苯酚的能力有较大差异,其中以H2SO4和K2Cr2O7联合改性效果最为显著。

用浓H_2SO_4-K_2Cr_2O_7改性煤基活性炭催化合成乙酸正丁酯

n-Butylacetate is synthesized using H2SO4-K2Cr2O7 modified coal activated carbon as catalyst.Factors influencing the reaction are discussed.It is showed that the fractional conversion of acetic acid could reach 99.2% when the molar ratio of acid to n-butanol is 1∶1.5,reaction time is 2.5h,the amount of catalyst is as 5.26% as the mass of total reactants.In addition,the catalyst can be used repeatedly and has no pollution to environment.

重铬酸钾改性煤基活性炭催化合成环己酮缩1,2-丙二醇缩酮

以环己酮和1,2-丙二醇为原料,重铬酸钾改性煤基活性炭为催化剂催化合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮并得到了较佳合成条件,环己酮为0.05 mol,n(环己酮)∶n(1,2-丙二醇)=1∶2.0,催化剂用量为总反应物质量的2.9%(环己酮质量的7%),8.0 mL环己烷作分水剂,反应时间为4.0 h,产率为92.7%.结果表明,该催化剂具有较高的催化活性.

改性煤基活性炭负载铁在高氟水处理中的应用研究

研究以改性煤基活性炭为吸附剂对F-进行动态搅拌吸附试验,探讨了吸附时间、溶液pH值、干扰离子等,对改性煤基活性炭除氟性能的影响,试验表明,煤基活性炭经浓硫酸和磷酸改性后,对F-具有良好的去除性能,且用磷酸处理的活性炭除氟效果比用浓硫酸处理的除氟效果好,在一定的条件下其对F-的去除率可达到94%。

改性煤基活性炭在高氟水处理中的应用研究

采用改性煤基活性炭处理高氟水,实验结果表明改性的煤基活性炭吸附反应速度快,最佳的pH为5-8,而且对氟离子具有较好的离子选择性能。

改性煤基活性炭的制备及吸附H_2S的测试研究

普通活性炭吸附H2S的性能不理想,只有经过改性的活性炭方可起到一定的吸附效果。在活性炭中添加适当改性剂或活性剂,可显著增强其吸附特性。本文通过浸渍铜氨络合液制备改性煤基活性炭,并研究了CuO负载量、不同煅烧温度等工艺条件对改性煤基活性炭吸附H2S性能的影响。结果表明:改性煤基活性炭的最佳制备工艺条件为浸渍含4%CuO的铜氨络合液,干燥后在500℃下煅烧;表面负载CuO活性组分极大地提高煤基活性炭吸附H2S的性能。

我国煤基活性炭应用研究现状与发展趋势

煤基活性炭应用是煤炭清洁高效利用的重要组成部分,基于煤基活性炭具有孔隙结构发达、物理化学性质稳定、吸附性能优良、催化性能佳、易再生等特点而被广泛应用于众多领域,因此研究和归纳我国煤基活性炭的应用研究现状与发展趋势具有重要意义。对近年我国煤基活性炭的应用研究进行归纳分析,阐述煤基活性炭在我国主要应用领域的研究特点,具体探讨其在液相吸附(如水处理、食品加工、贵金属回收、医药领域等)、气相吸附(如烟气净化、挥发性有机物处理等)、催化领域(如催化剂、催化剂载体等)以及超级电容器、电极材料、土壤改良、气体分离、香烟滤器等其他方面的应用研究现状,并展望我国煤基活性炭的研究发展趋势。煤基活性炭可广泛用于市政自来水净化、生活污水与工业污水处理、医药废水处理等水处理领域,同时广泛应用于食品的脱色、除味、纯化等食品加工领域,也已将其大量应用于使用活性炭提取黄金等贵金属及与药物合成中间产物提纯和脱色精制等领域。煤基活性炭在气相吸附领域应用主要体现在烟气净化、挥发性有机物处理等,其技术应用具有较高的竞争力与较大的发展空间。煤基活性炭在催化领域应用现状主要体现在煤基活性炭自身对氧化、还原、卤化、脱氢、裂解、异构化等多种反应具有催化作用,也可作为催化剂的载体,另外还可与其负载的其他物质结合形成络合物催化剂从而达到协同催化的效果。未来需重点关注按应用需求分类生产不同类型的煤基活性炭、优质原料煤的可替代性研究、柱状活性炭新型黏结剂开发、活性炭改性新型技术研究与活性炭产业标准体系建立研究等方向。煤基活性炭作为新材料与碳素材料的重要分支,将会在我国经济的可持续发展中发挥着越来越重要的作用。

改性煤基活性炭的吸附性能试验研究

采用酸、碱对煤基活性炭进行表面改性,并以自制吸附装置考察室温下改性前后的活性炭对四氯化碳、苯的吸附能力。结果表明:经酸、碱改性的活性炭对四氯化碳的吸附能力都有所提高,但对苯的吸附性能没有明显改善;用浓度为0.676 2mol/L的硝酸溶液12.5mL酸改性活性炭可用于处理含Pb2+废水。

氨水改性增强煤基活性炭对芘的吸附性能研究

由于持久性有机污染物多环芳烃(PAHs)的高毒性、难降解、远距离迁移特性,使其在环境介质中可产生严重危害,因此,本文研究氨水改性煤基活性炭(CAC)以有效吸附PAHs污染物。通过考察不同氨水浓度、改性温度、处理时间对吸附芘的影响,获得最优改性样品(NCAC)及其最优改性条件:氨水浓度10%,改性温度35℃,处理时间18 h;改性后NCAC比表面积由671.88增加到801.67 mg/g,平均孔径由3.111增加到3.825 nm,表面碱性增加。与CAC相比,改性后NCAC对芘的吸附量显著增加,且吸附行为由单分子层吸附变为多分子层吸附;同时,CAC和NCAC对芘的吸附动力学均符合拟二级动力学方程。上述结果表明:改性的样品NCAC是很好的吸附剂,可以高效快速、大容量地吸附芘污染物,将有很好的应用前景。

煤基活性炭的氧化改性及其对Cd^(2+)的吸附性能

本文以新疆库车煤为原料,采用KOH活化法,在低碱碳比(1:2)条件下制备了比表面积超过1000m^2/g的煤基活性炭.并用不同浓度的硝酸对活性炭进行表面氧化改性,比较了不同氧化程度的活性炭对Cd吸附性能的影响,同时考察了溶液初始浓度、溶液pH值和吸附时间对吸附性能的影响.研究结果表明:采用浓硝酸溶液处理的活性炭具有丰富的含氧官能团、吸附位点多、孔径大,为金属离子的吸附提供了有利条件.由于含氧官能团与金属离子的螯合作用,此氧化改性煤基活性炭对Cd^(2+)的吸附量最大可达到88 mg/g,是未改性前活性炭吸附量的16倍,此材料具有一定的工业应用前景.