玉米秸稈基活性炭的制備及甲醛吸附應(yīng)用研究.pdf

1、活性炭是一種具有良好吸附能力、高回收再生率的吸附劑，其吸附應(yīng)用在大氣治理、制藥化工業(yè)、溶劑再生領(lǐng)域都有推廣。近年來(lái)人們對(duì)活性炭的研究和開發(fā)也極為重視。玉米秸稈來(lái)源范圍廣，原料加工簡(jiǎn)單，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)儲(chǔ)量較大的廢棄物，通常采用的處理方式是焚燒，而這種處理方式會(huì)直接造成空氣環(huán)境污染。所以作為一種既清潔又經(jīng)濟(jì)的方式，開發(fā)利用好秸稈制備活性炭，對(duì)炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展及秸稈資源化都具有重要的意義。
　　本文以農(nóng)村常見的玉米秸稈為原料，焦磷酸為活化劑，分別

2、采用常規(guī)加熱和微波輻照兩種炭化方法進(jìn)行了秸稈基活性炭的制備與表征及孔結(jié)構(gòu)研究，并將其應(yīng)用于甲醛吸附捕集。首先采用正交試驗(yàn)的方法確定了秸稈基活性炭的最佳制備條件，得出常規(guī)加熱活化制備活性炭(AC-1)其最佳條件為:焦磷酸濃度45(wt)％，以浸漬比1:1混合均勻，浸漬時(shí)間5h，活化溫度450℃，活化時(shí)間0.5h;微波內(nèi)熱活化制備活性炭(AC-2)的較適宜條件為:焦磷酸濃度45(wt)％，以浸漬比1∶2混合均勻，浸漬時(shí)間8h，輻射功率400

3、w，活化時(shí)間8min。
　　其次，采用低溫氮吸附、FTIR、XRD、TG分析等方式分析表征所制活性炭。實(shí)驗(yàn)表明:AC-1和AC-2的BET比表面積分別為351.18m2/g，459.94m2/g，兩種樣品孔徑以微孔到小尺度中孔為主;FTIR分析說明炭表面引入了羧基、內(nèi)酯基、羥基以及芳香環(huán)結(jié)構(gòu)等官能團(tuán);XRD分析表明炭樣中有大量石墨晶體結(jié)構(gòu)，而微波加熱制備的活性炭的石墨化度較高;TG分析表明在溫度達(dá)到800℃時(shí)，AC-1和AC-2剩

4、余量分別為81.41％，77.55％，兩種炭均有較好的熱穩(wěn)定性。
　　最后，在甲醛吸附實(shí)驗(yàn)中，考察兩種活性炭AC-1，AC-2對(duì)甲醛的平衡吸附容量，測(cè)定室溫下的吸附等溫線，并對(duì)所得結(jié)果分別以Freundich和Langmuir方程進(jìn)行擬合。結(jié)果表明:Langmuir方程能較好地描述活性炭對(duì)甲醛的吸附過程，甲醛在活性炭吸附時(shí)起主要作用的是化學(xué)鍵力。其次，采用偽二級(jí)模型描述吸附行為，說明甲醛在活性炭上發(fā)生物理與化學(xué)復(fù)合吸附。由此模型得