硝酸改性活性炭特征及其催化臭氧氧化性能

采用硝酸氧化对颗粒活性炭进行改性处理,研究了硝酸改性后活性炭结构和表面化学性质,及其对酸性大红3R的吸附能力和催化臭氧氧化去除效果的影响。结果表明,硝酸改性后,活性炭比表面积减小,微孔孔容减小,中孔孔容增大。活性炭表面以羧基为主的酸性含氧官能团随着硝酸改性浓度提高而显著增加,并对其吸附能力和催化臭氧氧化能力产生显著影响。硝酸改性活性炭吸附能力在碱性条件下由于表面酸性官能团和酸性大红3R之间的静电作用而有所降低;在酸性条件下由于二者的色散作用而增强。表面酸性官能团在碱性条件下参与臭氧分解,产生·OH,增强了硝酸改性活性炭对酸性大红3R的催化臭氧氧化去除效果。

硝酸改性活性炭对模拟汽油中苯并噻吩的吸附

用硝酸对活性炭进行改性,对改性前后活性炭的性质进行了表征,并考察了改性前后活性炭对模拟汽油中苯并噻吩的吸附平衡及动力学行为。采用Freundlich、Langmuir、Sips和BET吸附模型分别对改性前后活性炭吸附苯并噻吩的吸附平衡数据进行拟合,用准一阶、准二阶、混阶和修正的准n阶速率方程对其动力学数据进行拟合。结果表明,BET和Sips吸附模型对改性前活性炭吸附苯并噻吩的吸附等温线拟合度最高,Sips和Freundlich吸附模型对改性后的拟合度最高;改性前后活性炭对苯并噻吩的吸附均以物理吸附为主,改性后活性炭表面活性位的异质化程度增加,对苯并噻吩的亲和力增强。修正的准n阶速率方程对活性炭吸附苯并噻吩动力学的拟合度最高。活性炭表面含氧官能团的密度是决定其吸附容量的主要因素,改性后活性炭对苯并噻吩的吸附容量提高33.7%。

硝酸改性竹炭理化性质变化的研究

采用质量分数分别为17%、34%和68%的硝酸溶液对竹炭进行8 h的表面改性处理,测定了改性前后竹炭的碘值、灰分和水分含量。结果表明:3种改性条件下竹炭的碘值和灰分含量均比改性之前有小幅度下降,而水分含量则比改性之前有明显上升,其中,以68%硝酸改性的竹炭其各项指标变化幅度最大。使用Boehm滴定法和傅里叶变换红外光谱FTIR对硝酸改性前后的竹炭进行了结构表征,结果发现硝酸改性后的竹炭表面含氧官能团数量有不同程度的增加;比表面积和孔径分析表明,硝酸改性后竹炭的比表面积显著下降,平均孔径显著增大;SEM-EDS分析表明硝酸改性后竹炭的表面粗糙程度增加,同时含碳量降低,含氧官能团数量增加;TG-DSC分析结果同样表明硝酸改性后的竹炭表面有大量水分子和表面官能团生成,进而造成失重率显著增加。

硝酸改性活性炭纤维负载TiO_2对水中亚甲基蓝的光催化降解研究

选用活性炭纤维(ACF)为载体,硝酸为改性试剂,亚甲基蓝降解率作为活性评价指标,通过正交试验设计确定了TiO_2/改性ACF光催化剂的最佳改性条件。结果表明,最佳改性条件为:硝酸浓度为6mol/L,真空浸渍时间为120min,真空浸渍次数为2次,烘干温度为200℃。分别在有无紫外光照射情况下进行了重复使用实验,结果表明亚甲基蓝的降解是基于TiO_2的光催化氧化活性,使用5次后,TiO_2/改性ACF光催化剂对亚甲基蓝的降解率仍高达99.8%以上。

超声波对硝酸改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

用硝酸对活性炭进行了表面改性,并在静态条件下,考察了超声波对改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,改性使活性炭表面酸性官能团数量显著增加;有/无超声作用下,活性炭对Cr(Ⅵ)的去除率均随pH值的升高而下降;无超声作用时Cr(Ⅵ)去除率随接触时间的延长持续上升至平衡,而超声作用下去除率先快速上升至近平衡,再小幅下降后又缓慢升至平衡;Cr(Ⅵ)去除率随超声波功率的增大而降低;Freundlich模型能更好描述该吸附过程,超声波的引入对活性炭吸附Cr(Ⅵ)有一定抑制作用。

硝酸改性香榧果壳活性炭的制备及对甲醛的吸附性能

以香榧果壳为原料,经炭化、氢氧化钾活化、硝酸改性处理,制备硝酸改性活性炭。通过氮气吸附和X-射线光电子能谱测活性炭的孔隙结构和表面元素含量。用硝酸改性的活性炭对空气中的甲醛进行吸附,以水解吸后,采用气相色谱进行分析,并确最佳的甲醛色谱分析条件。结果表明,硝酸改性活性炭对甲醛的吸附容量为414.12 mg/g,在4.00～400μg/mL范围内甲醛的峰高与浓度呈良好的线性关系,相关系数(R2)为0.999 4。

硝酸改性玉米芯对废水中Cu^(2+)去除效果的研究

本文研究了硝酸改性玉米芯吸附体积50.00 mL的实验室模拟含Cu2+废水的最佳去除条件。试验结果表明:改性玉米芯投加量为0.6000 g,吸附体系pH值为7.0,吸附时间为60.00 min,初始浓度为10.00 mg/L,常温条件Cu2+去除率高达96.07%以上。

硝酸改性-活化对褐煤热解焦脱硫性能的影响

为考察硝酸改性-活化过程对热解焦烟气脱硫性能的影响,采用褐煤热解焦为原料,经过硝酸改性和水蒸气活化后进行脱硫性能评价,研究不同的活化条件对热解焦脱硫性能的影响。结果表明:在固液比为2.5︰1.0,焙烧温度为800℃,焙烧时间为4 h,硝酸溶液体积分数为25%的条件下,经过硝酸改性后,改性热解焦的SO2转化率维持在70%以上的时间增加6 min;在此基础上,将硝酸改性后的热解焦进行水蒸气活化。结果表明:活化温度为影响脱硫活性的最显著因素,温度800℃、水蒸气流量0.264 L/h、活化时间1.5 h是改性-活化热解焦的最优活化条件,在此条件下SO2转化率维持在70%以上的时间较未活化时增加2 min。

硝酸改性活性炭对渗滤液中小分子有机物的吸附性能

以硝酸为改性剂,分别采用浸渍和浸渍-高温热处理方法对活性炭进行了改性.低温氮吸附结果表明,活性炭表面积和微孔体积在浸渍后都变小,再经过高温热处理后则都变大.酸碱滴定显示,改性后活性炭表面酸性都增大,其中浸渍的酸性最大.对填埋场渗滤液中小分子有机物进行了等温线和动力学吸附实验,结果发现改性后活性炭对有机物的吸附量增加;硝酸浸渍活性炭吸附速率降低,而浸渍-高温热处理则使吸附速率明显加快.针对渗滤液中小分子有机物,硝酸浸渍-高温热处理的活性炭吸附效果最好,吸附量最大,吸附速率最快.

硝酸改性油菜生物炭对四环素的吸附性能研究

以油菜秸秆为原料制备生物炭并用硝酸进行改性,结合比表面积分析仪、傅立叶红外光谱仪,评价了硝酸改性生物炭理化性质并探究了对四环素的吸附性能。结果表明,生物炭裂解温度越高,比表面积、孔容积越大,生物炭表面羧基、羰基、内酯基逐渐减少;吸附动力学研究表明3种改性生物炭对四环素的吸附容量为34.08～46.61 mg/g,吸附符合准二级动力学受多因素共同影响;采用Freundlich和Langmuir方程对吸附等温模型进行拟合,结果表明Langmuir吸附等温模型能更好拟合吸附过程,该吸附是以单分子层吸附为主;生物炭对四环素的吸附容量随着pH值变化先增大后减小,随着离子浓度的增加而降低。

硝酸改性生物炭对水体中阴阳离子染料吸附特性

以玉米秸秆为原料,并利用HNO_3改性得到改性生物炭HN4CS和HN8CS。以亚甲基蓝(MB)和活性艳蓝(KNR)分别代表阳离子和阴离子染料,研究了改性生物炭对水体中阴阳离子染料的吸附特征和机制。结果表明,HN4CS含有丰富的含氧官能团,HN8CS表面以醇、酚的-OH为主;改性增加了生物炭的中孔体积,但比表面积、微孔体积和pH减少。改性生物炭对阴阳离子染料的吸附是多种机制共同作用的结果,其中对阳离子染料的吸附速率受液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,对阴离子染料的吸附速率主要受颗粒内扩散控制。改性生物炭对阴阳离子染料的吸附机制:分子间氢键、离子交换和静电作用的共同作用是对阳离子染料的吸附机制;π-π色散力作用和静电作用控制了改性生物炭对阴离子染料的吸附机制。

硝酸改性活性炭吸附汽油中有机硫

以焦化厂焦油渣为原料制备活性炭,用硝酸对活性炭改性,用于汽油中有机硫脱除的研究。考察了硝酸浓度、浸渍量、活化温度和焙烧温度对脱硫效率的影响。硝酸浓度为40%时,活性炭脱硫效果最佳。硝酸浸渍量和活性炭量之比达到9∶1时,活性炭脱硫效率最高。硝酸活化温度80℃时,活性炭脱硫率有较大改善。活性炭脱硫效率最高,焙烧时间过短和过长,都不利于活性炭脱硫效率的提高。

硝酸改性石墨相碳化氮光催化降解偏二甲肼废水

以三聚氰胺为前驱体直接热聚合制备石墨相碳化氮(g-C_3N_4),利用浓硝酸进行刻蚀,获得硝酸改性g-C_3N_4。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、N_2吸附/脱附、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)进行表征,并在紫外光下进行了偏二甲肼废水降解实验。结果表明,硝酸改性后,g-C_3N_4微观形貌发生改变,比表面积明显增大。相比未改性g-C_3N_4,硝酸改性g-C_3N_4光反应100min后对偏二甲肼去除率提升了24百分点,光反应180min后对总有机碳去除率提升了13百分点。

硝酸改性稻秆处理含Pb^(2+)模拟废水

在150 m L溶液中,稻秆用量为5 g,硝酸浓度为10%,稻秆颗粒度为20目,改性温度为80℃,改性时间为3h,制备得到硝酸改性稻秆吸附剂。详细探讨了用该吸附剂处理含Pb^(2+)废水的影响因素:吸附剂用量、Pb^(2+)初始浓度、溶液pH值、吸附时间和吸附温度等对Pb^(2+)吸附率的影响,并进一步通过正交实验及对比实验得出处理200 m L,初始浓度为300mg·L-1的含Pb^(2+)废水的最佳吸附工艺为:吸附剂用量为4 g,pH值为6,吸附时间为3 h,吸附温度为20℃,在此工艺条件下,对Pb^(2+)的吸附率达到94.31%,吸附量为14.15 mg·g^(-1)。

硝酸改性竹炭填料BAF处理小城镇污水研究

采用硝酸改性竹炭曝气生物滤池(BAF)和陶粒BAF对小城镇污水进行处理,考察了两种BAF的挂膜启动特性及水力停留时间、溶解氧浓度、回流比对处理效果的影响。结果表明,两种BAF具有相似的挂膜过程;HRT为4 h时,硝酸改性竹炭BAF与陶粒BAF对COD的去除率接近,约为84%,对氨氮的去除率分别约为87.8%和70.6%;硝酸改性竹炭BAF的整体处理效果优于陶粒BAF;硝酸改性竹炭具有廉价、质轻、耐磨和高比表面积等特点,可替代陶粒用作BAF的优质填料,具有良好的应用前景。

椰纤维生物炭及其硝酸改性对稻田土壤中Pb钝化的影响

通过土壤培养实验,并结合扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、同步辐射X射线荧光(μ-XRF)和傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)等光谱学技术,探明椰纤维生物炭(CFB)和硝酸改性椰纤维生物炭(NCFB)对稻田土壤钝化外源铅(Pb)的效果及其内在机制.与CFB相比,NCFB蜂窝状孔内壁更粗糙,且硝酸改性后CFB表面含C—O结构的醇酚醚类官能团量明显降低,含C==O/O==C—O结构的羧基类的官能团量明显增加.相较于培养150 d后的对照(不添加生物炭)稻田土壤,添加CFB和NCFB的稻田土壤中EDTA提取态Pb含量分别降低了39.7%和105.4%.添加NCFB的土壤中碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb含量显著降低且有机结合态和残渣态Pb含量则显著升高,SRXRF扫描结果可知外源Pb在富含Ca和Cu元素的CFB颗粒微区大量富集,在富含Fe、Mn和Ti元素的土壤团聚体微区富集相对较少.另外,培养实验中,相较于无外源Pb时A-CFB和A-NCFB,有外源Pb时A-CFBPb和A-NCFBPb中的羧酸盐特征峰(1384 cm^(-1))明显增强.添加CFB或NCFB对钝化稻田土壤中外源Pb的效果较好,且能促进稻田土壤中Pb由不稳定的形态逐渐向更稳定的形态转化,达到钝化Pb的效果,NCFB中更大量的羧基官能团参与外源Pb的钝化,使得NCFB钝化Pb的效果优于CFB.NCFB由于其蜂窝状孔内壁更粗糙以及丰富的羧基官能团,对钝化稻田土壤中外源Pb的效果比CFB好,在海南等热带地区,可考虑将椰纤维生物炭及其改性作为一种修复土壤铅污染的环境友好型候选方法.

硝酸改性活性炭对赤铁矿生物可利用性的强化效果与影响因素分析

赤铁矿生物可利用性弱、污染物去除效率低,但因其具有价格低廉、存在广泛的特点而常被用于环境污染治理与修复.本研究通过向赤铁矿生物还原体系中添加硝酸改性后的活性炭,以强化矿石中Fe(Ⅲ)的生物可利用性.同时,以Fe(Ⅲ)还原率与有机物降解率为响应值,通过响应曲面法探究了赤铁矿浓度、有机物浓度与硝酸改性剂浓度对赤铁矿生物可利用性的影响机制.结果表明,硝酸改性活性炭可以提高赤铁矿的生物可利用性,促进有机物的降解,赤铁矿浓度对反应的影响最为显著.生物反应过程的最佳条件为:赤铁矿初始浓度8.35 mmol·L^-1、有机物初始浓度13.41 mmol·L^-1、硝酸改性剂浓度5.07%.硝酸改性活性炭强化赤铁矿生物体系虽能降解高浓度有机物,但有机物去除效率仅为20%~50%,证明该体系适用于低有机物浓度的水环境.本研究对促进水、土壤环境中有机物的降解具有重要科学意义.

硝酸氧化改性褐煤提升吸附镉能力研究

采用固液吸附系统研究了褐煤和硝化褐煤对镉离子的等温吸附、动力学吸附等特征,用卡方检验、Avrami模型筛选和验证了2种材料适宜的吸附机制模型。结果表明,不同温度下硝化褐煤和褐煤最大单层吸附量分别为35.61~46.84、29.63~38.20mg·g^-1,硝化褐煤比褐煤增加吸附量在20.18%~22.62%。基本达到平衡吸附量时,分别用了150、330min。硝化褐煤在低温时符合Langmuir单层吸附和准二级动力学过程,褐煤适合Freundlich模型描述。Avrami模型可较好地描述2种材料的等温吸附和动力学吸附特征。不同温度的等温吸附特征和动力学结果表明,随温度升高,2种材料经历了单层吸附、多层吸附的物理-化学过程,吸附是自发的吸热过程。红外光谱分析表明,硝化褐煤拥有较多的功能团,与吸附镉有关的为含氧功能团区、未知吸附带、脂肪族羟基和芳香C—H结构。硝化褐煤中羰基碳相对含量较褐煤高,可能是结合Cd2+能力提高的原因。因此,褐煤改性后的硝化褐煤对镉离子的吸附量和吸附速率最大,硝化褐煤能提高对镉的吸附性能,热力学和动力学吸附机制在不同材料和不同温度情况下不同,模型适宜性需用误差函数卡方检验辅助确定。改变褐煤基吸附材料的关键是增加有效功能团。研究首次表明,吸附过程中动力学级数发生改变,脂肪族羟基区、未知吸收带2360.20cm^-1和2341.98cm^-1和含氧官能团是褐煤硝酸氧化后吸附镉能力提高的关键因素。

粉状改性硝酸铵感度特征试验研究

对粉状改性硝酸铵撞击感度、摩擦感度、雷管感度、静电火花感度、粉尘爆炸下限进行了测定。研究表明,同普通硝酸铵相比,改性硝酸铵具有较低的危险感度和良好的使用感度;在生产改性硝铵炸药过程中,当工业硝酸铵加入表面改性剂后,在满足工艺条件温度的情况下,应减少撞击和摩擦等机械作用。

一种改性硝酸铵晶体性质的研究

本文通过对复合表面活性剂处理的改性硝酸铵晶体进行电镜扫描、差示量热分析及X射线衍射实验 ,对某些晶体性质进行分析研究 ,并对其比表面积、抗吸湿结块性及爆炸性能进行测定。结果表明 ,同普通硝酸铵相比 ,改性硝酸铵的晶形歧化 ,比表面积大 ,富含气孔 ,晶变热降低且晶变点后移 ,而其晶格结构并无变化。并具有良好的抗吸湿结块性 。