活性炭材料的制备及其吸附性能研究
秸秆等农林废弃物制备活性炭及其吸附性能研究
试点论坛shi dian lun tan304秸秆等农林废弃物制备活性炭及其吸附性能研究◎杨嘉玥 顾佳怡 姜淮莉摘要：以稻壳，花生壳，玉米秸秆，稻谷秸秆农林废弃物为原材料，通过氯化锌活化法，磷酸法，KOH活化法，氯化钙活化法及脱硅活化法制备生物质活性炭材料。
探究制备活性炭的产率及活性炭在不同活化剂作用下对亚甲基蓝的吸附性能。
结果表明，KOH＋稻谷秸秆组合下的活性炭吸附效果最佳，在其投加量为30mg/L，吸附时间为2h，实验温度为30℃时，吸附量为63.36 mg/g,平衡浓度为2.1 c/mg·L，去除率为85.85%。
关键词：活性炭；秸秆；农林废弃物；吸附量活性炭具有疏松多孔，比表面积大的特质，能有效去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，在工业，医疗，污水处理等领域应用广泛。
而我国作为一个农业大国，在生产稻谷等农作物时会产生大量秸秆，稻壳等农林废弃物，其大多被直接丢弃和焚烧还田，造成资源浪费及环境污染。
利用其农林废弃物制备活性炭在相比于煤，木材等传统材料制备不但价格低廉节约成本，还可以起到还田改良土壤肥力作用，实现资源最大化利用。
本文以稻壳，花生壳，玉米秸秆，稻谷秸秆为原材料，通过氯化锌活化法，KOH活化法，氯化钙活化法，磷酸活化法及脱硅活化法制备生物质活性炭，通过对亚甲基蓝的吸附测定，进一步探究吸附过程中的吸附性能，筛选出最佳“农林废弃物+活化剂”，分析其对有机污染物的吸附可行性。
一、实验部分（1）仪器与试剂。
仪器：KER-F100A型密闭式制样粉碎机，河南兄弟仪器设备有限公司；THZ-C型恒温振荡器，太仓市强文实验设备有限公司；UV-5500型紫外可见光分光光度计，上海元析仪器有限公司；AI-518P(V7.1)程序型智能调节器，厦门宇电自动化科技有限公司。
试剂：亚甲基蓝溶液，20mg/L;氯化锌溶液，60%；盐酸溶液，0.1mol/L;氯化锌溶液，0.5mol/L；氯化铜溶液，0.4mol/L;磷酸溶液，60%；氯化钙溶液，10%；氢氧化钾溶液，10%。
活性炭的吸附性能研究
活性炭的吸附性能研究活性炭是一种广泛应用于化工、生物、环境等多个领域的高端材料。
它是一种具有多孔、高表面积的吸附剂，因其在物质分离、净化、催化等方面的独特性能而备受关注。
本文将就基于活性炭的吸附性能展开讨论。
一、活性炭的定义活性炭是一种碳质材料，具有高表面积和利于吸附的孔隙结构。
它广泛应用于气体和液体的吸附、分离和净化等方面。
活性炭具有重要的环保和生态价值，在植物培育和水处理中也有广泛的应用。
活性炭的吸附能力是由其具有的孔隙结构和表面化学性质决定的。
相比于普通的炭材料，活性炭具有更多的小孔和中孔，在空间上更加复杂和狭小。
因此，活性炭可以吸附分子的表面积更大，结果其吸附能力也更强。
二、活性炭的吸附机制活性炭的吸附机制主要有物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附：指分子吸附到活性炭孔隙表面时，分子的表面分子作用力和孔穴内分子的作用力通过范德华力吸引，将其牢固地钟在孔中。
在物理吸附中，吸附剂和吸附物分子之间不会产生化学反应，因此物理吸附的吸附热相对较低。
化学吸附：指活性炭表面上具有活性位点，使吸附分子与其表面产生化学反应，形成化合物，在化学键作用下强烈的结合在活性炭上。
化学吸附在吸附物和吸附剂之间产生了化学反应，是一种更牢固的吸附过程。
与物理吸附相比，化学吸附的吸附热相对较高。
三、活性炭吸附性能的影响因素1. 外在因素温度、湿度、压力等外在因素的改变会影响活性炭的吸附能力。
在高温下，分子内部的热能增强，因此分子与活性炭表面吸附的能力减弱。
而在负压下，分子与活性炭表面的相对吸附能力增加。
2. 活性炭的孔隙大小活性炭的孔隙大小对于吸附能力有着非常重要的影响。
通常，孔径越小的活性炭其表面积越大，因此吸附能力会更高。
除此之外，孔隙形状也会影响吸附性能。
3. 活性炭的含氧量由于活性炭含氧量的变化会影响其表面化学性质，因此也可以影响吸附性能。
在一定的范围内，增加含氧量可以增强活性炭的吸附能力；但如果过高，则可能影响吸附剂的硬度和酸碱性态，因此不利于吸附过程。
改性活性炭的制备及其对金吸附性能的研究
２０１４年 ７月 Ｊｕｌｙ２０１４岩 矿 测 试 ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ文章编号：０２５４ ５３５７（２０１４）０４ ０５２８ ０７Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．４ ５２８～５３４改性活性炭的制备及其对金吸附性能的研究郭林中，韦瑞杰，王海潮，魏建录（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南 信阳 ４６４０００）摘要：活性炭因具有良好的吸附性能而得到广泛应用，但其吸附能力有限。
本文采用氟化氢铵和不同浓度硝酸（０～８０％硝酸）对活性炭进行表面改性处理，利用扫描电镜（ＳＥＭ）、傅里叶变换红外光谱法（ＦＴ－ＩＲ）、ＢＥＴ氮吸附法、Ｂｏｅｈｍ滴定法对改性前后活性炭进行了表征分析，并比较了改性前后的活性炭对 Ａｕ（Ⅲ）的吸附效果。
结果表明：随着硝酸浓度的增加，改性活性炭的灰分、平均比表面积、孔隙容量、吸附孔径均有不同程度的降低，发达的微孔结构受到影响，表面性能降低不利于增加其吸附容量；但表面含氧官能团羟基、羧基数量均明显增加，活性炭的极性、亲水性、催化性能、表面电荷和骨架电子密度发生改变，对金属离子的吸附选择性和吸附能力有所提高。
２０％硝酸改性活性炭的平均比表面积、孔径容量、吸附孔径减小程度较低，酚羟基含量和含氧官能团总量分别却增加了 １６８．３％、１０９．１％；用于吸附 Ａｕ（Ⅲ）的回收率可达９９．１％，较未改性的活性炭提高最大，金测定值的精密度好（相对标准偏差为 ０．６％ ～１．４％），准确度高。
表征分析表明，改性活性炭对金的吸附是表面物理吸附和官能团化学吸附并存的过程，而且官能团化学吸附起主要作用。
关键词：活性炭；改性；金；吸附性能中图分类号：Ｏ６１４．１２３文献标识码：Ａ随着工业的迅速发展，黄金的需求量越来越大， 而金矿石的特性决定着在应用吸附工艺回收时，必 须使用吸附容量大和选择性好的吸附剂提高金的回 收率［１］。
分析 近 年 来 金 的 富 集 分 离 方 法 的 进 展 情 况可以看出，新 的 富 集 分 离 方 法 （如 泡 沫 塑 料 富 集 分离法、离子 交 换 纤 维 素 富 集 分 离 法 ）虽 然 经 近 年 的开发和研究，在生产中得到了一定范围的应用，但 是由于传统的富集分离方法，尤其是活性炭提金方 法具有工艺流程简单、金回收率高、投资省、成本低 和占地面积小等优点，仍然在目前黄金分析测定中 发挥着重要作用 。
活性炭的制备及吸附性能表征
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 xkc mτ==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 nτ=+，以lg τ对lgc 做图，可得一条直线，由斜率和截距可得n 和k 。
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。
烧结活性炭的制备及吸附性能研究
的一种新型 粘结剂 ，在 不过多地 降低 比表 面积的前提下 ，大大地提 高烧结活性炭的机械性能 ，使其 能够长 时间经受住 水流和气
流 的 冲击 。
关键 词：烧结活性炭；制备 ；热压工艺；吸附性能 文章篇号：１ ６ ７ ３ ． ９ ０ ７ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ７ ． １ ５ １ ４ ． １ ５ １ ７
（ ２ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ， Ｓ ｏ ｕ ｈ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｙ ｔ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ４０ ６ ， Ｃ ｈ ｎａ ｉ ）
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吸附材料的制备和性能研究
吸附材料的制备和性能研究吸附材料是一种能够吸附、分离和纯化物质的材料。
它广泛用于环境保护、化工、医药等领域。
吸附材料的性能往往直接影响着吸附效果和使用寿命。
因此，制备高性能的吸附材料是一个重要的研究方向。
一、吸附材料的分类吸附材料根据其组成、形态、吸附机理等方面的不同，可以分为多种不同类型，如：1.活性炭：是一种多孔性材料，具有结构性高孔隙度、大比表面积等特点，可用于雾霾排放、催化剂、水处理等领域。
2.吸附树脂：其结构多为二次交联聚合物，具有良好的机械性能和吸附性能，可用于金属离子的吸附与分离、有害物质的去除等。
3.分子筛：也是一种多孔性材料，具有特定孔径和结构，可用于分离分子、催化反应等。
4.纳米吸附材料：由于其细小的颗粒大小具有更高的比表面积和更小的孔径，因此有望在催化、吸附和分离等领域发挥更大作用。
二、吸附材料的制备以活性炭为例，活性炭的制备主要分为物理法和化学法两种。
1.物理法：包括活性炭直接炭化法、气相碳化法、沥青炭化法等。
其中，直接炭化法是将原材料（木材、果壳等）在高温下炭化，并用蒸汽或空气进行激活制成吸附材料；气相碳化法是利用高温下气体中含有的碳源对催化剂或载体进行碳化；沥青炭化法是将沥青炭化后，用蒸汽或空气进行激活，制成吸附材料。
2.化学法：主要是锌氧化物法、草酸盐法、复合激活剂法等。
其中，锌氧化物法是将原材料（松木、棉秸、秸秆等）与氧化锌按一定比例混合，进行高温干馏，用蒸汽或空气进行激活后，制成吸附材料；草酸盐法则是通过化学方法将原材料（椰壳、花生壳、纺织废弃物等）制成草酸金属盐，在高温下分解生成活性炭。
三、吸附材料性能的研究吸附材料的性能包括吸附容量、吸附速度、选择性等。
1.吸附容量：吸附容量是指物质在单位时间内被吸附或分离的数量。
确定吸附容量的方法通常是利用比表面积进行表征。
例如采用氮气吸附-脱附法测试比表面积，通过比表面积来计算活性炭的吸附容量。
2.吸附速度：吸附速度是指在一定时间内物质从环境中吸附或分离的速度。
活性炭制备及机理分析
物理活化
物理活化是指利用物理手段对原料炭进行活化处理，如机械搅拌、高频振动、 微波辐射等。这些物理手段可以促进炭的表面官能团的形成和扩展，同时也可以 增加活性炭的孔隙结构和比表面积。
生物活化
生物活化是指利用微生物对原料炭进行活化处理，常用的微生物有细菌、真 菌和酵母等。生物活化可以在一定程度上提高活性炭的吸附性能，但其效果通常 不如化学活化和物理活化。
未来研究方向应包括优化制备工艺、发掘新型的活性炭材料、提高活性炭的 性能等方面。同时，加强废弃物资源化利用研究，为实现活性炭的绿色制备提供 技术支持和理论指导。
参考内容
活性炭是一种广泛使用的吸附材料，具有高比表面积、高孔隙率、良好的吸 附性能和耐腐蚀性等特点。由于其独特的性质，活性炭被广泛应用于水处理、空 气净化、脱硫脱硝、溶剂回收等领域。近年来，随着人们对活性炭研究的深入， 其应用领域不断拓展，因此对活性炭制备及机理分析的研究也变得越来越重要。
接枝改性
接枝改性是指利用化学反应将其他有机分子或聚合物接枝到活性炭表面，以 改善其吸附性能。常用的接枝分子或聚合物有有机酸、有机胺、聚合物等。接枝 改性可以增加活性炭表面的极性和亲水性，从而提高其吸附性能。
活性炭应用
活性炭因其良好的吸附性能和稳定性而广泛应用于各个领域。以下是活性炭 的主要应用领域及现状：
优质活性炭制备及机理分析
01 引言
目录
02 制备方法及工艺参数
03
活性炭性质及评价指 标
04 制备机理分析
05 结论
06 参考内容
引言
活性炭是一种广泛应用的多孔炭材料，具有高比表面积、高吸附性能和良好 的物理化学性能。由于这些特性，活性炭在许多领域中都有重要的应用，如水处 理、空气净化、脱硫脱硝、溶剂回收等。随着科技的不断发展，对活性炭的性能 和品质要求也不断提高。因此，研究优质活性炭的制备及机理分析具有重要意义。
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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。