生物基活性炭纤维活化机理及应用研究

综述了生物基活性炭纤维(BACF)的结构与原材料特征,详细的分析其物理、化学活化方法的机理,并讨论其在环境领域的应用,提出发展中的不足和建议。

生物基活性炭对有机-水共混溶剂中的甲基橙吸附平衡与动力学研究

探究生物基活性炭对有机-水共混溶剂中的甲基橙的吸附性能、吸附平衡和动力学研究。结果表明,生物基活性炭对甲基橙的最大单层吸附量为80. 4 mg/g。相比准一级动力学模型,准二级动力学模型更适合于描述有机-水共混溶剂中活性炭吸附甲基橙的过程。

生物质基活性炭处理重金属废水研究进展

综述了生物质基活性炭用于处理废水中重金属离子常用的制备方法,影响其处理效果的因素。指出通过深入研究活性炭表面的理化性质对重金属离子吸附性能影响,获得孔隙结构和表面官能团对重金属离子吸附量的函数关系,优化制备工艺,可以大大提高对重金属离子的吸附性能,并对今后的研究方向进行了展望。

超级电容器用生物质基活性炭电极材料研究进展

生物质基活性炭是超级电容器电极常用的的炭材料之一。综述了近年来制备生物质基活性炭材料的原料种类、活化方法、加热方式和表面改性处理技术,揭示各因素对其孔隙结构、表面特性与电化学性能的影响,归纳总结出生物质基活性炭电极材料的未来发展方向,旨在为其制备和性能优化提供技术参考。

超级电容器用生物质基活性炭材料的开发研究

采用农作物加工副产品稻壳作为碳源,通过炭化和活化工艺制备生物质基活性炭材,XRD和SEM测试结果显示采用该工艺制备的高性能活性炭纯度较高,具有多孔结构形貌;氮气吸脱附试验测得稻壳基活性炭(RHC)的BET面积高达2 828 m2/g,为中孔和微孔结构;电化学性能测试结果表明稻壳基活性炭具有稳定的电容性质、较高的比电容(173 F/g)和良好的循环寿命。一系列的测试证明所制备的稻壳基活性炭是一种优秀的超级电容器电极材料。

均匀设计法优化改性生物质基活性炭制备工艺

以废弃紫苏梗为原料,采用原位FeO_(x)掺杂法,以吸附处理Cr6+为探针,考察反应体系pH值、焙烧时间、焙烧温度和FeO_(x)掺杂摩尔量等因素,运用均匀设计法优化获得活性炭改性制备适宜参数,制得改性生物质基活性炭(FeO_(x)/AC),采用Boehm滴定法,分析检测FeO_(x)/AC表面含氧官能团;采用FTIR、SEM、BET、XRD、TG和VSM等现代分析技术表征制备活性炭物相结构。结果表明,制备FeO_(x)/AC最适宜参数为:反应体系pH值为5,焙烧时间为3 h,焙烧温度为400℃,Fe掺杂摩尔量为0.0003 mol。Boehm滴定结果表明,FeO_(x)掺杂负载后FeO_(x)/AC表面含氧官能团含量增加;表征结果表明,FeO_(x)/AC表面成功负载Fe_(3)O_(4),具有明显的磁性能;表面明显可见均匀的蜂窝孔,其孔径增加,比表面积和孔容降低;FeO_(x)掺杂负载后增加了FeO_(x)/AC的热稳定性。

松子壳基活性炭的制备及其性能研究

以松子壳为原料,分别以NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3为活化剂,采用化学活化法制备松子壳基活性炭。将经预处理的松子壳粉在500℃炭化2h,按照活化剂和活性炭质量比2∶1混合均匀,在800℃下活化2h以制备松子壳基活性炭。利用傅里叶变换红外光谱对活性炭的表面官能团进行测定,并使用扫描电子显微镜表征样品形貌。松子壳基活性炭的碘吸附值按照国家标准方法测定。循环伏安、恒流充放电通过三电极体系测定。结果表明,KOH活化制备的松子壳基活性炭碘吸附值最大(1482.04mg/g);循环伏安测试表明KOH活化制备的活性炭响应电流最大,性能最优异;当电流密度为7.8125 A/g,KOH活化制备的活性炭对应的放电比电容值仍为175.78F/g,说明该电极材料电容性能较好,是良好的储能材料。

超级电容器活性炭电极材料制备方法的研究综述

超级电容器作为绿色高效的储能装置,其电化学性能受电极材料决定,活性炭是目前应用最广泛、技术最成熟的电极材料。活性炭的制备方法影响其物性特征,从而影响其电化学特性。本文在简介不同活性炭制备方法的基础上,选取最具代表性的前驱体进行进一步分析,结合各种方法制备而得的活性炭参数,总结出碳材料物化特性与电容器性能之间的关系,明确电化学性能影响机制。此外,还总结了不同工艺的优缺点,为接下来优化制备工艺指明方向。

张掖黑河湿地水质评价及水中污染物去除研究

湿地因其在含蓄水源、改善城市小气候、增加生物多样性等方面起着巨大的生态作用而被人们广泛研究,影响湿地生态的重要因素是水质和水量。文章首次对张掖黑河湿地全面布点,全覆盖监测,对监测点的水质情况进行季节性分析,并用改进的内罗梅污染指数法对2020年监测点的水质进行评价,为应对急性水污染事件,探索了生物基活性炭污染物去除法。结果表明,活化的生物质基活性炭对水中氟化物的去除率可达到80.2%,说明生物质基活性炭去除污染物具有可行性。研究成果为当地的湿地保护工作提供有效的数据支撑和评估方案。

生物质基活性炭负载镍对Cr~Ⅵ的催化吸附性能研究

为了有效处理污水中的重金属铬,本文利用废弃物甘蔗渣负载镍和氮,制备出一种高催化性能的活性炭用于降解吸附污染水体中的CrⅥ.利用BET、SEM、Raman、XRD、XPS等手段对负载镍生物质基活性炭进行理化性质表征,对其催化吸附CrⅥ的性能进行评估并探究了其催化吸附机理。结果表明,在甲酸作为辅助催化剂时,负载镍生物质基活性炭对CrⅥ的最大降解量高达824.38mg/g,并且循环性能优良,活性位点有较高稳定性。而其催化吸附过程涉及到含氧官能团与Cr的络合作用、单质镍与CrⅥ氧化还原反应、Ni3+和Cr3+共沉淀等作用。

生物质基多级孔活性炭-聚苯胺复合材料的合成及其电化学储能性能

为制备高性能、低成本的储能器件,本文通过简单的一步原位化学聚合的方法制备了生物质基多级孔活性炭-聚苯胺复合材料(HAC-PANI),并探讨了其在超级电容器(SCs)及锌离子混合超级电容器(ZHSCs)领域的应用。研究结果表明,复合材料中HAC的分级多孔结构和高的比表面积为PANI提供了生长位点,有效减少了PANI的团聚现象,并能促进电化学储能过程中电解质离子的传输,降低界面电荷传递电阻。当HAC与苯胺单体(AN)的质量比为1∶2时,PANI纳米颗粒均匀生长在HAC基底上,所得复合电极材料(HAC-2PANI)的电化学储能性能达到最佳,在三电极体系下质量比电容高达415.6 F·g^(−1)(@1 A·g^(−1))。二电极体系下,基于HAC-2PANI的全固态超级电容器(s-HAC-PANI-SC)质量比电容为217.4 F·g^(−1)(@1 A·g^(−1))、能量密度为26.5 W·h·kg^(−1)、功率密度为1875.0 W·kg^(−1)。由于PANI中赝电容的引入,以HAC-2PANI为阴极、Zn箔为阳极所构建的锌离子混合超级电容器(HAC-PANI-ZHSC)在0.2 A·g^(−1)的电流密度下呈现出高的比容量(91.8 mA·h·g^(−1))、能量密度(64.3 W·h·kg^(−1))和功率密度(140.0 W·kg^(−1)),并具有良好的倍率性能和循环稳定性,表明了生物质基活性炭复合材料在高性能、低成本电化学储能器件中潜在的应用前景。

水稻秸秆改性碳担载PdAu纳米催化剂对乙醇电氧化性能研究

直接乙醇燃料电池是一种具有替代化石燃料潜力的可再生能源,开发促进乙醇氧化的高性能电催化剂至关重要。通过高温烧结法和后处理法成功制备具有丰富孔结构的氮掺杂水稻秸秆衍生碳材料,并以其为载体,成功将平均粒径尺寸为2.2 nm的细小PdAu纳米颗粒分散于载体上。该材料作为在碱性介质中乙醇氧化反应的催化剂,电化学活性面积高达79.947 m^(2)·g^(-1),质量活性和比活性分别为6.281 A·mg^(-1)Pd和7.856 mA·cm^(-2),均高于相同条件下的商用Pd/C催化剂。本研究为绿色碳负载纳米金属催化剂的制备提供了一种新思路。