负载纳米TiO_2膨胀石墨/活性炭复合材料的制备及其性能

以膨胀石墨(EG)/活性炭复合材料(EGC)为基体,以蔗糖为原料引入炭包覆纳米TiO2,制备了负载纳米TiO2膨胀石墨/活性炭复合材料(TiO2/EGC);采用SEM、TEM、XRD及低温液氮吸附法对TiO2/EGC的微观形貌、孔结构和相关性能进行了表征。结果表明:EGC基体中不仅有微米级大孔作为吸附通道,而且有纳米级微孔作为选择性富集、吸附有机物的主体;EGC的比表面积为1 579 m2.g-1,约为EG的40倍,经负载纳米TiO2后,比表面积下降不大,其吸附能力却有所提高;包覆炭膜的TiO2主要分布在基体的表面且分布相对均匀,没有明显的团聚现象且负载牢固;以苯酚为目标降解物,TiO2的存在大大提高了EGC对苯酚的处理能力。

一步浸渍化学活化法制备膨胀石墨/活性炭复合材料

以蔗糖为炭源、磷酸为活化剂,采用一步浸渍化学活化法制备了大比表面积的膨胀石墨/活性炭复合材料;采用SEM和比表面积分析仪对材料进行了表征,研究了磷酸与蔗糖质量比和活化温度对孔结构的影响。结果表明:大部分活性炭沉积在蠕虫状膨胀石墨的表面或以蛋壳状搭接在缠绕空间中,只有少量进入膨胀石墨内部;随着磷酸与蔗糖质量比和活化温度的增大,其比表面积和孔容先增大后减小,材料中微孔逐渐向中孔发展;在磷酸与蔗糖质量比和活化温度分别为0.9和350℃时其比表面积和孔容达到最大值,分别为1 978 m2.g-1和0.931 7 cm3.g-1。

船舶机舱含油废水在膨胀石墨/活性炭复合吸附剂上的吸附研究

为分析吸附技术在船舶机舱含油废水处理中的可行性,本文通过化学活化法,分别选择KOH和酚醛树脂作为活化剂和碳源,在由溶液浸渍法制备膨胀石墨/活性炭复合吸附剂后,进行乳化油在制备试样上的吸附平衡和吸附动力学特性作分析。在25℃下,根据重量法的原理测试了乳化油在吸附剂试样上的吸附动力曲线,并通过拟合Lagergren准一级和准二级动力学曲线,确定吸附速率常数与初始吸附速度。在温度区间20℃~30℃,测试乳化油在试样上的吸附等温线后,比较Langmuir,Freundlich和Tempkin吸附等温方程预测吸附平衡数据的精度,并由Van′t Hoff方程计算了吸附平衡过程的焓变和熵变。结果表明,乳化油在复合吸附剂上发生物理吸附且在常温下就可自发进行,研究乳化油在复合吸附剂上的吸附动力学特性和吸附平衡可分别选用Lagergren准二级吸附速率模型和Tempkin吸附等温方程。膨胀石墨/活性炭复合吸附剂用于船舶机舱含油废水的处理具有良好的前景。

膨胀石墨提高AC/PTFE阴极电催化效率的研究

以鳞片石墨为原料,采用化学氧化法组合微波膨化法制备了膨胀石墨。扫描电子显微镜(SEM)观察表明,膨胀石墨的微观形貌与原料粒径有关,由50目鳞片石墨得到的膨胀石墨具有典型的蠕虫状结构,而200目和500目鳞片石墨得到的膨胀石墨由石墨微片构成。将膨胀石墨(EG)与活性炭(AC)按照不同比例混合制备成EG/AC/PTFE复合电极,研究了在隔膜电解槽内,EG/AC/PTFE材料作为阴极时催化氧还原生成过氧化氢及催化苯酚降解的效果。结果表明,不同粒径的膨胀石墨均可以改善AC/PTFE阴极电催化性能,在相同的电解条件下,EG(500)/AC/PTFE电极体系过氧化氢产生量是AC/PTFE电极体系的1.74倍,苯酚的降解率增加到1.38倍。