中孔活性炭的制備及對甲苯和染料大分子的吸附研究.pdf

1、工業(yè)的不斷發(fā)展，排放的有機(jī)氣體和染料大分子嚴(yán)重危害人體健康。本研究主要以開心果殼和葡萄藤材為原料一步法制備中孔活性炭，考察不同活化劑和活化條件對中孔結(jié)構(gòu)形成的影響，并研究了孔結(jié)構(gòu)（特別是中孔結(jié)構(gòu)）對高濃度甲苯以及結(jié)晶紫和甲基橙的吸附性能和吸附行為的影響，深入探討吸附機(jī)理。
　　本研究提出一種新的活化方法——ZnCl2、KCl和H2O三者聯(lián)合方法制備中孔活性炭。在活化溫度1173 K，KCl浸漬濃度6％，ZnCl2浸漬濃度40%，水

2、蒸氣流量500 mL/min，活化時間1.5 h下，得到的開心果殼活性炭的中孔孔容最大為0.12 cm3/g，比表面積為760 m2/g。在活化溫度1173 K，KCl、ZnCl2和原料質(zhì)量比0.1：1：1，水蒸氣流量500 mL/min，活化時間1.5 h下，得到的葡萄藤材活性炭的中孔孔容最大為0.30 cm3/g，比表面積為1470 m2/g。
　　磷酸法能在較低活化溫度下制備高中孔孔容且高比表面積的活性炭。在活化溫度為673

3、 K，浸漬比為4，活化時間1.5 h下，得到的開心果殼活性炭的中孔孔容最大為1.84 cm3/g，比表面積為1870 m2/g。在活化溫度為773 K，浸漬比為4，活化時間1.5 h下，得到的葡萄藤材活性炭的中孔孔容最大為1.35 cm3/g，比表面積為1790 m2/g。
　　活性炭對高濃度甲苯的吸附，當(dāng)中孔和微孔孔容比值約為0.12~0.21時，甲苯主要吸附在微孔，中孔基本不存在吸附，且0.6~1.2 nm的微孔孔容和吸附量存

4、在良好的線性正相關(guān)；當(dāng)中孔和微孔孔容比值大于0.32時，微孔的利用率達(dá)到100%，甲苯首先吸附在微孔中，待微孔吸附飽和，吸附位向中孔轉(zhuǎn)移，中孔不僅起到通道作用，還起到吸附作用；當(dāng)中孔和微孔孔容為1.0時，活性炭對甲苯吸附量達(dá)到565 mg/g，為已有研究的2.5倍。活性炭對甲苯的吸附以物理吸附為主，且吸附甲苯后的活性炭經(jīng)脫附仍能保持高吸附性能。
　　活性炭對結(jié)晶紫的吸附，當(dāng)中孔孔容很小時，微孔孔容的增大對初始吸附速率增大不明顯。對

5、于微孔平均孔徑為0.7 nm的活性炭，中孔孔容增大到0.30 cm3/g時，初始吸附速率明顯增大11倍。對于微孔平均孔徑為0.9 nm的活性炭，中孔孔容需增大到0.52 cm3/g時，初始吸附速率才明顯增大。0.7 nm微孔平均孔徑對活性炭吸附結(jié)晶紫的效果最好。微孔活性炭對結(jié)晶紫的吸附速率長時間由顆粒內(nèi)擴(kuò)散控制；中孔活性炭對結(jié)晶紫吸附速率控制步驟隨著吸附的進(jìn)行由顆粒內(nèi)擴(kuò)散向顆粒內(nèi)擴(kuò)散和膜擴(kuò)散控制共同控制轉(zhuǎn)變。偽二級能很好的描述中孔活性炭