活性炭预处理的研究进展
VOC废气治理工程技术的活性炭吸附技术研究与应用
增强抗污染能力
通过表面改性等方法，提高活性炭对 有机污染物的抗污染能力，延长使用 寿命。
开发新型活性炭材料
研究新型活性炭材料，如活性炭纤维 、活性炭纳米材料等，拓展其在 VOC废气治理领域的应用。
活性炭吸附技术的发展趋势
智能化控制
组合工艺应用
利用传感器和智能算法，实现活性炭吸附 过程的实时监测和自动控制，提高治理效 果。
将活性炭吸附与其他废气治理技术（如催 化燃烧、生物处理等）相结合，形成组合 工艺，提高治理效率。
资源化利用
环保法规推动
将吸附饱和的活性炭通过再生或转化，实 现资源化利用，降低治理成本。
随着环保法规的日益严格，活性炭吸附技 术将在VOC废气治理领域得到更广泛的应 用。
活性炭吸附技术在VOC废气治理中的未来展望
活性炭吸附技术在VOC废 气治理工程技术研究与应用
目录
CONTENTS
• VOC废气治理工程技术的概述 • 活性炭吸附技术原理与特点 • 活性炭吸附技术在VOC废气治理工程中
的应用 • 活性炭吸附技术的改进与发展趋势 • 结论
01 VOC废气治理工程技术的 概述
VOC废气的来源与危害
工业生产
VOC废气主要来源于工业生产过 程中产生的挥发性有机化合物， 如石油化工、印刷、家具制造等 行业。
02 活性炭吸附技术原理与特 点
活性炭吸附技术原理
物理吸附
活性炭具有高度发达的孔隙结构和巨大的比表面积，能够通过分子间的范德华 力吸附VOC废气中的有害物质。
化学吸附
在一定条件下，活性炭表面含有的官能团能够与VOC废气中的有害物质发生化 学反应，生成稳定的化合物，从而实现有害物质的去除。
活性炭吸附技术的特点
生物质的热化学转换
生物质的热化学转换生物质，这个看似普通的词，实则包含了丰富的内涵。
它代表了所有生命过程中产生的有机物质，这些物质源于植物、动物、微生物等生物体的生命活动。
而生物质的热化学转换，则是指利用热能将生物质转化为其他形式的能源或物质的化学过程。
在我们的日常生活中，生物质的热化学转换有着广泛的应用。
例如，我们熟知的生物质发电厂就是利用秸秆、木材、废弃物等生物质为原料，通过燃烧产生热能，再转化为电能。
这种方式不仅提供了可再生的能源，而且相较于燃烧化石燃料，生物质燃烧产生的二氧化碳和硫氧化物等污染物排放明显减少，对环境的影响较小。
然而，生物质的热化学转换并不仅仅局限于发电。
它也可以用于产生工业化学品，如氨、甲醛、乙酸等。
这些化学品在农业、建筑、医疗等领域有广泛的应用。
此外，生物质的热化学转换还可以用于生产生物燃料，如生物柴油和生物气体，这些燃料可以替代传统的化石燃料，对减少碳排放、推动可持续发展具有重要意义。
生物质的热化学转换过程可以实现能量的高效利用和物质的循环再生，这是符合绿色发展理念的重要技术。
然而，它也面临着一些挑战，如生物质资源的收集、储存和运输等问题，以及热化学转换技术的效率和环保性问题等。
未来，我们需要进一步研究和优化生物质的热化学转换技术，以提高其效率和环保性，降低成本，使其在更多的领域得到应用。
我们也需要加强政策引导，推动生物质资源的合理利用，促进清洁能源的发展，为构建美好的生态环境做出贡献。
总的来说，生物质的热化学转换是一种具有巨大潜力的技术。
它不仅能帮助我们更好地利用生物质资源，还能推动能源结构的优化和环境保护。
让我们期待它在未来的表现和应用，共同见证这一领域的发展和进步。
生物质热化学转化行为特性和工程化研究引言随着全球能源需求的不断增长，生物质能源作为一种可再生、低碳、环保的能源形式，逐渐受到人们的。
生物质热化学转化是生物质能源利用的重要途径之一，通过将生物质转化为燃料或化学品，可以满足人类对能源的需求，同时降低对环境的影响。
活性炭制备技术及应用研究综述
活性炭制备技术及应用研究综述摘要:从活性炭的制备技术和活性炭的应用两方面综述了国内外活性发近20年的研究进展。
总结了活性炭的化学活化法和物理活化法的发展状况，对制备技术中的最新突破—物理法-化学法活性炭一体化生产工艺进行了介绍，并且简述了活性炭工业生产中无公害化、低消耗、预处理的生产技术，以及吸附达饱和活性炭的再生生产技术，同时总结了活性炭在气相吸附、液相吸附和作为催化剂载体等方面的应用进展。
提出了目前活性炭生产应用技木存在的问题，明确了活性炭产业发展的出路与对策，指明了活性炭未来的研究方向。
关键词:活性炭:制备:应用；发展趋势活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工制备而成，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，特异性吸附能力较强的炭材料的统称。
活性炭在石油化工、食品、医药乃至航空航天等领域均有广泛应用，已成为国民经济发展和国防建设的重要功能材料。
近年来，随着环保、新能源等行业的快速发展，功能型活性炭的市场需求激增，我国活性炭的生产量和出口量均已达到世界第一。
同时，生物质热解固炭技术也是公认的解决气候变化问题的有效措施之一。
因此，针对活性炭科学研究与产业化开发存在的问题，本论文综述了活性炭制备与应用技术研究现状及发展1.国内外活性炭制备技术进展1.1化学活化法化学活化法就是通过将各种含碳原料与化学药品均匀地混合后，一定温度下，经历炭化、活化、回收化学药品、漂洗、烘干等过程制备活性炭。
磷酸、氯化锌氢氧化钾、氢氧化钠?、硫酸、碳酸钾、多聚磷酸和磷酸酯等都可作为活化试剂，尽管发生的化学反应不同，有些对原料有侵蚀、水解或脱水作用，有些起氧化作用，但这些化学药品都可对原料的活化有一定的促进作用，其中最常用的活化剂为磷酸、氯化锌和氢氧化钾。
化学活化法的活化原理目前还不十分清楚，一般认为化學活化剂具有侵蚀溶解纤维素的作用，并且能够使原料中的碳氢化合物所含有的氢和氧分解脱离，以H2O、CH4等小分子形式逸出，从而产生大量孔隙。
生物活性炭(PACT)工艺研究
生物活性炭(PACT)工艺研究1 引言生物活性炭法(PACT)是指将粉末活性炭投加到好氧系统的回流污泥中，通过含炭污泥中粉末活性炭(PAC)与活性污泥中微生物的相互作用，提升对废水中污染物的去除效果.目前较多应用在印染废水、化工废水、垃圾渗滤液的处理中.研究表明，PACT工艺的促进机理主要在于系统内“吸附-降解-再生-再吸附”的协同作用，涉及到复杂的吸附与生物降解同步作用过程，因此在具体微观机理和动力学模型方面仍有研究空间.此外，对PACT工艺的宏观生物强化效果，也缺乏全方位的表征，使得PACT工艺在实际运行中缺乏相应的针对性.本文以印染园区实际综合废水为处理对象，主体处理工艺为水解酸化+A2/O工艺，通过平行对比A2/O与A2/O(PACT)中试运行效果，从常规处理指标(尤其是低温运行条件下)入手对比PACT工艺的强化作用，再通过毒性、重金属指标、GC-MS、紫外-可见光光谱等表征手段，重点研究PACT系统的生物强化特性，探讨PACT工艺的主要作用目标和规律.本研究对深入理解PACT工艺作用机理、提高PACT作用效率以及实现园区综合废水的有效处理，具有较大的借鉴意义.2 材料与方法2.1 实验水样及材料实验以苏南某印染废水为主(印染废水占85%，化工废水占10%，生活污水占5%左右)的园区集中污水处理厂水解酸化处理出水为试验对象(进水).由于进水水质不尽相同，因此其具体水质指标见相应实验结果.粉末活性炭为100目木质炭(溧阳东方活性炭厂)，经检测(ASAP2010，Micromeritics，美国)，该粉末活性炭的内部性质为：BET 比表面积532.26 m2 · g-1，微孔(<2 nm)体积0.1 cm3 · g-1，中孔(2~50 nm)体积0.449 cm3 · g-1，平均孔径3.8 nm.2.2 实验装置及运行条件本研究的实验装置如图 1所示.图 1 实验装置结构图中试实验装置含A2/O反应器以及二沉池，其中A2/O反应器有机玻璃材质，有效容积为1.0 m3. 二沉池为竖流式沉淀池，表面负荷0.63 m3 · m-2 · h-1. A2/O反应器实验装置内分5格，HRT比为2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1，其中前二格可以实现回流及搅拌，形成A2/O 反应器.运行条件：废水处理量1.0 m3 · d-1，即系统HRT=24 h.污泥回流和硝化液回流比均为100%.根据之前的实验结论，PACT工艺中粉末活性炭的投加量为100 mg · L-1，分两次均匀干式投加，总投加量为100 g · d-1.启动时活性污泥投加量为1500 mg · L-1(MLSS 当量)，污泥MLSS超过4000 mg · L-1时适当排泥.装置运行时溶解氧控制在3.0 mg · L-1.除特殊说明外，实验条件均为常温，检测数据为1个月平均值.2.3 实验与分析方法总有机碳的检测仪器为岛津TOC-V CPH.毒性的检测使用仪器为deltaTOX，仪器可以精确检测光子数来推断发光细菌存活量，其中光损失数代表水样的毒性(详见表 1).金属离子含量的检测采用电感耦合等离子光谱(ICP-AES)，型号J-A1100.表1 光损失数与毒性关联性采用GC-MS检测废水中所含有机物，仪器型号及具体检测方法参考相关文献报道.紫外-可见吸收光谱仪型号为岛津UV-2201.分子量测试采用凝胶渗透色谱(GPC)方法进行测试，仪器：Waters 515型凝胶色谱仪，Waters 2410示差折光检测器，标准品：聚乙二醇(PEG).柱子：Waters Ultrahydrogel 500和Ultrahydrogel 120两柱串联(7.8 mm×300 mm);流动相：0.1 mol · L-1硝酸钠水溶液;流速：0.8 mL · min-1;进样量：50 μL; 柱温：40℃.采用扫描电镜(S-3400N II，Hitachi，日本)对实验中相关活性污泥进行表征.其他实验分析指标中，包括MLSS、COD等均按照国标法进行测试.3 结果和讨论3.1 常规指标去除效果从反应器常规运行角度出发，比较了投加粉末活性炭前后A2/O反应器处理效果的变化，具体见表 2.表2 A2/O与A2/O(PACT)对常规指标的去除效果对比分析由表对比可知，PACT工艺对COD去除率的提升超过10%，同时在色度去除方面具有较高的强化作用，但在氨氮、总氮和总磷的强化去除方面，PACT系统的促进效果均不明显.通过计算，在实际处理浓度较低的综合印染废水水解酸化出水时，PACT的处理效果可以达到0.6~1.0 kg · kg-1活性炭.此外，活性炭的投加对生化系统污泥的形态也有促进效果，可以有效降低SVI指数，控制污泥膨胀.在此基础上，重点考察了低温条件下(10℃以下)A2/O反应器的长期稳定运行效果，尤其是在粉末活性炭投加前后对COD的去除效果对比，具体见图 2(横坐标为实验日期).图 2 不同条件下A2/O系统对COD去除情况表3 不同条件下的COD去除效果(平均值)在进入低温运行条件后，由于园区企业整体的前端预处理效果变差，导致进水COD猛增，原水的平均值达到378.34 mg · L-1，水解酸化作用也由于受气温的影响，效率大大降低，对COD的去除率只有31%，低于常温条件下的37.4%，导致后续A2/O对COD的去除率不高，仅为43%.但对比PACT工艺，在进水和水解酸化效率相差不大的情况下，由于在A2/O中添加了粉末活性炭，强化了生化作用，其对COD的去除率达到55.8%.这也表明在低温条件下，投加粉末活性炭可以有效提高A2/O系统处理效果的稳定性，相关文献也有类似报道.3.2 毒性及重金属指标检测A2/O与A2/O(PACT)出水TOC、毒性、BOD5/COD的对比检测结果如表 4所示.表4 A2/O与A2/O(PACT)毒性去除效果对比分析对比可知，废水经过水解酸化之后具有较高的毒性，说明水解酸化环境不适合发光细菌生存.A2/O处理之后，有毒物质基本被去除殆尽，因此出水基本没有毒性，而投加活性炭的A2/O(PACT)，其出水毒性更低，同时TOC和B/C也更低，从另外一个角度证明了A2/O(PACT)对生化降解的强化作用.A2/O与A2/O(PACT)对废水中金属离子的去除效果对比如表 5所示.表5 A2/O与A2/O(PACT)金属离子去除效果对比分析结果表明：废水中Cd、Co、Cr、Pb等重金属均未检出，表明印染废水中重金属离子含量较低.而对比A2/O(PACT)的结果表明，PACT工艺对金属离子的去除并无明显的强化作用.3.3 GC-MS分析GC-MS检测过程的总离子流图见图 4，进水中总计检出32种有机污染物，其中烷烃及氯代烷烃类7种，烯1种，醚2种，酯4种，醇4种，苯及苯胺类9种，杂环类3种，酸类2种，经过A2/O处理后，有机污染物得到有效的处理，表 5中罗列了部分检出的具可比性的关键有机污染物.由表 6可知，经PACT生物强化之后，A2/O(PACT)出水中有机物明显减少，尤其对苯胺、萘以及杂环类(喹啉)物质的去处效果更佳，明显优于常规A2/O工艺.这与粉末活性炭的吸附功能息息相关(Imai et al., 1995;Orshansky et al., 1997).此外，水解酸化之后废水中含胺类物质很多，说明印染废水含氮染料得到有效降解，这与印染废水性质相吻合.表6 A2/O与A2/O(PACT)特征有机污染物去除效果对比分析图 3 水样GC-MS总离子流图3.4 紫外-可见光光谱扫描对A2/O和A2/O(PACT)出水进行UV-VIS光谱扫描，检测结果如图 4所示.图 4 UV-VIS全波段扫描对比图结果表明：全波段吸光强度的基本趋势进水>> A2/O> A2/O(PACT).对比投加粉末活性炭前后的光谱可知，A2/O(PACT)在谱图上显示有明显的强化去除效果，尤其是在250~300 nm 吸光段，这些均反应到显色有机物的去除上，与常规分析相吻合.此外，UV-VIS光谱在465 nm(E4)和665 nm(E6)处的吸光度单独列出，对比E4/E6，其值如表 7所示.表7 UV-VIS光谱在465 nm(E4)和665 nm(E6)处的吸光度比值E4/E6的值正比废水中分子量大小(Chin et al., 1994).检测结果体现为随着生物强化处理的深入，大分子量的有机物越来越少，说明大分子物质(染料类，显色物质等)存在强化降解的过程，相比之下，A2/O(PACT)对这些物质的去除效果更好.3.5 分子量分布检测GPC的测试结果表 8所示.表8 A2/O与A2/O(PACT)出水分子量分布对比分析废水在检测中均检出2峰.经过分析可知，废水中的物质分子量集中在500~1000 Da，比例超过60%，对比进水的分子量分布，A2/O处理后，由于形成一些难降解的高分子有机物如类腐殖质、胞外聚合物等，所以高分子量部分(>800 Da)略有升高，低分子量部分(<100 Da)略有降低，但幅度不大.而对比A2/O和A2/O(PACT)出水可知，800~1000 Da部分的大分子物质有所降低，说明高分子的显色有机物得到更有效的去除，这与E4/E6检测结果相吻合.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。
农作物秸秆用于制备活性炭的研究进展
洗 净 、烘 干等 预 处理后 放入 瓷坩埚 中，放 入 真空氮 气 烧 结炉对稻 壳进 行干 馏 ，除 去挥 发分 。
在 温度 为 ４ ０ ５ ０Ｃ， 间为 ４ ０￣ ５ ＂ 时 ｈ条件 下进 行炭 化 ， 然后 选用 Ｋ ＯＨ或 Ｎａ Ｈ 为 活性剂 ， Ｏ ３： ｌ比例加 入 炭化 过 的稻 壳 ，研 磨混 匀后 ，放 人 真 空氮气 烧 结炉 中从低温 升 至 ４ ０ ０ ℃预 处理 ３ ０ ｍｉ，再升 至 ８ ０ ｎ ｏ ℃活化 １ 【。活 化完 成后 ，经研 磨 再用 蒸馏水 洗 ，将其 中的 ＳＯ２ 出，烘 ４ ｈ】 ｉ 浸 干后 即得 活性 炭 。 Ｇ ｏ ｕ ｅ ｇ等 人 【 过研 究发 现 ，以稻 壳为 原料 、用 ＫＯ 作 为活化 剂制 备 的活性 炭 比 ｕ ｐｎ Ｙ ５ 】 通 Ｈ 表面 积 大于 ３０ ０ ／，孔 容 大于 １ ／；用 Ｎａ Ｈ 作 为活化 剂制 备 的活性 炭 比表面 积大 ０ ｇ ｍ ．ｃ ｇ ９ ｍ ０ 于 ２５ ０ｍ２ ，孔 容 大 于 １ ｍａ 。原 芳等 人 【 过研 究 发现 ，以 Ｋ Ｈ 为 活化 剂制 备 的高 比 ０ ／ ｇ ６ｃ ／ ｇ ６ 】 通 Ｏ 表面 积 的粉末 活 性炭 的碘 吸 附值达 到 ｌ １ ／ ，对水 中高锰酸 盐 的去除率 为 ６ ％、有 机物 ０ｍｇｇ ０ １ 的去除 率为 ７ ％， 高于 商 品活性炭 。 文洁 等 【以 Ｎａ ｌ 均 武 ７ 】 ＯＨ为活 化剂 制备 的活 性炭 对 亚 甲基 蓝和 碘 的 吸附值 分 别为 ２ ０ｍｇｇ和 ７ ６ｍｇｇ ５ ／ ２ ／ ，对 亚 甲基 蓝 的吸附性 能远 高 于商 品活 性炭 ， 对 碘 的吸 附值 略小 于商 品活性 炭 。
农作物秸秆用于制备活性炭的研 究进展
郑秋生 ， 李 龙水 ， 胡雪玉
活性炭富集-火焰原子吸收光谱法
活性炭富集-火焰原子吸收光谱法摘要：使用国家标准的火试金重量法测定金精矿中的金，存在一些问题，如操作复杂、测试周期长、成本高、污染环境等，并且不适合批量测定。
通过实验，我们建立了一种新的方法，用活性炭富集火焰原子吸收光谱法来测定金精矿中的金含量。
我们研究了多种因素对金测定结果的影响，包括样品量、焙烧方式、灰化温度、干扰元素和王水用量。
这种方法可以测量 10.00~150.00 g/t的物质，检出限为0.019 ug/mL，测量结果的相对标准偏差在0.93%~2.56%之间，加入标准物质后回收率在96.5%~103.1%。
我们的方法与国家标准相符，精度高、准确度大、成本低，适用于金精矿中金的大规模测定。
关键词：活性炭；原子吸收；检测方法引言金是一种常见的矿物，它存在于各种不同的地质条件下。
通过精心挑选和筛选，我们可以将金富集起来，并最终形成金精矿。
金分离富集的方法有很多种，包括火试金法、聚氨酯泡沫塑料吸附法和活性炭吸附法。
这些方法都可以用来提高金的纯度和富集效率。
湿法分离富集金法是一种比火试金法更简单、快速、成本低廉的方法，广泛应用于矿山企业。
相比之下，活性炭富集效果更好，价格更低廉，受到科研技术人员的青睐。
本文提出了一种新的金精矿测定方法，它可以通过火试金重量法来测定金精矿中的金含量。
然而，这种方法操作复杂，测试周期长，成本高，不适合批量检测。
此外，使用的铅会污染环境，并对人体健康造成危害，因此限制了其应用与推广。
本文提出了一种新的测定金的方法，该方法利用活性炭富集和火焰原子吸收光谱技术，具有高精度、高准确度和低成本等优点，可广泛应用于金精矿测试分析领域。
一、活性炭富集-火焰原子吸收光谱法的研究进展在对金矿床进行检测时,常常需要用到多种分析方法。
其中,火焰光度法是目前最常用的方法,其主要原理为利用高温燃烧产生大量热辐射照到样品上,从而使金元素被激发出来并发射出光子;而且该方法还具有较高灵敏度和准确性等特点。
活性炭的实验报告
一、实验目的1. 了解活性炭的吸附特性及其在水处理中的应用。
2. 掌握活性炭吸附实验的基本原理和操作方法。
3. 研究活性炭对有机污染物的吸附效果，为实际水处理工程提供参考。
二、实验原理活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料，广泛应用于水处理、空气净化等领域。
活性炭的吸附作用主要包括物理吸附和化学吸附两种形式。
物理吸附是指吸附质分子与活性炭表面分子间的范德华力作用，而化学吸附是指吸附质分子与活性炭表面分子间的化学键作用。
本实验采用间歇式静态吸附法，通过改变活性炭的投放量和吸附时间，研究活性炭对有机污染物的吸附效果。
三、实验仪器与材料1. 仪器：锥形瓶、分光光度计、磁力搅拌器、电子天平、温度计、pH计、移液管等。
2. 材料：活性炭、亚甲基蓝溶液、蒸馏水、氢氧化钠、盐酸等。
四、实验步骤1. 准备溶液：将亚甲基蓝溶液稀释至一定浓度，配制一系列不同浓度的溶液。
2. 准备活性炭：将活性炭用蒸馏水洗涤，去除杂质，然后在105℃下烘干至恒重。
3. 吸附实验：将活性炭粉末加入到锥形瓶中，加入一定量的亚甲基蓝溶液，置于磁力搅拌器上，设定不同吸附时间，观察溶液颜色变化。
4. 测定吸附效果：取吸附后的溶液，用分光光度计测定吸光度，计算吸附量。
5. 计算吸附等温线：以吸附量为纵坐标，溶液浓度为横坐标，绘制吸附等温线。
五、实验数据与分析1. 吸附量随吸附时间的变化：实验结果表明，活性炭对亚甲基蓝的吸附量随吸附时间的延长而增加，在一定时间内达到吸附平衡。
2. 吸附等温线：根据实验数据，绘制吸附等温线，发现活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温式。
3. 影响吸附效果的因素：实验结果表明，活性炭的吸附效果受温度、pH值、溶液浓度等因素的影响。
六、结论1. 活性炭对亚甲基蓝具有良好的吸附效果，可作为水处理中的吸附材料。
2. 活性炭的吸附效果受温度、pH值、溶液浓度等因素的影响，实际应用中需根据具体情况调整吸附条件。
中和-活性炭催化过氧化氢氧化法预处理脱墨废水的实验研究
江
西
化
工
２ ０ １ ３年第 １ 期
中和 一活 性炭 催化 过 氧化 氢 氧 化 法 预 处 理 脱 墨 废 水 的 实 验 研 究
李 敏
（ 吉林广播电视大学四平 分校 ， 吉林 四平 摘 １ ３ ６ ０ ０ ０ ） 要： 采用 中和 一活性炭催化过 氧化氢氧 化法对 旧报纸脱墨废 水进行 了预处理 实
木质素 ， 木质素是 由四种 醇单 体 （ 对香 豆醇 、 松柏 醇 、 ５
一
墨废水 中和后 ， 废 水 中的一 些有 机物被 活性 炭 吸附 和
Ｈ Ｏ ： 氧化， 即使废水 中不 加 Ｈ ： Ｏ ： ， 由于活 性炭 的吸附 作用 仍然可对废水 中的 Ｃ Ｏ Ｄ ｅ ｒ 和色度具有 一定的去除
倍。
１ ． ２ ． ２ 废 水 处 理 实 验 步 骤
Ａ ． 取２ ０ ｍ Ｌ脱墨废水置于 ５ ０ ｍＬ的 比色管 中， 加入
一
定量的硫酸调节 ｐ Ｈ值 ， 静止 ３ ０ ｍｉ ｎ ， 分离出上层浅黄 Ｂ ． 然后加入一定量的 Ｈ ０ ２ 和粉末活性炭 ， 搅 拌反
色液 体于另一个 比色管 中。 应一定 时间后 ， 静止约 ５ ａ ｒ ｉ ｎ后取样测定其 Ｃ Ｏ Ｄ ｅ ｒ 和色
２ ０ １ ３年 ３月
中和 一活性炭催化过 氧化氢氧化法预处理脱 墨废水 的实验研究
１ ２ ７
图 １ 表明， 随 着 中和用 浓硫 酸 量 的增 加 ， 废 水 的
用量增加到 ０ ． ８ ｍＬ以后 时 ， 增加的不明显 ， 这 是因为脱
Ｃ Ｏ ｅｒ Ｄ 和色度的去 除率逐渐 增加 。废 水 中含有 很多 的
污染 ， 目前 ， 对于 旧报纸脱墨废 水的处理 主要是采 用化
活性炭制备现状及其研究进展
发 展 动 态
２ ． ３ 化 学 物 理 法
活 化 前对 原 料进 行 化 学 改性 浸 渍处 理 ， 可 提 高原 料 活性 并 在 材料 内部形 成 传输 通 道 ， 有 利 于气 体 活化 剂 进人 孔 隙 内刻 蚀 。化学 物 理 法可 通 过 控制 浸 渍 比和 浸渍 时 间 制得 孑 Ｌ 径 分 布合 理 的活性 炭 材料 ． 并 且所 制得 的活性 炭既有 高 的 比表 面积 又含 有 大量 中孑 Ｌ ， 在 活性 炭 材料 表 面获 得特 殊 官能 团 。 赵 乃勤 等 在 研究 利 用 除尘 灰 制 备 活性 炭 工艺 的过 程 中 ， 发 现炭 粉 先 经 过 常温 氨 盐 浸渍 预 处 理 ， 可 降低 活 性 炭 的灰 分 ， 提 高 活性 炭 的 比表 面 积 。将 其用 于 可 挥发 性 苯 系物 的 吸附 ， 呈 现 出 良好 的 吸附
性能。
２ ． ４ 其 它 制 备 方 法
２ ． ４ ． １ 催 化 活 化 法
金 属及 其 化 合物 对 碳 的气 化 具 有催 化 作用 ， 所用 的金 属 主要有 碱 金 属氧 化 物及 盐 类 、 碱 土金 属 氧 化物 及盐 类 、 过 渡金 属 氧化 物及 稀 土元 素 。采 用催 化 活化 的方 法 可 以提 高活 性炭 的 中孔容 积 。 Ｍａ ｒ ｓ ｈ和 Ｒ ａ ｎ ｄ等人 在 聚呋 哺 甲醇 中掺 人 Ｆ ｅ或 Ｎ ｉ 微 粒后 用 二 氧化 碳 活化 ，制成 中孔发 达 的 活性 炭 纤 维 。 国内刘 植 昌等 以金 属 有机 化合 物 （ 二 茂铁 ） 为添 加剂 ， 加 入 到 中温煤 沥青 中利用 乳 化 法制 成 含 铁沥 青微 球 ， 活 化后 制 得 比表 面积 发达 的沥青 基球 状 活性 炭 。用催 化 活化 法制 得 的活性 炭 中会 残 留部分 金属 元 素 ． 用 于液 相 吸附 、 催 化剂 载体 和 医用 材料 是 不 良因 素 。
活性炭-Fenton预处理垃圾渗滤液的研究
中图分类号：７３１ Ｘ０ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０５４ （０ ８ ０ －３ ７０ １０ －８６ ２ ０ ）４０ ６ －３
垃圾渗滤液是垃圾堆放过程中渗透出来的一
种含 有各种有 机 和无 机 污染 物 的液 体 … ， 一 种 是 高浓 度有机废 水 ， 不经 处 理 排放 会 污染 地 表 和 地 下水 ， 而对人 体 和水 生环境 造成危 害 ． 从 因此对 渗 滤液处 理技术 的研 究 已成为 国内外 的研 究热 点 ． 目前 ， 处理 垃圾 渗滤液 的方法 主要有 物理化学 法 、 土地处理 法和 生物 处理 法 ． 中生 物 处 理法 应 用 其 最广 Ｊ但 由于垃圾 渗 滤液 含有 多 种 有 毒有 害 的 ． 难 降解 的有 机物 ， 适合用 生 物法直 接 处理 ． ｅ． 不 Ｆｎ ｔ ｏ ｎ法作 为高级 氧化 法 的 一种 ， 能产 生 大 量 ・ Ｈ Ｏ 自由基 ， 是高 浓度废 水的有效 处理方 法 ， 可提高 废
液．
１ 实验部分
１ １ 研 究对 象 ．
垃圾渗滤液取 自沈 阳市大辛 垃圾卫生填埋
场 ． 质指标 见表 １ 水 ．
表 １ 垃圾渗滤液水质指标
１ ２ 仪器 与试 剂 ．
公司 ；
Ｈ一 Ｊ ６型磁力加热搅拌器 ： 巩义市予华 仪器 颗粒 活性 炭 （６— ０ 目） 硫 酸 亚 铁 （ ｅＯ ３ ５ 、 ＦＳ ・ 有 限公 司 ； ７ ）双氧水 （ ３ ％） ： 为分析纯 ， ＨＯ 、 ＨＯ， ０ 等 均 国 Ｐ Ｓ － Ａ酸度计 ： ＨＪ ４ 上海精 密科 学 仪器 有 限公 药集团化学试剂有限公司．
活性炭吸附技术对VOCs净化处理的研究进展
活性炭吸附技术对VOCs净化处理的研究进展＊余倩，邓欣，李俊，李聪，余林，王运佳，沈丽斯【摘要】介绍了VOCs的概况，简述了各种治理方法，包括热破坏法、吸附法、吸收法、光催化降解法、冷凝法和生物控制法.在此基础上，以活性炭吸附为重点，探究了活性炭吸附技术的应用和发展现状.【期刊名称】材料研究与应用【年(卷),期】2010(004)004【总页数】4【关键词】挥发性有机废气；活性炭；吸附【文献来源】https:///academic-journal-cn_materials-research-application_thesis/0201221535744.html挥发性有机废气（Volatile Organic Compounds，VOCs）是指空气中存在的，在室温下蒸汽压大于70.91 Pa，沸点低于260℃的挥发性有机物质.包括烷烃、VOCs芳香烃、烯烃、醇类、醛类、酮类、卤代烃.VOCs具有毒性、致癌性危害人体健康，而且还能通过光化学反应产生光化学烟雾，是空气污染的主要污染物之一［1］.1 VOCs的净化处理技术目前，对VOCs的治理方法主要有热破坏法、吸附法、吸收法、光催化剂降解法、冷凝法和生物控制等方法.1.1 热破坏法热破坏法分为直接火焰燃烧法和催化燃烧法.虽然直接火焰燃烧法对VOCs的去除率可达99%，但由于在大多数情况下，VOCs的浓度较低，通量较大，在没有辅助燃料时不足以燃烧，实用意义不大.催化燃烧法适合处理量大、浓度低的有机废气.催化燃烧能耗低、效率高，转化率在95%以上，不易生成高温下的二次污染物如二噁英、氮氧化物等［2］.催化燃烧的关键是研发起燃点低、催化活性高、稳定价廉的催化剂.目前，国内外已有不少学者对它展开了研究工作［3－5］.Kim 等人研究了Pt，Pd的原子比例对Pt－Pd／γ－Al2 O3 催化剂活性和稳定性的影响，发现恰当的Pt－Pd原子比例可以促进Pt和Pd的协同作用，提高催化剂的活性和稳定性.国内学者余凤江等人采用共沉淀法制备了Cu－Mn－Ce－Zr复合氧化物催化剂，考察了对苯燃烧的催化活性，结果表明，该催化剂具有优良的催化活性，完全转化温度只有182℃.1.2 吸附法吸附法具有效率高、净化彻底、易于推广实用、环境效益和经济效益良好等优点.目前最成熟的吸附系统是1977～1979年在日本开发成功的蜂窝轮吸附.经过多年的改善，蜂窝状吸附轮的性能得到了不断的提高.Mitsuma Y等人提出的制造蜂窝轮新方法［6］，能够使VOCs的去除率高达90%～95%.吸附法处理废气的关键是吸附剂.常用的有活性炭、活性氧化铝、硅胶、人工沸石等.另外，据张洪林等人的研究，炉灰渣也可以作为吸附材料［7］.由于吸附剂容易失效，频繁更换所导致的高额费用是限制吸附法推广应用的瓶颈.1.3 吸收法采用吸收法治理气态污染物在无机污染物治理中得到了广泛的应用.但对于有机废气，由于其水溶性一般不好，因而应用不太普遍.目前吸收有机气体的主要吸收剂是油类物质，但也有人另辟新径.日本的上殊勇等人根据环糊精对有机卤化物亲合性极强的特性，以环糊精的水溶液作为吸收剂对含有机卤化物的有机废气进行吸收.这种吸收剂具有无毒不污染，捕集后解吸率高，可反复使用的优点.1.4 光催化降解法1972年日本的Fujishima和Hondal发现TiO2单晶电极分解水，标志着纳米半导体多相光催化新时代的开始.国外通常采用TiO2粉末作为光催化剂降解苯系物.美国KSE公司开发出一种专利催化吸附剂，通过光催化氧化处理VOCs.刘亚兰等人将纳米TiO2与活性炭纤维复合，用来降解甲醛，进一步提高了净化效率［8］.利用TiO2作为光催化剂净化空气的技术在国外已逐渐成熟，但国内的研究较少，近几年在做初步实验研究和动力学探讨.1.5 冷凝法利用VOCs在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸气压的性质，采用降低系统温度或提高压力，使VOCs从废气中分离.实验表明，冷凝法对沸点在60℃以下的VOCs的去除率为80%～90%.此法适用于VOCs浓度大于5%的情况，对VOCs浓度太低的废气处理效果不理想.1.6 生物控制法生物控制法是近年来发展起来的空气污染控制技术，其实质是附着在生物填料介质上的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的污染物作为碳源和能源，维持其生命活动，并将它们分解为CO2和H 2 O等无害无机物的过程，目前在发达国家已是成熟的工艺，是处理含VOCs废气的首选技术.在国内，生物控制法的优越性也日益被人们所认识.浙江大学采用自主研制的新型复合生物滤塔，耦合净化处理某制药厂含H 2 S（166.0～891.5 mg／m3）和挥发性VOCs （100.0～1051.1 mg／m3）的混合废气［9］.由于复合生物滤塔同时具备了生物滴滤塔（BTF）和生物过滤塔（BF）的优点，在处理含H 2 S和VOCs混合废气时具有高效、节能、低耗等明显优势.2 活性炭吸附VOCs活性炭的炭粒中有细小的孔——毛细管.这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体充分接触，当这些气体进入毛细管就很容易被吸附，起净化气体作用.活性炭吸附多为物理吸附，过程可逆.当吸附达到饱和后可用热空气或水蒸气脱附，实现活性炭的循环使用.在实际应用中需根据被吸附分子的大小选择不同孔径的活性炭.吸附过程常采用两个吸附器，当一个进行吸附时，另一个进行脱附，以保证吸附过程的连续［10］.活性炭吸附法最适合处理浓度为（300～5000）×10－6的有机废气，但是也有一定的使用限制.部分含酮、醛、脂等高活性物质会与活性炭反应，使得活性炭炭孔堵塞而无法使用.此外，活性炭容易饱和，导致吸附效率低，频繁更换导致的费用增加也限制了它的推广应用.为了克服上述缺点，人们正在寻找行之有效的活性炭表面改性方法.2.1 改性活性炭常用的改性方法有氧化、还原及负载杂原子和化合物等.氧化改性法使用 HNO3，H 2 SO4，HCl，HClO，HF，H 2 O2和O3等强氧化剂处理活性炭表面，提高酸性基团的含量.华东理工大学研究所对蜂窝状活性炭的吸附性能进行了改性研究.研究结果表明，活性炭经盐酸处理后可以提高活性，延长穿透时间.这是因为酸可以去除活性炭中无吸附能力的灰分.但酸的浓度不能太高，否则会破坏活性炭的部分微孔结构，造成吸附性能下降［11］.Chiang等人对活性炭进行臭氧氧化后，测定活性炭的比表面积从（783±51）m2／g增加到（851±25）m2／g.还原改性是对活性炭用H 2和N2进行高温处理或氨水浸渍，提高活性炭表面碱性基团的含量.如高尚愚采用还原法对活性炭进行改性，增强了其对苯酚的吸附能力.负载杂原子及化合物则是通过液相沉积的方法在活性炭表面引入特定杂原子和化合物，增强活性炭的吸附性能.Chiang采用Mg（NO3）2和Ba（NO3）2处理活性炭，增加了活性炭对醋酸的吸附容量.为了达到特定的吸附目的，人们还研究出了其它的改性方法.如针对高湿度应用条件，可将活性炭改性为表面疏水.日本的Nakanishi Yoichiro将活性炭用三甲基氯硅烷汽化处理一定时间后，再撤离气氛，然后在真空下加热活性炭，就可制得表面疏水的活性炭.名古屋大学的KATANI MASANOBU等人为了提高活性炭在低温条件下的化学活性，在678～873 K的温度下，加入NaOH和KOH （与活性炭的重量比为1～4），然后再用浓度为1～13 mol／L的硝酸处理12～24 h，最后用水清洗、干燥，获得了在低温条件下具有较高活性的活性炭.为了提高对SO2的吸附容量，大连理工大学对活性炭进行了改性制备.首先对活性炭进行预处理：将杏仁壳活性炭用蒸馏水煮沸1 h，再于90℃下真空干燥3 h.按照等体积浸渍法（1 m L的溶液对应1 g活性炭）将一定量的质量分数分别为2%，5%，8%，10%和12%的改性试剂担载到活性炭上，在110℃下烘4 h.结果表明，将 Na2 CO3，Na HCO3，NaOH 和K2 CO3担载到活性炭上均能有效地提高活性炭的硫容量，其中w（Na2 CO3）＝10%的改性活性炭的硫容量最大.扶江、张远等人采用浸渍改性活性炭对SO2废气脱硫进行实验研究，结果表明：分别经过KI，Zn（NO3）2，HNO3 改性的活性炭的吸附效果较好［12］.荣海琴等人认为热处理可以脱除活性炭表面的杂原子而在表面留下许多活性位，从而提高吸附容量，实验结果表明，适合的热处理温度为500℃.2.2 活性炭纤维活性炭纤维是20世纪70年代发展起来的一种新型、高效、多功能的纤维状吸附材料［13］，它具有大量分布的狭窄和均匀的微孔及巨大的比表面积，对有机物的吸附容量大，吸附效率高，且吸脱附速度快，再生容易，并耐热、耐酸、耐碱，适应性强，导电性和化学稳定性好，且可加工成任何形状，具有广阔的应用前景［14］.纤维状活性炭是由各种高分子纤维，如纤维素系、丙烯晴系、酚醛系纤维、沥青系、聚乙烯醇系经碳化、赋活处理而制成.所得活性炭纤维的比表面积为1000～3000 m2／g，单位质量所含细孔体积为0.6～1.9 cm3／g，孔径均一，大部分为适合气体吸附的0.002μm的小孔，因此具有更有效的比表面.活性炭纤维的孔道比普通活性炭的短，使吸附脱附的速率提高［15］.据文献记载，活性炭纤维的吸附脱附能力为一般粒状、粉末状活性炭的400倍以上.许多工程实践都证明，活性炭纤维对有机废气的吸附可达92%～98%，而且使用寿命长，在同等条件下，其寿命是普通颗粒活性炭的3～4倍，使设备的年均使用费用大大降低.日本在1993年就申请了合成纤维状活性炭的专利，其中酚醛系活性炭纤维制法是：将酚类和醛类化合物在酸性催化剂作用下反应生成可溶可熔酚醛树脂，纺丝制成尚未硬化的酚醛树脂纤维，在酸性催化剂作用下与甲醛作硬化处理，然后在1100～1200℃下炭化、活化即可制成高性能活性碳纤维.其中炭化条件直接影响到产品的产率和性能，随炭化温度的升高，表面积增大而平均孔径则有所下降.活化反应是使活性碳纤维生成丰富的微孔及形成含氧官能团的主要过程，活化温度对活性炭纤维的性能影响较大，可通过选择合适的前驱体、活化剂、反应条件等来调整孔的结构和比表面的大小.P Navarri等人利用碳纤维材料对二甲苯和乙酸乙酯进行吸附处理，着重研究了不同碳纤维、纤维层数、不同气体以及气体浓度间的关系对吸附效果的影响，取得了一定的成果.孙彤等人用活性炭纤维作为吸附材料，以恒温恒压的空气作载气，考察了温度、气体流速、气体浓度3个因素对吸附量的影响.结果表明，温度对活性炭纤维的平衡吸附量的影响最大，随着温度的升高，活性炭纤维对醋酸丁酯的平衡吸附量下降.对活性炭纤维进行改性，可满足对特定物质的高效吸附转化［8］.由于炭的表面原子呈不饱和结构，有其独特的表面化学性能.活性炭纤维在微晶状态下，当温度一定时易于发生氧化反应，使得表面结合羧基、卤素、氮元素等.为了克服高湿度天气的影响，可以通过900℃高温处理来减少活性炭纤维表面的亲水基，提高吸附VOCs的能力.目前，活性炭纤维虽然价格较高，制备工艺还不成熟，但随着研究的深入，活性炭纤维的工艺条件可以得到进一步的完善，从而使它发挥更大的作用.3 结语挥发性有机废气已经越来越严重地影响着人类的生存环境，废气治理的问题已经刻不容缓.相信经过人们的不断努力，日后将会研究出更加先进合理的治理方法.正如美国国家环境保护署（EPA）所指出的，活性炭吸附是去除VOCs“可采用的最好技术”.活性炭作为一种具有强大潜力的吸附剂，经过人们的深入研究，必将在VOCs治理方面发挥更大的作用.参考文献：［1］黎维彬，龚浩.催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展［J］.物理化学学报.2010（4）：885－894.［2］KITTRELL J R，QUINLAN C W，ELDRIDGE J W，et al.Direct catalytic oxidation of halogenated hydrocarbons［J］. 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煤基活性炭的制备研究进展
３ ２
四川化 工
第ｌ ６卷
２ ０ １ ３ 年 第 １期
３ 活化
活化是在炭化形 成的孔隙基础上 ， 进一步扩孔 而提高 炭 的活性 的过程 ， 是 由半 焦变成 煤 焦的过 程 ， 主要以缩聚反应 为主 。在高温的条件下 ， 由炭化形 成 的微 晶与活化 剂 进 行反 应 ， 微 晶 的不 均 匀燃 烧 导 致新孔隙的出现 ， 在整个活化过程中孔隙不断加宽 ， 相邻微孔之间的壁完全被烧毁而形成较 大的孔 隙， 原来闭塞的孔开放， 使碳表面受侵蚀的细孔结构更 发 达 。
化学活化剂。
复合活化法是将物理活化和化学活化法的优点 结合 起来 而形成 的技 术 ， 近 些 年 来 被广 泛 的应 用 于 煤基 活 性 炭 的制 备 中 。Ｊ ． Ｇａ ｎ ａ ｎ等口 Ｂ ］ 在 使 用 复 合 活 化法制 备活 性 炭 的研 究 中 ， 首 先 采用 了 ＫＯＨ 为 活 化 剂对 褐 煤 进 行 活 化 ， 然 后 在 Ｎ。 气 氛 中 进 行 炭 化， 最后 以空 气 为 活 化 剂 对 炭 化 料 进 行 物 理 活 化 。 研究表明， 在化学活化 中的最佳 Ｋ Ｏ Ｈ 浸渍 比率为 ３ ： １ ， 物理 活化 时 的最佳 温 度 为 ８ ０ ０ ￣８ ５ ０ 。 Ｃ， 此 时 可 制得比表面积为 ２ ３ ４ ６ ｍ ／ ｇ ， 体积为 １ ． ０ ２ ｃ ｍ ３ ／ ｇ的高 孔 隙 活性 炭 ， 以空 气 为 活 化 剂 的 物理 活化 能 使 Ｋ Ｏ Ｈ活化后 的活性炭 的组织结构能到 明显改善。 Ｉ ． ｅ ｅ 等 在探究预处理 和活化条件对活 性炭性能 影响的研究时发现 ， 以Ｃ Ｏ ｚ 为活化剂 ， 与没有采用化 学处理制备的活性炭相 比， 采用化学处理后所 得的 活性炭的比表面积将会有 ３ Ｏ ９ ， ６ 的提高， 化学处理的 作用主要表现在对 活化程度 的影响 ， 所 以它会使 活 性炭 的 孔 体 积 增 加 的形式被释放出来 ， 然后是 自由的碳元 素相 互 结合 ， 形成 以石墨微 晶单元形式 的有序结构 ， 同时 无 序 的碳 则 填充 在无 规 则 的 晶格 间 ， 最 后 只有 通 过 活化才能产生出具有高度发达孔结构的活性炭。 煤基 活性炭生产过程 中的炭化过 程中， 采用不 同的炭化升温速度及终温 ， 生产所得 活性炭性能也 各 有差 异 。研究 表 明 ， 炭 化升 温速 度 主要 是 对 炭 素 前驱体的微 晶结构有较大影响ｌ ＿ ４ ］ 。而炭素前驱体是 碳 材料 被加 热 到 ５ ０ ０ ￣ Ｃ左 右进 行 炭 化 的过 程 中生 成 的。Ｊ ａ ｎ ｋ ｏ ｗ ｓ ｋ ａ 等＿ ５ ］ 认为高的升温速度对微 晶结构 有序化有不利影响。因为在 固相中 自由基移动慢 ， 没有足够时间进行有序化 ， 同时 ， 在 高升温速度下 ， 会在短时间内析出大量的挥发分 ， 结果 生成较大 的 孔隙， 而且炭化反应产物 的反应性 也 比慢速升温时 高。值得注意的是 ， 高 的升温速度 也对 活性炭 的强 度不利 。而炭化温度直接关系到碳化料 的孔结构及 强度。炭化温度过高 ， 会使微孔体积显著降低 ， 但会 使其强度增加。大量试验研究表 明， ６ ０ ０ ＇ Ｃ 是炭化的 最佳温度 。在炭化过程中还要 防止 氧化 ， 否则 会影 响能形成孔隙的碳结构的生成 。
生物质热解制备活性炭性能实验报告
生物质热解制备活性炭性能实验报告一、实验背景活性炭作为一种具有优良吸附性能的多孔材料，在环境保护、化工、医药等领域有着广泛的应用。
传统的活性炭制备方法通常依赖于化石资源，不仅成本较高，而且对环境造成一定压力。
生物质作为一种可再生资源，通过热解技术制备活性炭具有潜在的优势和应用前景。
二、实验目的本实验旨在研究生物质热解制备活性炭的性能，包括比表面积、孔隙结构、吸附性能等，为优化制备工艺和提高活性炭质量提供依据。
三、实验材料与设备（一）实验材料选取了玉米秸秆、稻壳、木屑等常见的生物质作为原料。
（二）实验设备1、热解炉：用于生物质的热解反应。
2、气体分析仪：用于分析热解过程中产生的气体成分。
3、比表面积及孔径分析仪：用于测定活性炭的比表面积和孔隙结构。
4、吸附实验装置：包括吸附柱、恒温振荡器等，用于评估活性炭的吸附性能。
四、实验方法（一）生物质预处理将收集到的生物质原料进行粉碎、筛选，得到粒度均匀的样品，然后在 105℃下干燥至恒重。
（二）热解过程将预处理后的生物质样品放入热解炉中，在氮气氛围下以一定的升温速率加热至设定温度，并保持一定时间进行热解反应。
热解产物经过冷却、收集，得到生物质炭。
（三）活化处理将生物质炭与活化剂（如氯化锌、磷酸等）按照一定比例混合，在一定温度下进行活化处理，以增加活性炭的孔隙结构和比表面积。
（四）性能测试1、比表面积和孔隙结构分析：采用氮气吸附法，使用比表面积及孔径分析仪测定活性炭的比表面积、孔径分布等参数。
2、吸附性能测试：选择亚甲基蓝作为吸附质，通过吸附实验装置测定活性炭对亚甲基蓝的吸附量和吸附速率。
五、实验结果与分析（一）比表面积和孔隙结构不同生物质原料制备的活性炭比表面积和孔隙结构存在差异。
其中，以玉米秸秆为原料制备的活性炭比表面积较大，孔隙结构较为发达。
活化剂的种类和用量对活性炭的孔隙结构也有显著影响。
适量增加活化剂的用量可以提高活性炭的比表面积和孔隙体积，但过量使用可能导致孔隙过度扩张，降低活性炭的机械强度。
污泥活性炭的热解制备及应用研究进展
污泥活性炭的热解制备及应用研究进展污泥活性炭的热解制备及应用研究进展引言污泥是城市生活废水处理的产物，含有大量的有机物质和重金属离子等污染物。
传统的处理方法往往无法彻底去除污泥中的这些有害物质，会造成二次污染的隐患。
活性炭作为一种能够吸附有机物质和重金属离子的有效材料，逐渐受到人们的关注。
本文将对污泥活性炭的热解制备及应用进行综述。
一、污泥活性炭的制备方法1. 物理热解法物理热解法是将污泥样品通过高温处理，使其转化为活性炭。
常用的物理热解方法有高温燃烧、高温蒸汽处理等。
这些方法能够有效去除污泥中的有机物质和水分，使得污泥得到破坏和膨胀，生成具有活性的炭材料。
2. 化学热解法化学热解法是在物理热解的基础上，引入化学物质进行处理。
常见的化学热解方法有碱熔法、酸处理法等。
这些方法能够在高温条件下，促使污泥中的有机物质和重金属离子转化为可吸附的物质，并且能够调控活性炭的孔径和孔隙结构，提高其吸附性能。
二、污泥活性炭的应用1. 水处理污泥活性炭广泛应用于水处理领域，主要用于去除水中的有机物质、异味物质和重金属离子等。
由于其具有较大的比表面积和孔隙结构，能够有效吸附污染物质，使得水质得到净化和提升。
2. 空气净化污泥活性炭还可以用于空气净化领域。
它能够吸附空气中的有害气体和异味物质，如二氧化硫、甲醛等。
通过调节活性炭的孔径和孔隙结构，可以提高其去除空气中有害物质的效果。
3. 废气处理在工业生产中，常常会产生大量的有害气体和污染物。
污泥活性炭可以作为吸附剂，用于废气处理领域。
它能够快速吸附废气中的有机物质和重金属离子，达到净化废气的目的。
4. 能源回收污泥活性炭在热解制备过程中，产生的热能可以被回收利用。
通过高温燃烧，可以将污泥转化为炭燃料，进一步提高资源利用效率。
结论污泥活性炭作为一种有效的吸附材料，已经广泛应用于水处理、空气净化、废气处理等领域。
不同的制备方法和处理条件会对活性炭的吸附性能产生影响。
因此，在进一步的研究中，需要探索更为高效的制备方法，并且优化其吸附性能，以满足不同领域的需求5. 土壤修复污泥活性炭在土壤修复中也有广泛的应用。
活性炭吸附法在挥发性有机物治理中的应用研究进展
2016年第35卷第4期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1223·化工进展活性炭吸附法在挥发性有机物治理中的应用研究进展许伟，刘军利，孙康（中国林业科学研究院林产化学工业研究所，生物质化学利用国家工程实验室，国家林业局林产化学工程重点开发实验室，江苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏南京 210042）摘要：挥发性有机化合物（VOCs）是一类重要的大气污染物，其所带来的环境污染问题已经引起全世界的关注。
活性炭吸附法是治理VOCs污染的有效手段。
本文从介绍VOCs治理技术出发，简述了活性炭吸附法在VOCs 治理中的使用现状，概括了活性炭吸附法治理VOCs的工艺技术和存在问题，指出变温-变压吸附、变电吸附以其高效节能环保的优点，在VOCs治理中具有较好的发展前景。
分析了活性炭表面化学性质、吸附质的物性、操作条件对活性炭吸附法治理VOCs的影响，为VOCs治理专用活性炭的改进和新产品的开发，提供了理论依据。
在总结现有研究进展的基础上，预测了活性炭吸附法治理VOCs技术的发展趋势，提出对工艺的改进以及与其他VOCs废气处理技术的耦合使用，针对不同VOCs排放场所开发不同活性炭品种和VOCs回收装置将是以后研究的重要方向。
关键词：活性炭；吸附；脱附；回收中图分类号：TQ 35；TQ 404 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）04–1223–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.04.041Application progresses in the treatment of volatile organic compounds byadsorption on activated carbonXU Wei，LIU Junli，SUN Kang（Institute of Chemical Industry of Forest Products，CAF，National Engineering Lab for Biomass Chemical Utilization；Key and Open Lab on Forest Chemical Engineering，SAF，Key Lab of Biomass Energy Sources and Materials，Nanjing210042，Jiangsu，China）Abstract：V olatile organic compounds(VOCs) is an important class of atmospheric pollutants，and the consequential environmental pollution problems have got wide attention. Activated carbon adsorption method is an effective method for controlling the pollution caused by VOCs. This paper embarks from the introduction of VOCs treatment technology，introducing the use of activated carbon adsorption method in the treatment of VOCs briefly. By summarizing the process technology and existing problems of treating VOCs by activated carbon，the thermal pressure swing adsorption，electric swing adsorption，with advantages of the high efficiency，energy conservation and environmental protection have good prospects for development in the treatment of VOCs. In addition，to provide a theoretical basis for improvement and development a special activated carbon for VOCs treatment，the influence of the surface chemical properties of activated carbon，the physical properties of the adsorbate，and the operating conditions of VOCs on activated carbon adsorption were analyzed. Based on the summarization of the existing research progresses，the development trend of the technology in removal收稿日期： 2015-09-23；修改稿日期： 2015-11-06。
活性炭制备及其活化机理研究进展
活性炭改性
为了提高活性炭的吸附性能或满足特定应用需求，通常需要对活性炭进行改 性处理。改性方法主要包括氧化、还原、掺杂、接枝等。
氧化改性
氧化改性是指利用氧化剂对活性炭进行改性处理，常用的氧化剂有臭氧、过 氧化氢等。氧化改性可以增加活性炭的表面官能团数量和种类，从而提高其研究和实际应用中都具有重要意义。通 过对制备工艺和机理的深入了解，可以更好地优化活性炭的性能，拓展其应用领 域。随着科技的不断进步和研究技术的不断创新，未来对活性炭制备及机理的研 究将更加深入和精细化，为实现活性炭的高效制备和广泛应用奠定坚实基础。
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热解法是以有机物为原料，在高温下热解生成活性炭。该方法的优点是产品 比表面积高、孔径分布均匀，但设备投资较大、操作成本较高。
活性炭的制备机理主要涉及物理和化学两个角度。从物理角度来说，活性炭 的制备过程中会发生物理吸附和结晶过程。原料中的有机分子在高温下热解成碳 原子，碳原子进一步聚集形成石墨微晶，最终形成活性炭的物理结构。从化学角 度来说，活性炭的制备过程中会发生一系列的氧化还原反应。原料中的有机分子 在高温下与氧气、氢气等反应，生成二氧化碳、水等无机物，同时碳原子被还原 成石墨结构，进一步形成活性炭的化学结构。
活性炭活化机理
活性炭的活化机理主要涉及表面官能团形成、孔隙结构演变和比表面积增加 等方面。表面官能团形成主要是指炭表面含氧官能团（如羧基、酚羟基等）和含 氮官能团（如吡啶氮、氨基等）的形成过程。这些官能团可以提供额外的吸附点， 提高活性炭的吸附性能。孔隙结构演变主要是指在活化过程中，炭材料内部逐渐 形成和扩展孔隙结构的过程。
基于活性炭制备工艺及机理分析，可以提出以下优化建议：首先，针对不同 原料和不同制备方法，优化反应温度、时间、气氛等参数，以提高产品的吸附性 能和比表面积；其次，添加催化剂或助剂，改善制备过程中的化学反应和物理结 构，从而提高活性炭的孔径分布和比表面积；此外，实现活性炭的表面改性，提 高其在特定应用领域中的吸附性能和稳定性。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究1. 引言1.1 活性炭再生的研究意义活性炭再生是对已经使用过的活性炭进行清洁和恢复其吸附性能的过程。
活性炭在吸附过程中会逐渐饱和，失去吸附能力，需要定期进行再生以提高其利用率和延长使用寿命。
活性炭再生的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 节约资源：活性炭是一种广泛应用的吸附剂，在环境治理、水处理、气体净化等领域有重要作用。
通过再生活性炭，可以减少对原材料的消耗，节约资源成本。
2. 降低环境污染：使用过的活性炭中吸附的有害物质，如果不及时处理可能对环境造成污染。
再生活性炭可以有效地回收和处理这些有害物质，降低对环境的负面影响。
3. 提高经济效益：活性炭再生可以降低废弃物处理成本，延长活性炭的使用寿命，提高吸附效率和再生效率，从而提高工业生产的经济效益。
4. 推动活性炭技术的发展：通过研究活性炭再生技术，可以不断改进和优化再生方法，提高再生效率和活性炭的吸附性能，推动活性炭技术的发展和应用。
活性炭再生的研究意义不仅在于解决环境和资源问题，更是推动活性炭领域技术创新和发展的重要动力。
1.2 活性炭改性的研究意义活性炭是一种重要的吸附材料，在水处理、空气净化、废气处理等领域有着广泛的应用。
传统活性炭存在着一些问题，比如吸附性能低、选择性差、再生困难等。
对活性炭进行改性有着重要的意义。
活性炭改性可以改善其吸附性能、增强其选择性、提高其再生性能，从而使其在不同领域的应用更加广泛和有效。
目前，活性炭改性的研究已经在各个领域取得了一些重要的进展，针对不同的应用需求，研究者们已经开展了各种各样的改性方法。
活性炭改性的研究意义在于提高活性炭的性能和应用效果，为活性炭在环境治理、工业生产等领域的应用提供更好的支持和保障。
活性炭改性的研究意义不仅体现在提高材料性能、拓展应用领域等方面，更重要的是推动活性炭技术的创新和发展，为解决环境问题、提高资源利用效率做出贡献。
2. 正文2.1 活性炭再生方法的研究进展活性炭再生是指将已经饱和或使用过一段时间的活性炭通过特定的方法进行处理，使其重新恢复吸附性能，延长其使用寿命。
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是探究活性炭对不同物质的吸附性能，了解影响活性炭吸附效果的因素，如吸附时间、溶液浓度、温度等，并通过实验数据计算活性炭的吸附量和吸附效率。
二、实验原理活性炭是一种具有高度孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料。
其吸附作用主要基于物理吸附和化学吸附两种机制。
物理吸附是由于活性炭表面的分子间作用力（范德华力）而引起的，对各种物质均有一定的吸附能力，但吸附强度相对较弱。
化学吸附则是由于活性炭表面的官能团与被吸附物质之间发生化学反应而产生的，具有较强的选择性和特异性。
在一定条件下，活性炭对溶液中的溶质分子进行吸附，当达到吸附平衡时，吸附量与溶液的初始浓度、吸附时间、温度等因素有关。
通过测定溶液在吸附前后的浓度变化，可以计算出活性炭的吸附量和吸附效率。
三、实验材料与仪器1、实验材料活性炭：颗粒状，粒度为 20-40 目。
待吸附物质：甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液、苯酚溶液。
其他试剂：盐酸、氢氧化钠、蒸馏水等。
2、实验仪器分光光度计：用于测定溶液的吸光度，从而计算溶液的浓度。
电子天平：用于称量活性炭的质量。
恒温振荡器：用于控制实验温度和搅拌溶液，以保证吸附过程的均匀性。
移液管、容量瓶、锥形瓶等玻璃仪器。
四、实验步骤1、活性炭的预处理将活性炭用蒸馏水洗涤数次，以去除表面的杂质和粉尘。
在 105℃的烘箱中烘干至恒重，备用。
2、标准曲线的绘制分别配制不同浓度的甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液和苯酚溶液。
用分光光度计在各自的最大吸收波长处测定溶液的吸光度，绘制标准曲线。
3、吸附实验准确称取一定量的预处理后的活性炭，放入锥形瓶中。
加入一定体积和浓度的待吸附溶液，将锥形瓶放入恒温振荡器中，在设定的温度和转速下进行吸附。
在不同的时间间隔（如 5min、10min、20min、30min、60min 等）取出一定量的溶液，用分光光度计测定其吸光度，根据标准曲线计算溶液的浓度。
4、数据处理根据吸附前后溶液的浓度变化，计算活性炭的吸附量（q）和吸附效率（η）。
利用废弃生物质制备活性炭研究进展心得体会
利用废弃生物质制备活性炭研究进展心得体会
随着生物质能源的快速发展，越来越多的生物质废弃物被产生出来，如何利用这些废弃物转化为有用的资源已经成为了当前环保和可持续发展的核心问题。
而活性炭作为一种重要的吸附剂和催化剂，其制备材料选择方面也已经开始转向生物质材料。
在我进行这方面研究的过程中，我深深感受到了生物质能源的重要性。
利用生物质制备活性炭不仅可以解决环境问题，还可以减轻对非可再生资源的依赖。
与传统的活性炭材料相比，利用废弃生物质制备的活性炭具有成本低、来源广泛、环境友好等优点，因此具有更广阔的应用前景。
例如，在水处理、废气处理、废水处理等方面都有很好的应用前景。
在这个过程中，我也遇到了一些困难和挑战。
首先，生物质材料与其他传统材料制备活性炭的方法不同，需要从生物质中提取出特定的有用成分，并对成分进行分离和提纯，这需要一定的技术和手段。
其次，生物质本身的结构、成分、形态、性质等因素也会影响制备过程和成品的性能，因此需要对生物质材料进行充分的理解和研究。
在实验过程中，我发现不同种类的生物质制备活性炭的方法也很不同，因此需要不断地尝试和优化方法条件才能取得较好的结果。
另外，在超分子化学、纳米化学等方面的应用也可以为制备活性炭提供新思路和新方法。
综上所述，利用废弃生物质制备活性炭是一项全新且具有广泛应用前景的研究领域。
在实践过程中，我认识到生物质资源的价值和利用的难点，同时也收获了科研实验和思考的乐趣。
在未来的工作中，我相信这个领域会有更多的突破和进展，让我们一起期待。
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石油化工技术与经济
第 ３４卷 第３期
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ ＥｃｏｎｏｍｉｃｓｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ
２０１８ 年 ６ 月
逐渐构成多分子层吸附，对有机污染物能够有效 地吸附。当某一吸附质与活性炭的表面接触时， 究竟发生化学吸附还是物理吸附，或两种皆有，这 主要取决于活性炭的结构及表面性质、吸附质的 性质和温度等因素。 １２ 催化性能
吸附性能作为活性炭最主要的性能，其与活 性炭表面的化学组成与孔隙结构有关；其次是活 性炭的催化性能，包括本身作为催化剂和催化剂 载体，这与活性炭表面富含的含氧官能团与孔隙 结构有关。活性炭性能的发挥取决于表面化学性 能和表面物理结构性能特征，纯净的活性炭表面 是非极性的，且吸附选择性弱，但由于活性炭的原 料及制备工艺等的不同导致活性炭表面的化学组 成和孔结构 也 各 不 一 样［１］。而 要 促 使 活 性 炭 性 能高效发挥，满足各种用途要求，进行预处理改性 表面性能至关重要。随着其应用领域的不断扩展 必将对活性炭性能提出更高要求，这也将进一步 促进活性炭预处理改性技术的发展。
活性炭又名活性炭黑，主要由富含碳的有机 材料（如煤、果壳、核桃壳、木材、椰壳等）经炭化、 成型、活化等工序转换而成，主要成分除了碳以外 还有氧、氢、金属等元素。由于活性炭中微晶碳在 结构上是不规则排列细孔间的交叉连接，活化时 碳组织会产生缺陷，因此它是一种多孔性物质，具 有孔结构 发 达、比 表 面 积 大 等 特 点 ［１－２］。 活 性 炭 根据所使用原料、产品形状和制备技术的不同，市 场上大约有上千个品种。
２ 活性炭预处理改性 ２１ 表面物理改性
活性炭表面物理改性主要是通过物理和化学 的手段来增加比表面积、调节孔径及其分布，以达 到改性活性炭表面物理结构的目的。表面物理改 性首先是在活性炭的制备过程中添加一定的活化 剂进 行 活 化 处 理 改 性，活 化 剂 包 括 氧 化 性 气 体
近年来，通过改性剂以及不同物理法、化学法 或物理化学联合处理等方法对活性炭进行表面性 能的改性研究一直以来是人们研究的重点，也成
为了目前活性炭研究中最普通、最有价值的发展 方向之一。
１ 活性炭本体性能 １１ 吸附性能
吸附性能作为活性炭最主要的性能，与其本 身的孔隙结构特点和表面化学组成是密不可分 的。活性炭具有非常丰富的孔隙结构，形成了活 性炭巨大的表面积，使活性炭具有吸附气体和液 体分子的能力，因此活性炭的孔隙结构对活性炭 的吸附性能有非常重要的影响［１－３］；此外，活性炭 表面的化学组成分子与吸附质分子之间的相互作 用力对吸附性能有一定的影响，其中对活性炭吸 附性质产生较大影响的化学基团主要是含氧官能 团和含氮官能团［３－７］。化学吸附和物理吸附是吸 附的两种主要形式，化学吸附即单分子层吸附，吸 附质分 子 与 活 性 炭 之 间 形 成 表 面 化 学 键 （共 价 键、离子键 ），吸 附 质 呈 单 分 子 层 分 布，主 要 可 除 去一些金 属 离 子 （或 吸 附 某 些 金 属 活 性 组 分 ）和 极性污染物；物理吸附主要是活性炭分子与吸附 质分子表面的相互作用力（如范德华力），它能够
活性炭催化性能主要包括本身作为催化剂和 作为催化剂载体。活性炭催化性能主要由其孔隙 结构与表面含氧基团决定，特殊的孔结构和较大 的比表面是其作为催化剂以及催化剂载体的优 势，而表面含氧基团对催化剂活性组分的吸附以 及活性组分分散度有着重要影响，且表面含氧量 愈高酸性愈强，反之，表面氧含量愈低，碱性就愈 强［１］。活性炭本身 作 为 催 化 剂 的 主 要 反 应 有 光 气的合成（氯气和一氧化碳反应）、三氧化硫的合 成（二氧化硫经催化氧化）、２－苯基 －２－甲氧基 乙醇的合成 （环氧苯乙烷 和 甲 醇 催 化 反 应）等。 活性炭作为载体，负载活性金属组分形成的催化 剂，可大大提高该催化剂的催化活性，特别是对于 贵金属催化剂可使少量的金属组分高度分散在载 体表面上增加催化活性，同时也可以改善其力学 性质。该系列催化剂主要用于加氢还原工艺，应 用广泛的催化剂为 Ｐｄ／ＡＣ和 Ｒｕ／ＡＣ，其中 Ｐｄ／ＡＣ 催化剂主要反应有邻氨基苯酚、对氨基苯酚等乙 醇做溶剂的催化加氢产品；３，５－二氨基苯甲酸、 对氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸、马来酸、间氨基苯 磺酸等水做溶剂的催化加氢产品；间苯二胺、邻苯 二胺、对苯二胺、异亚丙基丙酮等无溶剂催化加氢 产品；卵磷脂、半胱胺、鲨烯、硝基苯胺、１，３－环己 二酮、环己 烷 甲 酸 等 催 化 加 氢 产 品；Ｒｕ／ＡＣ催 化 剂主要反应有羰基化合物加氢成醇（如丁醛的氢 化、三氟丙醛的氢化、糠醛的氢化、丙酮加氢）、加 氢芳香烃化合物（如苯加氢制环己烯）、葡萄糖加 氢生成山梨醇、苯胺生成环己胺、芳香酮加氢生成 芳香醇（如苯乙酮加氢）、氨合成工艺等。
（１青海大学化工学院，青海 西宁 ８１００１６； ２湖南长岭石化科技开发有限公司，湖南 岳阳 ４１４０１２）
摘 要： 介绍了近年来活性炭用作吸附剂材料和催化剂材料预处理的改性情况，着重就预处理改性方法 以及改性剂种类对活性炭表面化学性能和表面物理结构性能的影响进行了叙述，阐明通过对活性炭进行预 处理改性，能够进一步提高其性能的发挥，满足多种用途的要求。最后就活性炭预处理的研究方向与趋势 进行了展望。 关键词： 活性炭 吸附性能 催化性能 表面预处理改性 文章编号： １６７４－１０９９ （２０１８）０３－００５１－０７ 中图分类号：ＴＱ４２４．１ 文献标志码： Ａ
第 ３４卷 第３期
石油化工技术与经济
２０１８ 年 ６ 月
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国内外行业发展动态
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活性炭预处理的研究进展
崔小琴１ 向明林２ 郭朝晖２ 屈叶青２