炭基材料吸附水体重金属污染物的研究进展

重金属难以降解且具有富集性,是一种极具危害的污染物。近年来,重金属污染事件不断增加,严重威胁着生态环境和人体健康。目前,治理水体中重金属的方法主要包括离子交换法、化学沉淀法、膜分离法和吸附法等。其中,吸附法因其操作简单、原料来源广泛、成本低、可回收等优点得到广泛应用。而炭基材料作为多孔材料,具有孔隙结构丰富,比表面积大等特点,被看作为理想的吸附剂并对其开展了大量研究。本文综述了近年来各种常见的炭基材料在处理水环境重金属污染方面的研究进展,在此基础上对吸附法处理重金属污染的应用前景进行了展望。

炭基材料固定化真菌漆酶在污水处理领域的应用

漆酶是一种多功能含铜氧化还原酶,被广泛研究或应用于多个学科领域.然而,实际应用中,漆酶因成本昂贵、易流失,稳定性不足等缺陷,限制了其工业化应用和商业化价值.炭基材料固定化真菌漆酶技术提供了一种值得探索的途径,来改善真菌漆酶的贮存稳定性、催化氧化活性、以及重复使用的性能.本文详细介绍了真菌漆酶的来源、结构和性质;系统归纳了生物炭、活性炭、碳纳米管、石墨烯等炭基材料固定化真菌漆酶的物理-化学方法(物理吸附、诱捕包埋、共价结合、交联聚合);概述了酚类、雌激素、染料、药物等环境有机污染物在炭基固定化真菌漆酶复合材料上的去除效果和循环性能,并深入讨论了化合物在炭质界面的吸附机制(如疏水性作用、π-π作用、孔隙填充等)和固定化真菌漆酶利用氧化还原电势差催化氧化有机物的反应机制.本文旨在为真菌漆酶固定化载体材料的选择提供参考依据,也将为开拓固定化真菌漆酶应用于有机污染治理的视野提供技术支撑.

基于PLC的炭基材料生产装备自动控制系统优化

为提高现有炭基材料生产装备自控系统的控制精度,满足更高要求的生产工艺,直观体现核心设备炭化炉生产状态,控制净化气体管路压力安全可靠运行,对现有炭基材料生产装备自控系统进行优化。通过引入串级控制进行炭化炉内温度调节,增加PLC工艺参数采集点位,设置热成像系统提供炉内运行信息数据支持,增加净化气路安全压力检测放散装置等措施,最终实现生产装备稳定、高效的工艺生产要求。

V_2O_5/炭基材料用于烟气脱硫脱硝的研究进展

燃煤烟气污染是我国可持续发展需要重点解决的环境问题。目前国内外使用的均是偏离排烟温度的单一污染物控制技术,几种技术串连实现多种污染物排放控制的成本较高。炭基材料由于其独特的性质,不仅可在排烟温度范围脱除烟气主要污染物——硫、硝、汞等,而且可以实现这些污染物的同时脱除。活性焦作为较为廉价的炭基材料,已经在国外实现了工业应用。过去10余年的研究表明,V2O5/活性焦的脱硫、脱硝、脱汞活性显著优于活性焦自身,也优于其他金属氧化物改性的活性焦,有望成为新一代烟气污染物排放控制技术的核心催化剂。本文总结了过去10年中V2O5/活性焦的研究进展,重点展示了脱硫和脱硝过程中的原理性认识,得出V2O5的低温氧化性是其促进多种污染物脱除的共性原因。可以看出,我国在这方面的研发中做出了重要贡献,形成了系统、深入的研究成果。

炭基材料用于烧结烟气脱硝的可行性探讨

烧结烟气脱硝是当今国内外脱硝研究的一个热点和难点,而炭基材料由于其特有的物理化学性质是最具潜力的脱硝吸附催化剂,广泛用于各种烟气的脱硫脱硝。本文主要介绍了炭基材料在烧结烟气脱硝中的应用,并阐述了炭基材料催化剂的基本脱硝机理及改性炭基材料催化剂在烧结烟气脱硝中的影响,最后对炭基材料催化剂在烧结烟气脱硝中的应用前景进行了展望。

炭基材料催化剂在烟气脱硫脱硝中的应用

炭基材料催化剂由于其化学稳定性良好、比表面积大、热导性能优良和吸附量大而被用于广泛的用于烟气脱硫脱硝催化剂的研制中。首先本文从炭基材料本身的结构特性出发,概述炭基材料本身作为催化剂进行烟气脱硫脱硝的原理,其次总结了在炭基材料表面负载各种金属氧化物后对烟气脱硫脱硝中的影响,最后对炭基材料催化剂的发展前景进行了展望。

炭基材料的抗氧化防护

概述了炭-石墨材料抗氧化防护研究的发展历程，比较了几种防护方法的优缺点，并指出了炭基材料抗氧化防护研究的发展方向。

炭基材料同时脱硫脱硝技术研究进展

随着烟气脱硫和脱硝技术的发展,各国都开展了烟气同时脱硫脱硝技术的研究。介绍了目前国内外不同炭基材料同时脱硫脱硝技术的原理及研究进展,并对其在烟气同时脱硫脱硝中的发展趋势做出了评述。

人工湿地植物炭基材料特性及铁碳微电解填料制备

以人工湿地中典型植物为原料制备了不同条件下的炭基材料,并对其产率和结构特性进行了分析;同时考察了铁碳质量比、膨润土配比和焙烧温度对铁碳微电解填料除磷和化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)性能的影响,优化了植物基铁碳微电解填料的最佳配比和制备条件。结果表明:炭基材料主要由C、H、O和N四种元素构成,其芳香度和晶体化程度随着热解温度的升高而显著增加,同时孔隙结构进一步发育,而产率、亲水性和极性明显降低。通过单因素实验,确定了植物基铁碳微电解填料的最佳质量配比为112∶24∶40.8∶8.84,最佳焙烧温度为700℃,且焙烧过程中对Fe0的保护效果较好,保证了足够的微电池数量,但也有部分Fe2+和Fe3+的形成。

炭基材料干法脱除硫化氢的研究进展

炭基材料因其发达的孔隙结构和丰富的官能团而被广泛用于H2S的干法脱除,基于其在脱硫过程中所起作用的不同可分为两大类:一类是利用炭基材料本身的物化特性直接作为吸附剂脱除H2S;另一类是炭基材料作为载体负载金属氧化物制备成吸附剂,利用金属组分与硫的作用脱除H2S。本文详细综述了炭基材料干法脱除H2S的研究进展,具体分析了不同类型炭基吸附剂脱除H2S时的温度、气氛等条件对其脱硫行为的影响以及改性活化方法和制备工艺与其脱硫能力间的关系。由于炭基材料干法脱除H2S的过程相对湿法脱除省去换热过程,且炭基材料廉价易得,有很高的脱硫率,所以其比传统的脱硫工艺更具优势和研究前景。

生物炭基材料活化过一硫酸盐降解有机污染物的研究进展

水体中难降解有机物对人体和生态环境存在潜在威胁,开发高效、环保和低成本的催化体系对修复此类废水具有重要意义.生物炭基材料-过硫酸盐高级氧化体系在污水处理领域有广阔的应用前景,为了进一步明确生物炭基材料活化PMS(过一硫酸盐)降解有机污染物的性能及微观机制,综述了生物炭、(非)金属元素掺杂生物炭和金属氧化物-生物炭复合材料3种典型生物炭基材料活化PMS降解有机污染物的催化活性及界面反应机制.结果表明:生物炭基材料表面催化位点(如含氧官能团、缺陷、持久性自由基、金属原子等)可通过自由基或非自由基方式促进PMS活化,进而促进SO_(4)^(-)·(硫酸根自由基)、·OH(羟基自由基)和O_(2)^(-)·(超氧自由基)等活性物种的产生,最终增加相应体系的催化活性;使用(非)金属元素掺杂或者负载金属(氧化物)能够显著改变生物炭电荷分布和活性位点,进而增加生物炭基材料的催化活性.但目前的研究仍存在一些不足,如多种活性位点在生物炭基材料活化PMS过程中的协同作用机制尚不明确,杂原子共掺杂生物炭或生物炭负载单原子催化剂在PMS体系中的催化活性及机制、自由基非自由基方式的协同作用机制也兹待研究.此外,污染物自身结构特性对生物炭基材料催化活性的影响机制也有待进一步探讨.

炭基材料负载型低温NH_3-SCR脱硝催化剂的研究进展

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一,对人体健康和生态环境造成了严重危害。低温选择性催化还原(SCR)技术是近年来烟气脱硝领域的主要研究方向。炭基材料具有较大的比表面积、发达的孔隙结构等特点,在SCR脱硝方面被广泛用作催化剂载体。本文综述了炭基材料包括活性炭(焦)、活性炭纤维、碳纳米管、石墨烯及碳包覆负载型催化剂在低温NH_3-SCR脱硝领域的研究成果与进展,阐述了表面官能团、反应条件及稀土元素等因素对炭基材料负载型催化剂脱硝性能的影响,并且讨论了炭基材料负载型催化剂的催化反应机理。指出采用多种手段改性催化剂,优化其中低温脱硝性能与稳定性,深入探究催化剂表面反应物种的吸附-活化行为和催化反应路径是炭基材料负载型低温NH_3-SCR催化剂研究的重点。

生物质炭基材料在有机催化转化中的应用

近年来,生物质因具有富碳可再生、储量丰富、环境友好、价格低廉等特点被作为原料广泛应用于制备生物质炭基材料。本文综述了以生物质为原料衍生炭基材料作为催化剂在有机转化反应中的相关研究进展,重点介绍了杂原子掺杂、金属杂化策略所制备炭基催化材料在液相催化加氢、氧化、偶联等有机转化反应中的催化性能,进而阐明了炭基催化剂与催化活性之间的构效关系。最后,本文总结了生物质炭基催化剂在有机催化反应中的优势,指出了目前生物质衍生炭基催化剂材料合成和有机转化研究领域面临的挑战,并对此领域的未来发展趋势进行了分析与展望。

炭基材料低温SCR烟气脱硝催化剂的研究进展

燃煤电站机组低温SCR技术研究是近年来烟气脱硝技术研究的主要方向,低温SCR催化剂是该技术的核心,炭基材料因其比表面积大和孔隙结构发达在低温SCR催化剂研发中占重要地位。综述炭基材料包括活性炭、碳纳米管、活性炭纤维、碳包覆材料和活性焦在低温SCR催化剂的研究进展,对多种炭基材料的催化反应机理进行阐述,总结水和二氧化硫对炭基材料催化剂性能的影响,为炭基材料在低温SCR催化剂进一步研究提供参考。

燃煤电厂烟气脱硫的技术选择——炭基材料吸附法

现行烟气脱硫方法很多。文章论述了燃煤电厂选择炭基材料吸附法烟气脱硫的可行性及其依据。

炭基材料对冷轧生化出水有机物的吸附性能研究

本文采用扫描电子显微镜等技术研究不同炭基材料对冷轧生化废水中有机物和金属离子的吸附性能。试验数据表明炭基材料吸附对冷轧生化出水中有机物具有良好的去除效果,但对金属离子并没有明显的吸附去除效果。本研究可为炭基材料吸附技术应用于冷轧废水中有机物的吸附脱除提供了技术参考。

电位滴定法表征炭基材料表面官能团进展研究

炭基材料表面官能团影响炭基材料表面酸碱性,同时影响炭基材料对重金属以及有机污染物的吸附能力。探索和建立炭基材料表面官能团的表征方法可以为深入研究炭基材料与污染物的吸附机理奠定实验方法上的基础。电位滴定法是一项有效的官能团表征手段,但目前相关文献尚未对该方法在表征炭基材料表面官能团的研究进行总结。本文从电位滴定法的方法学、电位滴定法的原理、影响电位滴定法的因素、电位滴定法的优缺点等四个方面出发,总结了电位滴定法表征炭基材料表面官能团的研究进展,以期为采集和处理电位滴定数据提供思路。

湖南宁乡建全球首个炭基材料生产基地

据媒体报道，湖南新文象投资有限公司拟投资2亿元人民币在湖南宁乡经济开发区建设环保炭基材料生产基地，并已于近日举行签约仪式。该项目基地为全球首个炭基材料生产基地，也是全球唯一的炭基材料生产基地。该项目总占地面积达106．8亩，分二期建设，设计年产值10亿元，预计年税收4000万元。新增就业人数近千余人。一期工程将于七月份开工建设，预计年底之前可实现量产并上市。

生物质炭材料活化过硫酸盐降解有机污染物的研究进展

作为经济、易得的含碳材料,生物质炭已应用于高级氧化领域。以硫酸根自由基为基础的高级氧化工艺是降解有机污染物的有效方法之一。本文综述了过硫酸盐的特点及其氧化降解有机污染物的反应原理,重点分析了生物质炭材料的非金属改性(氮掺杂、硼掺杂和硫掺杂)、金属改性、表面修饰等改性方式对其活化过硫酸盐降解有机污染物的影响,讨论了生物质炭基催化剂对典型有机污染物的降解效果与机理,并展望了生物质炭基材料在活化过硫酸盐降解有机污染物领域的技术挑战和发展前景。

生物炭基复合材料对镉污染土壤理化性状和小白菜生长的影响

采用盆栽试验研究了生物炭基复合材料(MPC-BC)不同添加量(质量比1%、3%、5%,记为T1、T2、T3处理)对土壤理化性质、镉(Cd)形态转化以及小白菜生长、生理特性及Cd吸收的影响。结果表明:添加MPC-BC能显著促进Cd胁迫下小白菜的生长,与不添加MPC-BC(CK)比,小白菜株高、地上和地下部生物量显著增加,T3处理增加最多,分别较CK提升78.11%、137.72%和60.64%;随着MPC-BC施入量增多,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,丙二醛(MDA)含量显著降低,T2处理小白菜叶片SOD、POD和CAT活性最高;小白菜中Cd含量随MPC-BC施用量增加而减少。添加MPC-BC处理土壤pH降低0.13~0.42个pH单位,土壤电导率增加了6.92%~137.6%,土壤全氮、速效钾、有机质含量和阳离子交换量升高,但土壤有效磷含量降低。添加MPC-BC可有效降低土壤中有效态Cd含量,同时促进弱酸提取态Cd和可还原态Cd向残渣态Cd转化。因此,复合材料能有效地固定污染土壤中的Cd,缓解Cd胁迫对作物的伤害,本试验条件下配施3%的MPC-BC修复效果最佳。