酸碱改性木质活性炭对棕榈油中3-MCPD酯的吸附脱除效果

以精炼棕榈油为研究对象,研究4种碳纳米吸附剂(木质活性炭粉末、椰壳活性炭粉末、煤质活性炭粉末和多壁碳纳米管)对3-氯丙醇(3-MCPD)酯的吸附脱除效果,并对最佳吸附剂进行酸碱改性,探究改性后吸附剂添加量、吸附时间和吸附温度对棕榈油中3-MCPD酯吸附脱除效果的影响。结果表明:对3-MCPD酯的脱除效果为木质活性炭粉末>多壁碳纳米管>椰壳活性炭粉末>煤质活性炭粉末,整体脱除效果欠佳;经4 mol/L H_(3)PO_(4)改性后的木质活性炭粉末,吸附性能增强,在吸附剂添加量为5.85%、吸附时间为47 min、吸附温度为103℃的最佳吸附条件下,对棕榈油中3-MCPD酯的脱除率可达71.82%。使用H_(3)PO_(4)改性木质活性炭可作为脱除食用油中3-MCPD酯的一个有效方法。

FeCl_3改性活性炭对罗丹明B的吸附性能

分析经FeCl_3改性的活性炭在不同条件下对罗丹明B的吸附性能.以浸渍-加热的方法对活性炭进行改性处理,比较改性前后活性炭对罗丹明B的吸附量及溶液的pH、温度对吸附效果的影响,吸附动力学以及等温吸附规律.结果表明,吸附时间为60 min时,FeCl_3改性活性炭较未改性活性炭对罗丹明B的吸附量提高了14%;pH=2时,吸附能力最大,pH值在2~8内,载铁活性炭吸附能力随着pH逐渐升高呈下降趋势;pH=10时,吸附能力显著升高;该反应为吸热反应,罗丹明B吸附量随着温度的升高而升高,Freundlich吸附等温线和准一阶动力学模型更适合于描述载铁活性炭对罗丹明B的吸附.

FeCl_(3)改性活性炭的制备、表征与吸附性能研究

为了探寻高效去除染料废水污染物的适宜吸附剂,以污水处理厂污泥和槟榔秸秆为原料,制备出活性炭(AC),并通过负载FeCl_(3),得到FeCl_(3)-活性炭(FAC),通过扫描电镜、比表面分析仪、红外光谱仪及X-射线光电子能谱仪对所得2种活性炭的物理化学特性进行表征。结果表明,铁离子成功地附载于AC上,且使FAC较AC的孔隙结构和比表面积均有一定程度的增加。当pH值处于4.0~10.0时,FAC较AC对亚甲基蓝的吸附能力更强。两活性炭的吸附等温线均符合Langmuir模型,其中FAC和AC的最大吸附量分别为133.33和341.30 mg·g^(−1)。此外,两活性炭的吸附动力学模型均符合二级动力学模型;通过热力学参数的求解可知,两活性炭对水中染料(亚甲基蓝)的吸附过程是吸热的、自发的、可行的。

添加FeCl_3改性污泥活性炭吸附Cu^(2+)研究

以城市污水厂污泥为原料,以氯化锌为活化剂,添加FeCl3改性制备活性炭,用以吸附模拟废水中的Cu2+离子。研究表明:最佳制备条件是活化温度700℃,ZnCl2浓度5mol/L,活化时间60min和FeCl3添加量10%,其污泥炭样品多点BET比表面积为163.853 m2/g,平均孔半径为5.28nm。污泥活性炭吸附最优操作条件为温度20℃,pH值为6.0,Cu2+初始浓度越高,吸附量越大,在Cu2+初始浓度388.064mg/L下的吸附量可达20.6mg/g。通过BET比表面积测试,活性炭表面积为163.85 m2/g。

不同温度下HNO_3改性对活性炭吸附银的影响

使用浓HNO3分别在常温和沸腾状态下对活性炭进行改性,用FTIR和N2吸附法对活性炭进行表面分析,使用AAS,SEM和XRD研究银在活性炭表面的吸附和分布特征。研究结果表明:活性炭经常温浓HNO3改性后,比表面积和孔容都明显提高,而经沸腾浓HNO3改性后,比表面积和孔容却明显减小,但2种改性方式都使活性炭表面产生更多的含氧基团,为[Ag(NH3)2]+的吸附还原提供更多的活性点,从而使活性炭表面银颗粒更加密集;常温浓HNO3改性极大地促进了[Ag(NH3)2]+的吸附还原,当银离子初始质量浓度为600 mg/L时,活性炭对银的吸附量是原炭的5倍多;而活性炭沸腾浓HNO3改性使银的吸附量略有下降,但银颗粒却更加细小而密集,有利于活性炭表面纳米银颗粒的形成。

改性方法对CuCl2-La（NO3）3/活性炭吸附分离乙烯/乙烷的影响

实验考察了表面改性对CuCl2-La(NO3)3/活性炭吸附分离乙烯/乙烷性能的影响.XRD表征表明,经氨水改性的吸附剂上有明显的CuCl衍射峰存在,而经盐酸、双氧水、硝酸和甲醇预处理的吸附剂有利于CuCl在吸附剂上的高度分散.酸洗和碱洗及有机溶剂溶解增加了吸附剂的比表面和微孔孔容,促进了CuCl在活性炭上的吸附和分散.活性炭经硝酸和双氧水氧化处理,表面含氧基团增加,使活性炭表面和CuCl的结合力加强,更有利于CuCl在活性炭表面的分散,提高乙烯吸附量及分离因数.30%硝酸改性的吸附剂对乙烯吸附性能最好,乙烯吸附量为1.96 mmol/g,分离因数(乙烯/乙烷)为11.20.

Mn(NO3)2对椰壳活性炭改性机理

为探明HNO3和Mn(NO3)2对活性炭改性机理,采用HNO3、Mn(NO3)2先后对椰壳活性炭进行活化和改性,对改性前后炭材料孔结构和表面化学性质进行SEM、BET、XRD、FTIR和XPS表征.硝酸改性后活性炭表面微孔变形、相邻孔合并,Mn/AC-1表面负载物总体呈块体和网状纤维结构,MnOx呈细小碎块晶体散落在Mn/AC-2表面,Mn/AC-3表面负载物以大量纱状超薄纳米片交错填充在孔道中.HNO3活化可起到扩孔作用但会降低AC比表面积;Mn负载可构造出新孔隙结构,提高总比表面积、微孔比表面和微孔孔容;5%负载量和500℃煅烧温度可制得孔结构参数较优的Mn/AC-2催化剂.HNO3改性可明显降低活性炭灰分,Mn/AC-1表面负载物主要为Mn3O4和少量Mn2O3,Mn/AC-2负载物主要为Mn3O4和一定数量的MnO,Mn/AC-3表面负载物几乎全部为Mn3O4.HNO3活化和Mn负载改性均对官能团类型没有影响.相同负载量下提高煅烧温度则会降低O—H键和N—H键数量同时增加CC键和C—O键数量;相同煅烧温度下,负载量越高则O—H键和N—H键越多.高负载量有利于Mn^4+物种增加,提高煅烧温度可增加Mn^3+物种.研究成果可为优化Mn/AC催化剂制备和提高炭基催化剂理化性能提供借鉴.

HNO_(3)改性促进活性炭低温脱硝机理的研究

为了研究HNO_(3)改性对活性炭(AC)低温脱硝机理的影响,采用HNO_(3)在不同温度下对AC进行改性处理,改性前后样品在30−250℃进行脱硝活性测试,通过程序升温脱附(TPD)和瞬态响应实验对脱硝机理进行分析。结果表明,AC上NO转化率随反应温度升高逐渐降低再趋于稳定,反应物的吸附是速率控制步骤。含氧基团增加促进了NH_(3)的吸附,但这部分吸附态NH_(3)在30℃时几乎不参与反应,随反应温度升高不同程度活化,在30−90℃反应物的吸附是速率控制步骤,90℃后吸附态NH_(3)的活化是速率控制步骤。

RnAlZrX_3改性酚醛活性炭泡沫脱硫脱硝研究

研发了改性酚醛活性炭泡沫用于燃煤烟气的脱硫脱硝。以偶联剂Rn Al Zr X_3作为改性剂,对酚醛炭泡沫进行金属负载改性。研究了外改性法及内改性法对酚醛活性炭泡沫表面物理结构和化学性质的影响,并进行模拟烟气脱硫脱硝实验。结果表明:样品的比表面积CF_(Zr-n)>CF_(Zr)>CF_0(酚醛炭泡沫的比表面积对比结果为铝锆偶联剂内改性大于铝锆偶联剂外改性大于未改性泡沫);改性后的酚醛活性炭泡沫均保留了CF0的苯环结构;改性后Zr金属主要以单质和氧化物形式存在。通过内改性后,CF_(Zr-n)的脱硫效率提高8.8%,脱硝效率提高79%,而采用外改性后的CF_(Zr)的脱硫效率降低7.8%,脱硝效率降低10.3%,CF_(Zr-n)的脱硫脱硝效率最高。说明Rn Al Zr X_3内改性有利于酚醛活性炭泡沫脱硫脱硝。

碱性条件下FeCl_3-ZnCl_2铜藻基活性炭去除Cr(Ⅵ)

以铜藻为原料,采用FeCl_3和ZnCl_2作复合活化剂制备铜藻基活性炭(SAC-CA),通过正交实验考察了活化温度、活化时间、浸渍比等因素的影响,确定了最优制备条件,并对SAC-CA的理化性质进行表征。结果表明:SAC-CA的最优制备条件为活化温度500℃、活化时间3 h、m(FeCl_3)∶m(ZnCl_2)∶m(铜藻)为1∶2∶1,此时活性炭得率为32.15%。最优工艺下制得的SAC-CA比表面积为1 277.23 m^2/g,表面酸性官能团含量为2.5 mmol/g。在p H为8~10的碱性条件下,SAC-CA投加量为2 g/L,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20 mg/L时,SAC-CA对Cr(Ⅵ)的去除率>95%,远高于ZnCl_2或FeCl_3分别作活化剂时的去除率,表明该法适于碱性体系下含Cr(Ⅵ)废水的处理。

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。

椰壳活性炭复合改性及其对模拟烟气中CO_2的吸附性能

以椰壳活性炭为载体,进行HNO3＋TEPA复合改性和KOH＋TEPA 复合改性,并考察活性炭复合改性前后对模拟烟气中CO2 的吸附性能,结果表明,KOH＋TEPA 复合改性后吸附性能提高,HNO3＋TEPA 复合改性后吸附性能降低.KOH＋TEPA复合改性后的活性炭（OH-TEPA-AC）在303K 条件下,对模拟烟气（10%（体积分数）CO2,90%（体积分数）N2）中CO2 的静态吸附量从改性前的0.670mmol/g提高到1.182 mmol/g.在303K 条件下,活性炭OH-TEPA-AC对模拟烟气中CO2 的动态吸附量稳定在0.970-1.152mmol/g间,对引入水分的烟气中CO2的吸附量稳定在1.192-1.215mmol/g间,表现出良好的循环吸附性能及对水分的稳定性.动力学分析表明,OH-TEPA-AC对模拟烟气中CO2 的平均吸附热值为-52.0kJ/mol,保证了工业实际应用的经济性.

原料半焦和FeCl_3改性半焦脱除模拟烟气中气态Hg^0的实验研究

在固定床实验台上,利用内蒙古霍林河褐煤半焦及其改性半焦对模拟烟气中的气态Hg0进行吸附实验。结果表明:与原料半焦相比,在140℃下、经FeCl3溶液改性半焦吸附效率有明显提高,并且长时间维持在90%以上;改性半焦对气态Hg0具有较高的吸附稳定性。BET测试结果表明,半焦经FeCl3溶液处理后,孔道发生部分堵塞或破坏,使得半焦的孔隙结构发达程度有所降低;XRD测试表明,改性半焦中无定形炭的结构并未发生变化,表面Fex Oy以高度分散的无定形状态存在;FTIR分析结果表明,FeCl3溶液处理使半焦表面O—H官能团和C O官能团的含量增加。

FeCl3改性柚子皮对亚甲基蓝的吸附性能

以柚子皮为原料,FeCl3为改性剂,分别制得柚子皮、FeCl3质量比为50∶1、25∶1、5∶1的改性吸附剂(依次记作M50、M25、M5,原始柚子皮记作M0),比较4种吸附剂的外观,并用扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行表征。在实验条件[亚甲基蓝(MB)初始质量浓度140 mg/L、pH=8、吸附剂用量4 g/L、温度25℃、时间60 min]一致时,对比4种吸附剂对MB的去除率及解吸率,选取性能最好的吸附剂进行工艺优化。结果表明:改性后的柚子皮层状褶皱结构更复杂,比表面积增大,为介孔材料,且表面官能团更丰富;M0的吸附性能最差;改性吸附剂对MB的去除率比M0最大增加18.10%,解吸率最大增加26.86%;用优化吸附剂M50处理MB溶液,在吸附剂用量为1 g/L、吸附20 min时,去除率已达96.76%;处理要求低时可进一步减少吸附剂用量并缩短时间,适用于一般pH、温度及质量浓度的染液处理,可大大节约成本。

活性炭表面改性及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

分别用HNO3 、H2 SO4以及HNO3 加乙酸铜溶液对活性炭进行了表面改性处理 ,测定了它们的表面化学性能 ,研究了改性活性炭对Cr(Ⅵ )吸附性能的影响。实验结果表明 :通过上述改性 ,活性炭表面官能团数量发生了显著改变 ,特别是羧基增加较多 ;通过改性后的活性炭对Cr(Ⅵ )

FeCl_3改性钢渣脱除燃煤烟气中Hg^0的研究

以钢铁厂废弃钢渣为原料,以丙酮溶液为分散剂制备FeCl_3改性材料,在固定床吸附评价装置上考察了钢渣在FeCl_3改性前后对模拟烟气中Hg脱除效果的影响,并结合吸附试验与微观表征对改性催化剂的脱汞性能进行分析.结果表明:氯是FeCl_3改性钢渣吸附剂的主要活性组分,FeCl_3的掺入使钢渣的比表面积由1.06 m^2/g提高到1.32 m^2/g,进而提高吸附剂的汞吸附容量,经FeCl_3改性后废弃钢渣对汞的脱除效率比未改性前提升了3.2倍.SO_2的存在降低了FeCl_3改性钢渣材料的脱汞性能,持续通入的SO_2与吸附剂接触占据了部分孔道和表面活性位点,使得对单质汞的吸附效率下降,200℃时含有SO_2时的FeCl_3改性钢渣吸附剂吸附量比未通入SO_2气体的改性材料降低了75.57%;在含有HCl气体的烟气体系中,FeCl_3改性钢渣材料对汞的脱除效率从3 432.70 ng/g升至10 341.10 ng/g,并且随着反应温度的升高零价汞向氧化态汞转化的效率增加.研究显示,SO_2的存在降低了FeCl_3改性钢渣吸附剂的脱汞性能,而HCl气体有效地促进了FeCl_3改性钢渣吸附剂对零价汞(Hg^0)的脱除.

不同表面改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)的研究

研究了不同表面改性对活性炭吸附废水中Cr(Ⅵ)的影响,将活性炭AC0在2 mol.L-1的HNO3、HCl、H2O2溶液中静置12 h并经过马弗炉煅烧后制得改性活性炭AC1、AC2、AC3。分别考察溶液的pH、吸附时间、温度对废水中Cr(Ⅵ)离子去除率的影响,采用滴定法定量检测活性炭表面的离子交换容量。结果表明:活性炭经过HNO3、HCl改性后,其Cr(Ⅵ)的吸附容量和吸附速度均显著改变,AC1、AC2阳离子交换容量分别为2.21、1.66 mmol.g-1,是AC0的1.7倍、1.28倍。活性炭对Cr(Ⅵ)离子的去除率强烈地依赖于溶液的pH,当溶液pH值控制在2.0～3.0时,Cr(Ⅵ)离子的去除率达到99%左右,随后骤然降低,但是AC1、AC2对Cr(Ⅵ)离子的去除率还能保持在一个较高的水准。

改性活性炭净化黄磷尾气实验

为净化黄磷尾气中的主要废气PH3和H2S,利用高浓度CO气体对黄磷尾气进行了现场吸附净化实验;用气相色谱测定了尾气中主要气体物质的含量和吸附实验;给出了现场实验条件;进行了再生实验。结果表明:改性活性炭的净化效果要好于空白炭,吸附容量可达101.12mg/g;三次再生活性炭的磷容量降至80.65mg/g。

FeCl_3改性MOFs在低温下对Hg^0的吸附性能

为提高吸附剂对Hg^0(零价汞)的吸附效率,利用MOFs(金属有机框架)材料发达的孔隙结构和高比表面积(1 997.010 0 m^2/g),采用FeCl_3溶液浸渍改性,制备了吸附剂FeCl_3@MIL-101(Cr)用于脱除Hg^0.在小型固定床反应器上考察了浸渍浓度、反应温度、氧含量等对Hg^0去除的影响.结果表明:FeCl_3@MIL-101(Cr)在进口ρ(Hg^0)为2×10^(-3)mg/L,c(FeCl_3)为0.2 mol/L,反应温度60℃,气体流速400 mL/min,φ(O_2)为1%的条件下,吸附穿透时间长达62 h,相应的吸附容量为14.27 mg/g.在此基础上,进一步利用BET(比表面积测试)、SEM(扫描电镜)-EDX(能量色散X射线光谱)、XRD(X射线衍射)、XPS(X射线光电子能谱)等常用表征手段研究了改性前后吸附剂的物理化学特性,证明了吸附剂FeCl_3@MIL-101(Cr)吸附零价汞是物理吸附与化学吸附共同作用的结果,含氯官能团在吸附Hg^0过程中也发挥了相当大的作用,并且氧气可促进其吸附效果.最后,分析了其吸附机理.研究显示,该种吸附剂在低温条件下具有较为优良的脱汞性能,应用前景良好.

改性生物质活性炭对水溶液中Cu^(2+)的吸附研究

研究以玉米秸秆为原料制备生物质活性炭,并分别进行NaOH和HNO_(3)改性。考察三种生物质活性炭的用量和粒径、水溶液pH值和吸附时间对水溶液中Cu^(2+)吸附性能的影响,并对其等温吸附特征、吸附动力学和吸附热力学进行研究。结果表明:当0.15~0.30 mm的生物质活性炭投加量为0.30 g,pH值为6.0时,对溶液中Cu^(2+)具有很好的去除率,在360 min时达到吸附平衡;吸附过程符合Langmuir和Freundlich模型以及准二级动力学方程,且热力学参数ΔG^(0)<0,ΔH^(0)和ΔS^(0)>0,为自发的、吸热的和熵增的过程,对水溶液中Cu^(2+)均具有较好的亲和力;相同条件下,三种生物质活性炭对Cu^(2+)的吸附效果表现为:NaOH改性>HNO_(3)改性>未改性。