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以废弃的油茶果壳为原料,通过炭化及Na OH活化等工艺可以制备出具有高比表面积和优异吸附性能的油茶果壳活性炭。然而较高的炭化温度不仅造成能源的浪费,而且可能导致油茶果壳活性炭结构及吸附性能的大大减弱;因此,优化油茶果壳活性炭制备工艺,对提高其吸附性能及废弃油茶果壳的增值化利用非常重要。采用单因素实验法探究了炭化温度和Na OH用量等制备条件对油茶果壳活性炭得率、结构及吸附性能的影响,结合扫描电镜(SEM)分析和X射线衍射(XRD)分析对油茶果壳活性炭的结构和微观形貌进行了评价。研究结果表明,随着炭化温度的升高,炭化物得率不断降低,活性炭吸附性能先略微升高后逐渐下降;随着Na OH用量的增加,活性炭得率不断降低,其吸附性能先上升后略有下降。在较佳的工艺条件(炭化温度290℃、碱炭质量比3∶1)下制备的油茶果壳活性炭的比表面积为2 329.1 m2/g,亚甲基蓝吸附量和脱除率分别为1 573.6 mg/g和98.3%。SEM结果表明,所制备的活性炭具有良好的多孔结构,在孔壁上广泛分布有微小的孔道; XRD结果表明,油茶果壳活性炭具有较低的石墨化程度。本研究采用较低的炭化温度和较低的Na OH用量制备出了性能优异的油茶果壳活性炭,对油茶果壳的高值化利用具有重要意义。 相似文献
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《林产化学与工业》2017,(1)
为改善工业物理法产普通活性炭的孔隙结构,提高其作为离子液体超级电容器电极材料的性能,采用水蒸气活化法,分别对煤质活性炭(CAC)、椰壳活性炭(CSAC)和竹基活性炭(BAC)进行二次活化,探讨了工艺条件对活性炭孔隙结构的影响,并利用恒电流充放电、循环伏安曲线和交流阻抗等方法对3种活性炭制作的双电层电容器的电化学性能进行了研究。结果表明:二次水蒸气活化能够显著提高活性炭中孔孔容,从而大大提高吸附性能,3种活性炭的碘吸附值、亚蓝吸附值均相比原料有较大提升;二次水蒸气活化对CSAC的孔隙结构和比电容量影响最显著,二次活化椰壳活性炭的BET比表面积可达1 972 m2/g,电流密度0.5 A/g时,超级电容器的比电容量可达106 F/g,是原料(43F/g)的2.5倍。 相似文献
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采用CuC l2溶液对椰壳活性炭进行改性,制备高容量甲醛吸附活性炭。以扫描电镜(SEM)观测改性前后活性炭的表面形貌;用低温液氮吸附(N2/77K)来表征铜盐浓度的改变对活性炭孔隙结构的影响;用X射线光电子能谱(XPS)分析活性炭表面元素组成及存在形式;用X射线衍射(XRD)研究载铜活性炭的晶形结构;以常温动态吸附评价活性炭对甲醛的吸附性能。研究结果表明:改性活性炭中铜以Cu、CuC l及CuC l23种形式存在,改性活性炭微孔数量减少,介孔比例提高;同时,随铜盐浓度增加,活性炭的比表面积和孔容减少,平均孔径变大;改性后活性炭表面含氧官能团数量增加。当CuC l2浓度为0.5 mol/L时,制备的改性活性炭对甲醛的吸附容量(4.28 mg/g)是原料活性炭(1.38 mg/g)的3.1倍,甲醛在改性活性炭上的吸附行为符合Freundlich吸附模型。 相似文献
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竹节制备提金活性炭及其表征 总被引：2，自引：0，他引：2
以竹节为原料,采用水蒸气活化法制备提金活性炭,研究温度、保温时间、水蒸气流量等因素对活性炭性能的影响,并对其孔隙结构进行表征.结果表明:随着温度和保温时间的增大,活性炭的吸附性能总体呈上升趋势;随着水蒸气流量的增加,活性炭的吸附性能呈先升后降的趋势;N_2吸附等温线的分析表明,竹节活性炭具有发达的微孔、中孔、大孔结构.在较佳的试验条件下,活性炭的强度、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、比表面积、总孔容积和微孔容积分别为97.5%,262 mg·g~(-1),1 072.7 mg·g~(-1),1 334.2 m~2·g~(-1),0.671 mL·g~(-1)和0.574 mL·g~(-1). 相似文献
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为了考察磷酸法活性炭作为双电层电容器电极材料的可行性,通过浸渍三聚氰胺后在500、700、900℃下热处理的方法对活性炭进行了表面改性,分别得到改性活性炭AC-N-500、AC-N-700、AC-N-900,考察不同热处理温度对活性炭表面氮元素结合状态的影响,及其对磷酸法活性炭作为双电层电容器电极材料的电化学性能的影响。采用氮气吸附、元素分析、X射线光电子能谱及电化学测试等方法分析表征活性炭的孔隙结构、元素组成、表面官能团存在形式以及电化学性能。结果表明:随着热处理温度的升高,改性活性炭氮元素含量逐渐下降,由AC-N-500的8.49%下降为AC-N-900的4.16%;三聚氰胺改性活性炭比表面积和总孔容明显降低。改性活性炭中氮元素主要以N-6(吡啶型)、N-5(吡咯型)、N-Q(季氮型)、N-X(氮氧型)4种形式存在;随着热处理温度的升高,N-6和N-5型官能团的比例略微减少并部分转变为N-Q。改性活性炭AC-N-700可制备出比电容达203 F/g(扫描电压1 m V/s)的活性炭电极材料,减小电极与电解液间的阻力有利于离子的渗入和电荷的传导,表明磷酸法活性炭具有作为双电层电容器电极材料的潜力。 相似文献
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水热炭化微晶纤维素制备炭球-活性炭复合材料 总被引：1，自引：0，他引：1
以微晶纤维素(MC)为原料,柠檬酸为催化剂,活性炭为载体,经水热炭化法形成炭球并负载于活性炭的表面和孔内合成含氧官能团丰富的炭球-活性炭复合材料。用扫描电镜(SEM)、低温液氮吸附(N2/77K)、傅里叶红外(FT-IR)和水相三价铬吸附实验对炭球-活性炭复合材料的表面负载炭球形貌、孔隙结构、含氧官能团种类和重金属离子的吸附性能进行表征。研究表明:MC在柠檬酸的催化作用下,在水热条件下可以形成形貌良好、结构规整的炭球,炭球负载于活性炭表面和孔内部。炭化温度、炭化时间和MC质量浓度,均能影响炭球的粒径和数量。炭球-活性炭复合材料的表面富含—OH、COOH、C=O等含氧官能团;当MC质量浓度为2.0 g/L时,复合材料对Cr3+的单位质量吸附量最大为0.356 mg/g,是活性炭的5.65倍。 相似文献
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高比表面积竹质活性炭的制备与性能研究 总被引：6，自引：3，他引：3
以竹子为原料、磷酸为活化剂,在不同条件下制备竹基活性炭,考察浸渍比、活化温度、活化时间、升温速率等因素对竹质活性炭产品吸附性能的影响,得到亚甲基蓝吸附值最高达200 mL/g、焦糖脱色率最高达120%的高吸附性能竹质活性炭。研究结果表明最佳工艺条件为:浸渍比3∶1(g∶g),活化温度400℃,升温速率10℃/m in,活化时间40 m in。对所制得的竹质活性炭产品进行扫描电镜(SEM)分析、N2吸附分析,结果表明所制得活性炭具有较高的BET比表面积(2 103 m2/g)和发达的孔结构。 相似文献
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为了研究高温重整方法对活性炭性能的影响,以商品磷酸法木质成型活性炭为原料,考察了不同升温/降温方式、重整温度和重整时间对活性炭强度、孔结构、着火点和官能团的影响。结果表明:快速升温至800℃重整活性炭30~75 min后快速降温的方式(快速升温/快速降温(FH/FC))可使活性炭强度提高5.75%~6.39%,得率保持在83.54%以上,比梯度升温/自然降温(GI/ND)更高效节能。对经800℃重整30和60 min后的活性炭的孔结构和吸附性进行研究,发现活性炭的比表面积和总孔容积分别下降约400 m2/g和0.3 m3/g,孔径分布在1.2 nm以下的微孔所占的比例增加,对亚甲基蓝的吸附性能略有下降,而对碘的吸附性能略有提高,丁烷工作容量下降15%以内。经高温重整后,活性炭的着火点显著提高,800℃重整60 min后,着火点提高100℃以上,这与高温重整后活性炭表面含氧官能团数量的减少有关。 相似文献
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以竹材加工剩余物为原料,在不添加活化剂的条件下,开展了微正压热解自活化制备活性炭的研究,通过热重-质谱分析、热解炭化和热解自活化对比,以及热解自活化尾气监测,探究热解过程中活性炭孔隙结构的形成机制。研究结果发现:热解过程产生的水蒸气和二氧化碳可以与固相炭发生气化成孔反应,制得高吸附性能的竹材活性炭;热解气体、均匀活化、气-炭可逆反应平衡状态、活化剂的扩散速率及气-炭反应速率是竹材活性炭孔隙结构和吸附性能的主要影响机制;控制热解自活化压力为0.12 MPa,在900℃(升温速率15℃/min)热解6 h,制得活性炭得率为15.22%,BET比表面积(S_(BET))1 108 m~2/g,微孔容积(V_(mic))为0.407 cm~3/g,介孔容积(V_(mes))为0.085 cm~3/g,碘和亚甲基蓝的吸附值分别为1 438和300 mg/g,同时副产高H_2、CO含量和高CO/CO_2比例的费托合成原料气。 相似文献
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《林业工程学报》2016,(3)
沙柳资源丰富且含有大量的纤维素和半纤维素,可作为制备活性炭的潜在原料。本研究以沙柳为原料、磷酸为活化剂,采用正交试验法确定沙柳基活性炭的制备工艺,探究浸渍比、活化温度和活化时间3个因素对沙柳基活性炭得率及亚甲基蓝吸附性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对所制备活性炭的微观形貌和石墨层结构进行分析和表征,并利用氮气吸附和脱附曲线计算出BET比表面积、BJH孔径分布。试验结果表明:制备沙柳基活性炭的较理想工艺条件为,活化时间80 min,浸渍比3∶1(磷酸与原料的质量比),活化温度450℃;在此条件下制备的沙柳基活性炭平均得率为46.48%,亚甲基蓝吸附值为135.0 mg/g,BET比表面积为1 015.144 m2/g,孔径大小平均为4.23 nm。 相似文献
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以硬杂木龙凤檀的加工剩余物为原料,研究了磷酸活化法的活化温度、磷酸质量分数和浸渍比对龙凤檀活性炭吸附性能的影响,通过N2吸附-脱附等温线对活性炭的结构进行分析,并根据吸附理论和DFT孔径分布图,拟合计算出活性炭有效孔道所占的孔容积与液相吸附性能(碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率)的构效关系。研究结果表明：在磷酸质量分数60%、磷酸溶液与龙凤檀浸渍比3∶1(mL∶g)、活化温度500℃、活化时间120 min的条件下,磷酸活化法制备的龙凤檀活性炭具有最佳的吸附性能和优异的孔隙结构,碘吸附值为841 mg/g,亚甲基蓝吸附值为270 mg/g,焦糖脱色率为120%,比表面积为1 516 m2/g,总孔容为1.145 cm3/g,均优于软杂木杉木制备得到的活性炭。应用密度泛函理论(DFT),计算出龙凤檀活性炭不同孔径区间对应的孔容积,经过理论分析和拟合计算,发现碘吸附值与孔径在1.0～2.7 nm之间的孔容积、亚甲基蓝吸附值与孔径在1.7～5.0 nm之间的孔容积、焦糖脱色率与孔径在2.7～6.3 nm之间的孔容积有着很好... 相似文献
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随着经济的发展和社会的进步,人们对具有长的循环寿命、高的功率密度和绿色廉价的能源设备的需求逐渐增加,基于生物质活性炭的超级电容器近年来备受关注。然而,生物质基活性炭的电化学性能仍然缺少竞争力,此外,对其微观结构的控制也是较大难题。笔者以糠醛渣为原料,KOH为活化剂,在氩气氛围下通过两步炭化的方法制备三维多孔炭材料,并将制备的多孔炭用做超级电容的电极材料。通过SEM、TEM、Raman、XPS、XRD等手段系统分析表征了所获多孔炭材料的形貌、结构、组成,并探讨活化剂的比例对糠醛渣多孔炭结构性能的影响。研究结果表明:当KOH和糠醛渣的质量比为3∶1时,所制备的多孔炭材料比表面积为2 164.3 m~2/g,具有良好的电容性能(当电流密度1 A/g时,比电容为235.6 F/g)、倍率性能和循环稳定性(当循环充放电10 000次后,比电容仍能保留96%以上)。本研究从生物精炼废弃物中制备了性能优异的超级电容器用活性炭,为降低高性能超级电容器成本,实现生物质的高值化应用提供新思路。 相似文献
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碱木质素三步法制备微米尺寸球形活性炭研究 总被引：2，自引：0，他引：2
以碱木质素为原料采用球形木质素前驱体,炭化,活化三步法制备微米尺寸的球形活性炭。研究了球形木质素前驱体的制备条件及活化条件对球形活性炭的粒径大小、结构形貌、孔结构的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)、低温N2吸附-脱附以及傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物的形貌结构、吸附性能和表面官能团进行了表征。结果表明,当反应温度为90℃,反应时间10 h,搅拌速度200 r/min,p H值为3.0的条件下,制备出粒径为5μm左右、球形形貌完整的球形木质素前躯体。通过对球形木质素前躯体在300℃炭化以及850℃下CO2活化,制备出比表面积为776.96 m2/g,总孔容为0.487 1 cm3/g,平均孔径为2.51 nm的球形活性炭。 相似文献
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李炜 《林业机械与木工设备》2013,(8):44-46
研究以栀子壳为原料,在炭化温度400℃、炭化时间60min的条件下,采用磷酸活化的方法制备活性炭。通过正交实验确定了活化的最佳条件为:料液比1:2.5,活化液质量分数45%,活化温度600℃,活化时间45min,碘吸附值为986mg/s,亚甲基蓝脱色力为11.9mL/0.1g,得率为41.2%。对重金属C(rⅥ)和栀子油的去除率及其吸附性能分析的结果表明,栀子壳制备的活性炭与市售活性炭的吸附性能相当,且在加入量为20mg时对C(rⅥ)的去除率高于市售活性炭。 相似文献
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磷酸法制备棉秆活性炭的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
研究利用棉秆为原料,采用磷酸活化法制备活性炭的工艺,探讨制备过程中诸因素对活性炭性能的影响,得出适宜的工艺条件。结果表明:利用棉秆以磷酸为活化剂,可制得性能优良的活性炭产品;所得活性炭产品得率为34%,活性炭对亚甲基兰脱色力为292.7mg·g-1,碘吸附值898.2mg·g-1,所制备的活性炭对Cr(Ⅵ)有较好的吸附性能。 相似文献
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以毛竹为炭前驱体,KOH作活化剂,制备具有高比表面积的活性炭(HSAAC)材料,考察了KOH与竹炭的质量比(碱炭比)对活性炭孔结构、吸附性能和电容性能的影响。结果表明:随着碱炭比值的增加,活性炭的比表面积、中孔容积和总孔容增大,微孔孔容先增大后减小;碘吸附值、亚甲基蓝吸附值均呈现先增大后减小的趋势,碱炭比值为4时达到最大,分别为2 168和569 mg/g。当碱炭比值为4时,可制得比表面积为2 610 m2/g、总孔容为1.24 cm3/g(其中微孔孔容0.81 cm3/g,中孔孔容0.382 cm3/g)的活性炭材料。以其为电极材料组装的电容器在30%H2SO4电解液中的比电容为206 F/g。 相似文献