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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
封萍 王欢 梅磊 张登峰 易明 王梦霞 朱学帅
为加深学生对碳排放、碳中和在化学工程与能源利用领域的理解,设计了一个完全基于生物质资源的活性炭制备与吸附性能探究综合性实验。以生物质热解液替代常规化学品(如磷酸、氢氧化钾或氯化锌等)作为活化剂,以玉米芯或核桃壳为原料制备活性炭,并对其吸附性能进行研究。结果表明:浸渍时间对活性炭吸附量影响不大,浸渍比对玉米芯基活性炭吸附量影响较大。玉米芯基活性炭和核桃壳基活性炭分别在浸渍比1∶12和1∶8时吸附量最大,对应的亚甲基蓝吸附量分别达8.67 mg/g和14.53 mg/g。
关键词：
生物质 热解液 活性炭 吸附
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姚尧 刘志佳 陈瑶 何林韩 高建民
【目的】利用竹材加工剩余物竹箨探索一种高效除砷活性炭材料。【方法】以竹箨为原材料，以微波加热为热源，利用高温热解自活化技术在不同的活化温度和时间下制备竹箨活性炭，通过表征竹箨活性炭的微观形貌、比表面积、孔隙结构、石墨化程度、表面元素和官能团，揭示活化时间和温度等对其微观结构的影响，探讨竹箨活性炭的砷吸附性能，比较不同制备方法下活性炭的比表面积和砷吸附容量的差异。【结果】活化温度1 050℃、活化时间30 min时，竹箨活性炭孔隙结构排列整齐致密，比表面积达到1 251.7 m~2/g，孔容为0.697 cm~3/g，微孔比表面积比率和微孔孔容比率分别为60.9%和64.0%，平均孔径为0.448 nm，主要由微孔和少量介孔组成，孔径远大于砷酸根离子（AsO_4~(3-)）和亚砷酸分子（H_3AsO_3）的空间构型尺寸，有利于对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的吸附。反映石墨化程度的R值为1.340，表面具有丰富的含氧官能团，对As（Ⅲ）的最大吸附量为3.87 mg/g，对As（Ⅴ）的最大吸附量为3.17 mg/g。对比文献中不同活性炭的比表面积和砷吸附容量，竹箨活性炭表现出一定优势。【结论】适当提高活化温度、延长活化时间有利于表面微孔的形成，从而提高砷吸附容量；但过高的活化温度和过长的活化时间会导致孔隙结构坍塌，减小比表面积和微孔比率，降低砷吸附容量。本研究为高效治理水体砷污染活性炭材料的制备提供了一种简单环保的方法，具有良好的除砷性能。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
田华宇 刘焕 王国睿 郝海彦 王天赐 张文标
【目的】为充分利用刺竹Bambusa sinospinosa材，提高其利用率，进一步探究刺竹活性炭的生产工艺及使用领域，以达到提升其附加值的目的。【方法】以刺竹炭为原料，使用水蒸气活化法，采用单因素实验法探究温度、时间、水蒸气量对刺竹活性炭的得率及吸附性能的影响。使用傅里叶红外吸收光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积及孔隙度分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等对刺竹活性炭进行测试和表征。【结果】(1)刺竹活性炭的最优活化工艺为：活化温度875℃、活化时间2.0 h、水蒸气量0.50 L·h~(-1)。在该工艺下制备的刺竹活性炭得率为29.07%，强度达97.68%，碘吸附值为1 235.03 mg·g~(-1)，亚甲基蓝吸附值为276 mg·g~(-1)，吸附性能较好。(2)红外吸收光谱表明：经活化之后峰值在3 130、3 010、1 670 cm~(-1)等处变弱，876、809、747 cm~(-1)处吸收峰消失，但主要峰依然存在；XRD分析表明：活性炭中含有石墨α轴结构；经比表面积测试和电镜观察，最优工艺活化后的刺竹活性炭孔隙发达，孔容、孔径都有不同程度的提升，总孔容为0.489 cm~3·g~(-1)，微孔容为0.388 cm~3·g~(-1)，平均孔径为23.378 nm,BET比表面积为837.005m~2·g~(-1)。【结论】使用最优活化工艺所制备的刺竹活性炭具有较好的性能，可用于吸附、除污等不同场合。图5表1参27
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
陈翠霞 林冠烽 陈国荣 蔡政汉 杨旋 黄彪
以菌糠为原料,在机械力化学技术前处理条件下,采用磷酸化学一步炭活化法制备高吸附性能的粉末活性炭.通过单因素试验探讨了不同制备条件对活性炭得率及其吸附性能的影响,并选取浸渍比、球磨时间、活化温度和活化时间4种因素,采用L_9(3~4)正交设计试验,初步筛选较优性能的活性炭制备工艺.采用比表面及孔径分析仪、扫描电镜表征活性炭的孔结构和形貌特征.结果表明:当预处理球磨时间为30 min,浸渍比为2.0,活化温度为450℃,活化时间为60 min时,得到的活性炭的碘吸附值为962.94 mg·g~(-1),亚甲基蓝吸附值为150.0 mg·g~(-1),焦糖脱色率为144.63%,得率为36.20%.
关键词：
菌糠 活性炭 磷酸 吸附性能
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
胡蝶 李文奇 张利萍 关莹 高慧
【目的】以废报纸为原料,通过氮气(N2)保护在不同热解温度下制备生物质炭,并探讨废报纸基生物质炭对铜离子(Cu~(2+))的吸附性能和吸附机制。【方法】采用元素分析、比表面积分析仪(BET)、傅里叶红外光谱(FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)和原子吸收光谱仪(AAS)等对生物质炭进行表征。【结果】所制备的生物质炭具有多孔结构,比表面积高(211 m~2·g~(-1)),有利于从水中去除Cu~(2+)。生物质炭的物理和化学性质随着热解温度的变化而变化。随着热解温度的升高,生物质炭的芳香性、比表面积、 pH和灰分含量逐渐增加,而氢、氮和氧含量下降。同时进行批量吸附试验,分析溶液初始pH、吸附时间、初始浓度、不同吸附温度对生物质炭吸附容量的影响。热解温度为400、 500、 600℃的生物质炭在30℃、 pH为5.0的条件下最大吸附容量分别为107、 115和138 mg·g~(-1)。伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能很好地模拟吸附过程,表明在此吸附过程中,化学吸附是限速步骤,吸附发生在吸附剂内特定的均相位点(单层吸附)。通过热力学模型计算所得ΔH~o为正值,表明吸附过程是吸热反应。此外,生物质炭的吸附机制包括沉淀作用、离子交换、π—π作用和络合反应。【结论】本研究以废报纸为原料,所制备的生物质炭是具有一定应用前景的、环境友好的、高效的Cu~(2+)吸附材料。图6表1参34
关键词：
废报纸 生物质炭 吸附 铜离子
[期刊] 林业科学
[作者]
蒋新元 胡迅 李湘洲 朱媛媛
利用不同部位的竹材如竹蔸、竹节和竹枝制备竹炭,以KOH为活化剂,在活化温度为700℃和不同质量浓度的KOH溶液下进行活化制备竹活性炭,测定吸附性能最好的竹活性炭在不同吸附时间和溶液质量浓度下对苯酚的吸附情况,并进行结构表征。结果表明:KOH溶液质量浓度为16.0g·L-1时,制备的竹活性炭对苯酚的吸附效果最好,而竹蔸、竹节和竹枝活性炭中又以竹蔸活性炭吸附性能最好;吸附时间在40min时,竹蔸活性炭对苯酚的吸附趋于平衡,在30℃时竹蔸活性炭苯酚吸附量达到83.4mg·g-1时趋向饱和。竹枝炭、竹节炭与竹篼炭的孔隙度分别为0.656,0.698和0.740,竹枝活性炭、竹节活性炭与竹篼活性炭的孔隙...
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
何佳闻 何春霞 郭航言 明丽
[目的]亚甲基蓝广泛用于化学指示剂、染料、生物染色剂和药物等领域并在印染工业生产过程中会产生大量有机染料废水并带来巨大的环境风险,为此探讨秸秆生物炭对亚甲基蓝的吸附性能。[方法]用限氧控温法在500℃下制备5种秸秆(水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、花生秸秆、芦苇秸秆)生物炭,用电镜显微镜扫描、傅里叶红外变换光谱(FTIR)和X射线衍射对5种秸秆生物炭微观结构、官能团、元素进行表征,并用5种秸秆生物炭对亚甲基蓝溶液进行吸附性试验,对比和分析5种秸秆生物炭吸附亚甲基蓝的性能。[结果]水稻秸秆、小麦秸秆和芦苇秸秆具有圆孔型微孔结构;玉米秸秆和花生秸秆具有平行壁型微孔结构。5种秸秆生物炭的FTIR图谱均含有极性基团和芳香性结构。它们X射线衍射图谱的主峰值均出现在(2θ)介于20.8°～28.1°。pH以及投入量的增加会提高秸秆生物炭吸附能力。吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。小麦秸秆生物炭对亚甲基蓝吸附能力最大,最大理论吸附量为27.82 mg·g~(-1);水稻秸秆生物炭和芦苇秸秆生物炭的最大理论吸附量分别为27.28和22.72 mg·g~(-1);而花生秸秆和玉米秸秆生物炭对亚甲基蓝吸附能力较差。[结论]在5种秸秆生物炭中,小麦秸秆具有良好的表面特征和吸附亚甲基蓝能力,为有机污染吸附的优选材料。
关键词：
秸秆 生物炭 亚甲基蓝 表征 吸附性
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
吴光前 孙新元 张齐生
介绍了活性炭表面氧化改性技术的基本原理,对国内外研究者运用不同氧化工艺改性活性炭及其吸附性能变化的研究成果进行了分析总结。经过氧化改性后的活性炭在比表面积、孔容积等方面均有不同程度降低,而表面含氧官能团的数量增加显著。氧化改性后的活性炭对于各种重金属离子的吸附性能提升十分明显,而对于有机物的吸附性能则有不同程度的下降。最后,提出了活性炭表面氧化改性技术的发展趋势和方向。
关键词：
林业工程 活性炭 改性技术 吸附 综述
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李金灵 张甜甜 鱼涛 杨博 屈撑囤
该文针对当前含油污泥热解处理后残渣的资源化利用问题,进行了含油污泥热解残渣的制备及吸附亚甲基蓝的综合性教学实验设计。该实验采用热解法制备了含油污泥热解残渣,对其进行了FT-IR、XRD、SEM结构表征,利用紫外-可见分光光度计分析了残渣对亚甲基蓝的吸附效果。该实验可操作性强,涵盖了含油污泥资源化处理、材料表征和吸附性能测试等多方面知识,可激发学生的学习兴趣,提高学生的综合实验能力。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
丁梦祎 任祺恺 罗婧盈 王明枝
【目的】将木材加工剩余物木粉和改性木粉作为废水中染料污染物的吸附剂，并探究其性能，为木粉高值化利用提供一种策略。【方法】以植酸（PA）为绿色改性剂接枝木粉制备了木粉基吸附剂（PA-WF），利用SEM–EDS、ATR–FTIR、XRD、BET对PA-WF的表面形貌、元素分布、官能团、孔隙度、比表面积、结晶度和结晶结构进行表征，分析了植酸和木粉质量比、尿素和木粉质量比、反应温度和反应时间对木粉接枝率的影响，以及不同接枝率木粉的亚甲基蓝染料溶液吸附容量，探究了PA-WF在不同吸附时间、亚甲基蓝染料不同初始质量浓度条件下的吸附容量变化规律。【结果】当植酸和木粉质量比2.5∶5、尿素和木粉质量比3∶50、反应温度70℃、反应时间3 h时，可制备接枝率为11.31%的改性木粉。SEM–EDS、ATR–FTIR、XRD和BET测试结果表明：PA成功接枝在木粉上引入磷酸基团，且增大了木粉的比表面积、平均孔径和孔体积。吸附测试结果表明：PA-WF在接枝率为8%时吸附性能最优，吸附容量可达22.53 mg/g，比未改性木粉的吸附容量（10.50 mg/g）提高了114.57%;PA-WF的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程与准二级动力学方程。【结论】采用适当条件制备植酸接枝改性木粉，经推测其吸附过程属于离子交换的单分子层化学吸附。利用植酸中阴离子磷酸基团，可大幅提升木粉的吸附性能，为木粉的高值化利用提供新的思路。
关键词：
木粉 吸附 染料 接枝改性 植酸
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
成纪予 叶兴乾
以杨梅Myrica rubra核为原料制备活性炭,采用水蒸汽活化法制备杨梅核活性炭的优化工艺条件为:活化温度950℃,活化时间1.5h,水蒸气用量6mL.g-1。在该条件下,杨梅核活性炭的得率为34.2%,碘吸附值达1167.2mg.g-1,亚甲基蓝吸附值达132.0mg.g-1。活化温度对杨梅核活性炭的得率和吸附能力都有显著影响(P<0.05);活化时间只对得率有显著影响(P三氯甲烷>苯>氨气。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
黄丽 刘石彩 杨华
以废弃的松子壳为原料,采用水蒸气活化法制备松子壳活性炭,系统研究了炭化温度、活化温度、活化时间、活化剂用量等关键工艺因素对活性炭产品性能的影响,分析其对碘吸附值和亚甲基蓝吸附性能的影响。结果显示,松子壳活性炭最佳工艺条件为:炭化温度为500℃、活化温度为860℃、活化时间为90 min、水蒸气流量为2.5 m L/min,此时松子壳活性炭得率为26.08%,碘吸附值为1 338 mg/g,亚甲基蓝吸附值为300 mg/g。松子壳活性炭孔径主要集中在3 nm左右,其平均孔径为2.396 nm,BET比表面积
关键词：
松子壳 活性炭 炭化 水蒸气活化 孔结构
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴晓凤 于志明 宿可 黄志义
为探索废弃刨花板的再利用方式,以杨木刨花板为原料,采用氢氧化钾活化法制备活性炭。以活化温度、活化时间、浸渍比和施胶量为参数研究活化工艺对所得活性炭吸附性能和活化得率的影响,并对试验范围内较优试验条件下制备的活性炭的微观结构和表面吸附性能进行元素分析、扫描电镜分析和N2吸附测试。结果表明:浸渍比是氢氧化钾活化法制备木质活性炭最重要的影响因素;在活化温度1 000℃、活化时间40 min、浸渍比1∶3、施胶量6%的条件下,活性炭样品的BET比表面积为2 459.708 m2/g、碘吸附值为2.047 g/g、活化得率为58.30%。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
颜世强 张洪才 付豪 潘迎捷
为了有效吸附水体中重金属,使用离子交联法合成制备了一种低成本、低毒性的磁性壳聚糖纳米重金属吸附材料。调节多聚磷酸钠与壳聚糖溶液的比例,制备得到一系列不同粒径大小的重金属吸附材料并比较其吸附性能的差异。通过电子透射显微镜、傅里叶红外光谱仪、粉末X射线衍射仪等一系列表征,确定壳聚糖纳米微粒成功包裹磁性Fe_3O_4纳米粒子,并得到粒径范围介于164.05~768.69 nm尺寸颗粒。重金属吸附铜、镉、锌实验结果表明,小粒径重金属材料的吸附效果优于大粒径吸附材料,其最大吸附效率分别为51.66%,97.86%及82.24%。此外,该材料吸附原理符合准二级动力学模型(R~2=0.998-0.999),属化学吸附类型。通过与人乳腺癌细胞MCF-7细胞共培养验证其生物相容性及毒性,细胞活性达到100%。该研究阐明小尺寸壳聚糖磁性纳米颗粒可作为一种低成本、低毒性且吸附率高的重金属吸附材料,基于该优势其在污水处理及农业环境治理具有潜在价值。
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