新型吸附剂膨胀石墨的制备及改性方法研究

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新型吸附剂膨胀石墨的制备及改性方法研究　

孙盼盼雷雨张立东　

（华北电力大学环境科学与工程学院，河北保定０７１０００　Ｊ　

【摘要】膨胀石墨独特的内部结构使其具有可压缩性、回弹性、柔软性、吸附性等很多优异的性能，本文根据现有研究资料，总结膨胀石墨　

及膨胀石、圣基复合材料的制备方法，以膨胀容积和对重金属汞吸附效果为实验目的进行实验研究，得出不同方法制得的膨胀石墨的膨胀容积　

以及对重金属汞的吸附效果，实验结果表明：５０目鳞片石墨膨胀容积较大，硫酸插层的膨胀石墨对溶液中ｎｇ　吸收效果最好，硝酸插层的膨胀　

石墨对气态汞吸收效果最好。　【关键词】膨胀石墨；制备；改性；膨胀容积；吸汞率　

膨胀石墨（ＥＧ）　是以天然鳞片石墨为原料．采用插入剂的插层处　

理、水洗、干燥、高温膨化等特殊工艺，使鳞片石墨沿层间ｅ轴）方向膨　

化而成的产物，它具有高表面活性、大比表面积、生态环境协调性好等　

优点，一种优良的多孑Ｌ碳质吸附材料。随着经济的发展，人们的环保意　

识越来越强，在环保领域．膨胀石墨的研究近年里陆续开展。基本上由　

纯碳组成的膨胀石墨具有强吸附性、化学惰性且无毒，不会对环境造　

成二次污染　

１实验部分　

１．１实验原料及主要试剂　

３２目、５Ｏ目、８０目鳞片石墨、硫酸、硝酸、乙醇、乙酸、、氢氧化钠、　

ＭｇＣ１：・６Ｈｚ０、高锰酸钾、氯化亚锡、四氯化钛、汞标准贮备液等。　

１．２主要仪器　

ＫＱ一２５０Ｂ型超声清洗器、７９ＨＷ—ｌ恒温磁力搅拌器、电热鼓风干　

燥箱、ＱＭ２０１荧光测汞仪、电热恒温水浴锅、ＦＥ２０型ｐＨ计等。　

１．３试验方法　

１．３．１膨胀石墨制备及性能　

按照一定质量比口咏取鳞片石墨、高锰酸钾、硫酸（硝酸）反应物　

六份（鳞片石墨每种目数各两份），将高锰酸钾分别加人到盛有天然鳞　

片石墨的烧杯中混匀，再加人稀释好的硫酸（硝酸）。窒温下搅拌反应　

３０分钟．反应结束后用去离子水水洗至洗涤液呈无色且ＤＨ值在６．０～　

序号科研热词推荐指数序号科研热词1膨胀石墨21膨胀石墨2吸附22潜热储能3重油13温度4质量扩散方程14渗透率5表面活性剂15麦秸秆6表面吸附16高庙子膨润土7膨胀石要17骨肉瘤8膨胀18马兰煤9脲19采矿工程10离子聚合物胶体110表面修饰11电化学-力学耦合111肿瘤转移12牛血清白蛋白112硬脂酸丁酯13热变性113石膏14热化学114相变复合材料15温度115瓦斯压力16渗透率116瓦斯17渗流量117煤层气18注热118渗流19水热合成119渗析法20水力学半径120混合模式吸附21氯化钙121注水煤样22模拟海水122氯化钡23有效应力原理123氧化铟锡24数值分析124氧化铟25导热系数125本构模型26固气耦合126有效应力27固化复合吸附剂127数值分析28吸附热力学128扫描电镜29吸附制冷129扩张床吸附30含瓦斯煤岩130微结构31制冷131弹塑性32光降解132建筑节能33低温冷冻133应力34传热134密度泛函理论35介孔分子筛135孔隙率36二氧化钛136太阳能空调37almcm-41137多孔结构38多孔介质39固化复合吸附剂40吸附膨胀41吸附制冷42含瓦斯煤岩43含水率44各向异性损伤45受体,血管内皮生长因子46双电层理论47分离48内皮抑素类49体变50乳铁蛋白51sh胶2008年2009年

第 50 卷 第 5 期2021 年 5 月Vol.50 No.5May. 2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry

碳基储氢材料的技术研究及展望

付东升

(中国石化上海石油化工股份有限公司,上海 200540)

摘 要：本文从功能性材料和纤维缠绕结构性复合材料两个方面，总结了碳基材料在储氢领域的技术进展。功能

型储氢材料的技术原理是表面吸附，包括活性炭、活性炭纤维、纳米碳纤维、碳纳米管、石墨烯等，应用的关键在

于开发较高温度下的低成本吸附材料。高性能纤维缠绕复合材料是高压储氢技术的研究热点，结合低温技术，可以

实现在保证储氢能力的同时降低压力，具有较好的经济性。

关键词：碳基材料；储氢；吸附；纤维缠绕复合材料

中图分类号： TK 912 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2021)05-0054-05

作者简介：付东升(1980-)，男，博士，高级工程师，研究方向：碳材料及应用收稿日期：2021-02-22氢能具有资源丰富、高热值、无污染、可再生的

优点，是理想的新一代清洁能源。与化石能源相

比，氢气燃烧发热量为28700kcal·kg-1，优质煤炭为

8000kcal·kg-1，汽油为10630kcal·kg-1，天然气为

11930kcal·kg-1。氢能利用的关键技术在于储存，

全世界科学家投入大量的精力，以开发安全经济的

储存技术，现有氢气的储存方法有液化储存、压缩储

存、金属氢化物储存、吸附储存等。

在作为结构材料的高压压缩氢气储存技术领

域，以及作为功能材料的吸附储存技术领域中，碳基

材料都发挥着关键的作用，也是过去几十年的研究

焦点。

1　功能型碳基储氢材料

功能型碳基储氢材料是依据碳基吸附材料可在

低温条件下物理吸附储氢，高温下氢气解吸附的原

理，进行氢气的储存和利用。碳基吸附材料的比重

轻，对氢气的吸附量大，经济性好，对气体中的杂质

不敏感且可以循环使用。碳基吸附储氢材料主要有

臭氧 - 活性炭工艺污水处理厂深度处理中试研究

摘要：采用臭氧-活性炭联用工艺处理某污水处理厂“改良A2O-深床滤池”工艺出水，能有效去除污水中的COD，平均去除率为66%，最大去除率可达到88%。并且，与单纯活性炭工艺相比，臭氧-活性炭联用工艺的处理效果更好，出水水质更稳定。“改良A2O-深床滤池”工艺出水经臭氧-活性炭联用工艺处理后，出水COD、BOD5及色度均能满足DB32/1072－2018的排放要求。优化臭氧投加量为15～20mg/L。臭氧工艺与活性炭工艺联用后，降低了活性炭吸附单元的处理负荷，能有效延长活性炭的吸附饱和时间，延长活性炭的使用寿命，在工程应用中将降低活性炭处理单元的运行成本。本文主要分析臭氧-活性炭工艺污水处理厂深度处理中试研究。

关键词：臭氧;活性炭;深度处理;污水处理厂

引言

复合臭氧活性炭工艺利用臭氧的强氧化能力，将废水中的有机物氧化，还原成中小分子有机物质，然后通过活性炭吸附去除。许多研究和应用都证明它能有效地提高污水质量。为验证臭氧和活性炭联合工艺能否满足西山污水处理厂的处理要求，以该厂“改性a2-深层床过滤器”工艺中的废水为处理对象，通过试运行研究臭氧和活性炭联合工艺的处理效果。比较纯活性炭工艺，研究了在活性炭处理前添加臭氧处理的必要性。

1、活性炭特征及作用原理

活性炭是一种黑色多孔固体碳，包括粉末、颗粒、块体、蜂窝或晶体。由于其特殊而丰富的多孔结构，具有较强的吸附功能。吸附功能主要分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是指活性炭采用其自身的微孔或孔隙结构来吸收分子直径小于活性炭孔隙直径的水中和空气中的杂质。化学吸附是指由于表面异质原子、化学功能组、化合物和吸附物质之间的化学反应而对活性炭进行化学吸附。在上述两种吸附方法的共同作用下，活性炭可以完全吸附废水中的重金属离子、各种杂质和污染物，实现较好的水处理效果，从而在水处理行业得到广泛应用。

2、污水处理工艺

2.1污水处理工艺选择