活性炭的制备及吸附性能表征
活性炭吸附材料的制备与性能研究
活性炭吸附材料的制备与性能研究1.引言活性炭是一种具有多孔结构、高比表面积和很强吸附能力的吸附材料。
它的主要应用领域包括工业废气治理、水处理、催化剂载体、电容器负极材料等。
在这些应用中，活性炭的吸附性能是至关重要的，因此其制备与性能研究也备受关注。
2.活性炭制备方法目前制备活性炭常用的方法包括物理、化学和生物三种方法。
其中物理法制备的活性炭具有孔径分布范围窄、孔径分布不均匀等特点，化学法制备的活性炭则具有孔径分布范围广、孔径分布均匀等特点。
生物法制备的活性炭则具有孔径小、孔隙率大等特点。
其中物理法和化学法制备的活性炭制备工艺相对成熟，且大规模生产的成本较低。
本文重点讨论物理法制备活性炭的相关性能研究。
3. 活性炭制备过程及性能物理法制备活性炭的步骤主要分为两个部分：原料选择和活化处理。
其中原料选择直接影响活性炭的吸附性能，而活化处理则可以提高活性炭的孔径分布和孔隙率，从而增强吸附性能。
3.1 原料选择原料选择是物理法制备活性炭中尤为重要的一步。
目前常用的原料有木材、硬煤、竹材、废纸浆等。
其中木材是目前用得最广泛的原料，其产生的活性炭孔径较小、孔隙率低，适用于处理微小分子；硬煤则通常具有大孔径和高孔隙率，适用于处理大分子。
废纸浆则具有孔径中等，孔隙率适中的特点，适用于处理中等分子。
3.2 活化处理在原料选择完成之后，对其进行活化处理可以提高孔隙度和孔径分布，从而增强活性炭的吸附能力。
活化有两种方式：物理活化和化学活化。
物理活化侧重于提高孔径分布规律性，化学活化则是通过化学反应提高孔隙度和孔径分布。
化学活化的常用方法包括氢氧化钾法、磷酸法、硝酸法等。
4. 活性炭吸附性能由于孔径尺寸、孔径分布以及表面化学性质的不同，活性炭对不同气体和液体的吸附能力也不同。
具体来说，不同气体分子的分子量和分子大小不同，因此对活性炭的吸附性能影响也不同；不同液体的表面张力和溶解度也不同，因此同样对活性炭的吸附性能造成不同影响。
棉秆活性炭的微波辐射磷酸法制备、表征及吸附性能
（ ｈ ｅ ａ ｏ ａｏ ｙｏ ｅ ｎ Ｐ ｏ ｅｓ ｇｆ ｒ ｈ ｍｉ ｌ ｎ ｉ ｅ ｉ ｆ ｉ ａ ｇＢ ｎ ｔ ａ ／ ｃ ｏ １ ｆ ｈ ｍｉ ｒ Ｔ ｅＫ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｆ Ｇｒｅ ｒ ｃｓ ｉ ｅ ｃ ｇｎ ｒ ｇ ｏ ￣ｉ ｉ ｕ ｎ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｅ ｓ ｙ ｎ ｏ Ｃ ａＥ ｅ ｎ Ｘ ｎ ｇ Ｃ ｔ
文 章 编 号 ：０ ７７ ８ （０ １０ —６ ８０ １０ —３３ ２ １ ）５０ １—５
棉 秆活 性 炭 的 微 波辐 射 磷 酸 法 制备 、 征 及 吸附性 能 表
邓辉 ， 张根林 ， 高英 ， 萍 孙
（ 疆 兵 团化 工 绿 色 过 程 重 点 实 验 室一 家 重点 实验 室培 育基 地 ／ 河子 大学 化 学 化 工 学 院 ， 疆 石 河 子 市 ，３ ０ ３ 新 国 石 新 ８２０） 摘要 ： 以棉 花 秸 秆 为 原 料 ， 用 微 波 辐 射 磷 酸 法 制 备 活 性 炭 ， 讨 了 微 波 功 率 、 射 间 及 磷 酸 浓 度 等 工 艺 条 件 对 棉 采 探 辐 秆 活 性 炭 吸 附性 能 及 产率 的影 响 。研 究 结 果 表 明 ： 磷 酸 浓 度 、 波 功 率 与 辐 射 时 间 ３个 因 素 中 ， 射 功 率 对 活 性 在 微 辐
中 图分 类 号 ： ４ ４ １ ￥ ９ ＴＱ ２ ． ； ７ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ， ａ ａ ｔ ｒ ｚ ｔＯ ｎｄ Ａｄ ｏ ｂ ｂ ｌｔ ｆ Ａｃ ｉ ａ ｅ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔｏ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｓ ｒ ａ ｉｉｙ ｏ ｔｖ ｔ ｄ Ｃａ ｂ ｎ ｆ ｏ Ｃｏ ｔ ｎ Ｓ ａ ｋｓｂｙ Ｍ ｉ ｒ ｗａ ｅ Ａｓ ｉ ｔ ｄ Ｈ３ ｒ ｍ ｔｏ ｔ ｌ ｃ ｏ ｖ ｓｓ ｅ ＰＯ４Ａｃ ｉ ａ ｉ ｎ ｔｖ ｔｏ
活性炭材料的制备及其吸附性能研究
活性炭材料的制备及其吸附性能研究活性炭是一种高效的吸附材料，广泛应用于工业领域和环保中。
其制备过程复杂，其中关键是制备方法和材料特性的控制。
本文将介绍活性炭的制备及其吸附性能的研究进展。
一、活性炭的制备方法活性炭的制备方法多种多样，如物理法、化学法和物化法等。
物理法是利用高温和特殊气氛，将无机原材料直接聚集成炭，其制备过程简单，但性能相对差。
化学法是将有机高分子或碳素化合物在特定条件下进行裂解或氧化后，得到炭材料。
物化法是结合物理和化学原理，在制备过程中控制原料和反应条件，以获得理想的炭材料。
二、活性炭的制备材料活性炭的制备原料多种多样，包括木屑、竹材、果壳等天然原材料，也包括聚丙烯、聚氨酯、纤维素等人工高分子。
材料种类不同，会影响活性炭的孔径大小和吸附性能。
例如，天然原材料产生的活性炭多为微孔，吸附能力较强；而人工高分子制备的活性炭多为介孔或大孔，吸附能力相对较弱。
三、活性炭的吸附性能活性炭的吸附能力主要取决于其孔径分布、表面性质和晶体结构等因素。
不同孔径大小的活性炭对不同物质的吸附效果也不同。
例如，微孔活性炭对小分子有机物质具有较强的吸附作用，而介孔或大孔活性炭对大分子有机物具有更好的吸附性能。
此外，活性炭表面化学性质的不同也会导致其吸附性能的差异。
一般而言，具有氨基、羟基、羧基等官能团的活性炭吸附能力会更强。
四、活性炭的应用由于其吸附能力和环保性质，活性炭广泛应用于水处理、空气净化等领域，同时也被用作电容器、电极材料等电子制品中。
在水处理方面，活性炭可以去除水中的有害物质，如重金属离子、有机物、药物等，提高水的质量和纯度。
在空气净化方面，活性炭可以去除甲醛、苯、二氧化硫等有害气体，改善人们生活环境。
总之，活性炭材料的制备及其吸附性能的研究是一个重要的领域。
通过不断探索材料特性和优化制备工艺，可以获得更具吸附能力和应用价值的活性炭，促进其在各个领域的应用。
活性炭材料的制备及其吸附性能研究
活性炭材料的制备及其吸附性能研究活性炭是一种重要的吸附材料，其具有很强的吸附能力和广泛的应用领域。
在各种工业环境和生活中，活性炭都被广泛应用于水处理、空气净化、药物制剂、电力工业、石油化工等领域。
本文将从活性炭的制备方法出发，分析其吸附性能及其影响因素，并对活性炭未来的发展进行探讨。
一. 活性炭的制备方法活性炭制备方法多种多样，其中最为常见的制备方法是物理法、化学法和物化法。
物理法是将天然材料和煤、木材等碳质材料在高温下进行碳化、炭化，然后进行物理活化制备而成；化学法是通过将碳质材料浸泡在化学试剂中，再进行热解和活化制备而成；物化法则是将化学和物理法相结合，用化学方法改性材料，然后进行物理活化。
制备方法对活性炭的吸附性能有很大影响。
不同制备方法得到的活性炭样品孔隙大小、孔隙分布、孔隙结构和表面特性都各不相同。
因此，制备方法也成为影响活性炭材料性能的重要因素之一。
二. 活性炭的吸附性能及其影响因素活性炭的吸附性能主要受到物理因素和化学因素的影响。
其中，孔隙结构、表面特性和溶液pH值是影响吸附性能的重要因素。
（一）孔隙结构活性炭的吸附性能与其孔隙大小、孔隙结构直接相关。
研究表明，能够发挥最佳吸附性能的孔隙大小应该是2-20 nm之间，而大于20 nm和小于2 nm的孔隙对活性炭的吸附性能贡献较小。
此外，孔隙分布越均匀，则活性炭的吸附能力越强。
（二）表面特性活性炭的表面处于一种非常活跃的状态，具有一定的亲水性和亲油性，因此表面特性对吸附性能也影响很大。
表面活性中心的数量和表面化学特性对吸附性能的影响很大。
活性中心数量越多，化学反应速率越快，物质吸附能力越强。
而表面化学特性可以通过化学法对材料进行改性，以增强其吸附性能。
（三）溶液pH值溶液pH值不同，吸附活性炭的性能也会不同。
一般来说，硫酸根、氯离子、硝酸根等负离子在碱性条件下吸附能力强，而氨基、羟基等阳离子在酸性条件下吸附能力强。
因此，在具体应用中要根据待吸附的物质的化学性质和吸附特点来选择相应的活性炭材料。
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验报告
引言概述：
本实验旨在研究活性炭材料在吸附过程中的性能和效果。
活性炭是一种具有高孔隙度和高吸附能力的材料，广泛应用于水处理、空气净化、废气处理等领域。
通过实验确定活性炭的吸附性能，可以为其在工业和环境应用中提供科学依据。
正文内容：
1.活性炭的原理和特性
1.1活性炭的制备方法
1.2活性炭的物理特性和表面结构
1.3活性炭的吸附原理
2.实验设计和方法
2.1活性炭的选择和准备
2.2吸附试剂的选择和制备
2.3实验装置和操作流程
3.吸附实验结果与分析
3.1吸附平衡实验
3.1.1吸附剂用量对吸附效果的影响
3.1.2吸附剂颗粒大小对吸附效果的影响
3.1.3吸附剂pH值对吸附效果的影响
3.2吸附动力学实验
3.2.1吸附速率对吸附效果的影响
3.2.2吸附温度对吸附效果的影响
3.2.3吸附剂可重复使用性能的评估
4.吸附实验的结果讨论
4.1吸附平衡实验结果分析
4.2吸附动力学实验结果分析
4.3吸附剂的选择和应用前景
5.实验改进和未来研究方向
5.1实验方法的改进和优化
5.2活性炭的改良和性能提升
5.3活性炭在环境治理中的应用研究
总结：
通过本实验，我们对活性炭吸附过程的性能和效果进行了研究。
实验结果表明，活性炭吸附效果受到吸附剂用量、颗粒大小、pH值、吸附速率和温度等因素的影响。
活性炭作为一种有潜力的吸附材料，在水处理、空气净化、废气处理等领域具有广阔的应用前
景。
未来的研究可以着重于改进实验方法、提升活性炭的吸附性能，并进一步探索其在环境治理中的应用。
椰壳基微孔活性炭制备与表征研究共3篇
椰壳基微孔活性炭制备与表征研究共3篇椰壳基微孔活性炭制备与表征研究1椰壳基微孔活性炭制备与表征研究近年来，环境污染问题已成为全球共同关注的焦点。
其中，水污染是目前最为严重的问题之一，因此寻找有效的水处理技术显得尤为重要。
活性炭被广泛应用于水处理中，其具有高比表面积、良好的吸附性能等优点。
本文研究以椰壳为原料制备微孔活性炭，并对其性能进行表征。
1 实验材料与方法1.1 实验材料本实验所需材料有：椰壳、NaOH、纯水。
1.2 实验方法1.2.1 制备活性炭首先将椰壳清洗干净后切碎成小块，放入烘箱中以120℃下烘干。
待椰壳冷却后，将其放入500mL三口瓶中，并加入10g NaOH和250mL纯水。
在搅拌下，将混合物加热至90℃，并保持7h的反应时间。
反应完成后，用水洗涤至中性，然后放入烘箱中，以130℃下烘干。
1.2.2 表征活性炭采用BET法、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、红外光谱(FTIR)对制备的微孔活性炭进行表征。
2 结果与分析2.1 BET表征结果活性炭的比表面积是其最主要的性能之一，BET法可以对其进行表征。
实验结果显示，制备的活性炭比表面积为1711.44m2/g，孔径分布主要在微孔区(1-2nm)和介孔区(4-10nm)。
表明制备的活性炭具有较高的比表面积和孔径均匀性。
2.2 FESEM表征结果FESEM图像如图1所示。
[图1 FESEM图像]观察图像可以看出，活性炭表面具有丰富的微孔和介孔，孔径均匀、分布密集。
2.3 FTIR表征结果FTIR图谱如图2所示。
[图2 FTIR图谱]图谱中可见，活性炭表面存在-OH基团，表明其具有良好的吸附性能。
3 结论本研究以椰壳为原料制备了一种具有优异吸附性能的微孔活性炭，并对其进行了表征。
实验结果表明，制备的活性炭具有较高的比表面积、均匀的孔径分布以及良好的吸附性能，可以应用于水处理等领域本研究成功制备了一种微孔活性炭，并通过BET法、FESEM和FTIR分别对其进行了表征。
活性炭纳米材料的制备和性能研究
活性炭纳米材料的制备和性能研究活性炭纳米材料是近年来备受关注的一种新型材料，它具有多孔、高比表面积、较高的化学稳定性等优异性能，被广泛应用于环境治理、能源储存、生物医学和催化等领域。
本文将介绍活性炭纳米材料的制备方法和性能研究成果。
一、活性炭纳米材料的制备方法活性炭纳米材料制备方法众多，其中常见的有溶胶凝胶法、热解法、水热法、碳化法等。
（一）溶胶凝胶法溶胶凝胶法是将预先制备好的溶胶（即稀溶液）在适当的温度下先制得凝胶，再经过干燥和高温煅烧而得到纳米材料的一种方法。
这种方法制备的活性炭纳米材料通常具有高比表面积和孔容的特点。
2006年，德国科学家使用溶胶凝胶法制备了一种纳米活性炭，其比表面积可达到2190 m2/g。
（二）热解法热解法是将含有过量碳源的预体材料经高温处理制备成为活性炭的方法。
热解法制备的活性炭具有较高的比表面积和微孔容积。
2008年，日本科学家使用热解法制备了一种多孔性活性炭材料，其比表面积达到了2725 m2/g。
（三）水热法水热法可以在高压和高温下将前体物质转化为活性炭纳米材料。
与其他方法不同，水热法不需要使用任何催化剂和络合剂，而是利用独特的水热条件来实现纳米活性炭的制备。
2017年，中国科学家使用水热法制备了一种纳米活性炭，其比表面积达到了4275 m2/g。
（四）碳化法碳化法是通过高温炭化含有碳源的材料，制备出具有大量孔隙结构的高比表面积活性炭的方法。
碳化法通常使用廉价原材料，制备的纳米活性炭除了高比表面积和孔容外，还具有良好的电化学性质。
2019年，一项国际合作研究使用碳化法制备了一种双氧水活性炭电极材料，表现出优良的电化学性能。
二、活性炭纳米材料的性能研究活性炭纳米材料的性能研究主要包括孔结构、比表面积、电化学性能等方面。
（一）孔结构和比表面积孔结构和比表面积是活性炭纳米材料最为突出的性能之一，在很大程度上决定了其应用性能。
有研究发现，通过控制活性炭材料的炭化温度和炭化时长，可以有效地调控活性炭纳米材料的孔径和孔容。
超高比表面积活性炭的制备与表征
随着不可再生能源的日益枯竭 , 果壳 ㊁ 竹木等农林废弃 物由于具有易活化等优点正越来越多地被当作制备活 性炭的原料 . 无 患 子 作 为 重 要 的 能 源 树 种 , 已在全国 特别是福建省大 力 种 植 , 无患子提取生物柴油原料油 后留下大量的残渣 , 含有大量的纤维素 , 经检测残渣中 碳元素 的 含 量 高 达 ４ 丢 弃 既 破 坏 环 境, 又浪费 ９． ３ ４％ , 资源 . 因此 , 利用 无 患 子 残 渣 制 备 活 性 炭 可 以 降 低 环 境污染 , 提高无患子的综合利用价值 .
( ) 文章编号 : １ ０ ０ １ Ｇ ９ ７ ３ １ ２ ０ １ ５ １ ３ Ｇ １ ３ １ １ ６ Ｇ ０ ５
１ ３ １ １ ６
) 卷 ２ ０ １ ５ 年第 １ ３期( ４ ６
超高比表面积活性炭的制备与表征
∗
( 福建师范大学 化学与化工学院 , 福州 ３ 福建师范大学 环境科学与工程学院 , 福州 ３ １． ５ ０ ０ ０ ７; ２． ５ ０ ０ ０ ７; ) 福建师范大学 泉港石化研究院 , 福建 泉州 ３ ３． ６ ２ ８ ０ ０ 摘㊀要: ㊀ 以无患子残渣为原料 , KOH 与 K C O ２ ３ 作为 活化剂 , 采用微 波 炭 化 和 活 化 两 步 法 制 备 超 高 比 表 面 积活性炭 , 通过正交实验优化活性炭的制备工艺 , 探讨 了碱炭比 ㊁ 活化 温 度 和 活 化 时 间 对 活 性 炭 吸 附 亚 甲 基 蓝吸 附 值 的 影 响 . 利 用 N X R D㊁ F T Ｇ I R ２ 吸 脱 附 实 验㊁ ㊁ 结果表明 , 在碱炭质量比为４ 活化温度８ 活化 ʒ １ ０ ０ħ ㊁ 时间３ 所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附 ０m i n的条件下 , ２ / , / , 值为 ５ 吸附累积 ９ ５m B E T 比表面积为 ３４ ７ ９m g g g , 总孔容达 １ 平均孔径为 ２ ． ８ ２ ６ ２c m/ ． ０ ９ ９ ７n m. g
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实验三 活性炭的制备及吸附性能的表征
一、实验目的
1. 掌握活性炭比表面积的计算方法；
2. 学会用朗格缪尔吸附方程求解活性炭的饱和吸附量 二、实验原理
活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构和极大的内表面积的人工碳材料制品。
它主要由碳元素（87—97%）组成，也含有氢、氧、硫和氮等元素以及一些无机矿物质。
活性炭最显著特征是吸附作用，它可以从气相或液相中吸附各种物质，并且吸附能力很强
活性炭的制备：
材料：几乎任何一种天然或合成的含碳物质，如木质原料（木材、果壳、果核）、煤化植物（泥炭、褐煤）、所有不同变质程度的煤和酚醛树脂等合成物质，都可以生产活性炭。
干燥－粉碎－碳化（马弗炉）－活化
碳化，也称热解，是在隔绝空气的条件下对原材料加热，一般在600度。
经碳化后会分解放出水气、CO 、CO2、H2等。
原料分解成碎片后，并重新结合成稳定结构，这些碎片可能有一些微晶体组成。
活化，是在氧化剂的作用下，对碳化后的材料加热，以生产活性炭产品。
活化过程中，烧掉了碳化时吸附的碳氢化合物，把原有空隙之间烧穿活化使活性炭变成一种良好的多孔结构。
活性炭的表征：比表面积测定仪测定比表面积和孔径的分布；扫描电镜表面性质分析和孔径微观结构分析；IR 进行表面官能团的分析。
吸附性能表征：碘值，表征活性炭吸附性能的一个指标，一般认为其数值高低与活性炭中微孔的多少有关联。
亚甲基兰吸附，也是表征活性炭吸附性能的一个指标，由于分子直径大，数值主要表征中孔数量。
本实验以活性炭为原料，通过在醋酸水溶液中对醋酸的吸附作用，计算活性炭的比表面积。
通过朗格缪尔吸附方程求饱和吸附量。
活性炭的吸附性能表征： 1.弗朗特里希经验方程：
1n x
kc m
τ==
τ表示吸附能力（每克吸附剂上吸附溶质的量），x 为吸附溶质的量（mol ），m 为吸附剂的量（g ），c 为吸附平衡时溶液的浓度（mol/L ），n 和k 为经验常数，由温度、溶剂、吸附质与吸附剂性质决定。
对上式取对数： 1l g l g l g c k n
τ=
+，以lg τ对lgc 做图，可得一条直线，由斜率和截距可得n 和k 。
2.朗格缪尔吸附方程
1ck
kc
ττ∞
=+ τ∞为饱和吸附量，即表面被吸附质铺满单分子层时的吸附量 上式整理
1c
c
k τ
ττ∞∞=
+，c τ
对c 做图，得到一直线，由直线的斜率可求得τ∞，截距求常数k 。
3. 吸附剂比表面积
23020
6.021024.3
10m S A ττδ∞∞⨯⨯⨯==
（m2/g ）由Langmuir 单分子层吸附模型，假定吸附
质分子在吸附剂表面是直立的，每个HAc分子所占面积为24.3
2
A，得到的比表面积比实
际要小一些。
三、实验仪器与药品
NaOH 0.25M（准确），冰醋酸0.42M（准确），活性炭，酚酞等
四、实验步骤
1.配置醋酸溶液，氢氧化钠溶液，浓度分别为0.42M和0.25M左右；
3.振荡：将瓶塞塞好，置于振荡机上使其达到吸附平衡。
4.滴定：振荡30分钟后，先取稀的进行滴定，浓溶液不易平衡，继续震荡，由于吸附后
HAc浓度不同，取体积为1，2瓶10ml，3，4瓶取20ml，5，6，7瓶取40ml。
注意：在醋酸溶液中，操作中防止HAc的挥发，以免引起较大的误差；
本实验溶液配制中用不含CO2的蒸馏水配制。
五、实验数据处理
原始数据记录
数据处理
由图得到n和k，最大吸附量，进一步计算吸附剂的比表面积。
六、实验小结
注：NaOH标准溶液的配制，如何标定的？。