生物質(zhì)炭活性炭的制備及其對(duì)苯酚廢水吸附的研究.pdf

1、活性炭(AC)是一種多孔性含碳物質(zhì),它具有巨大的比表面積、發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的表面官能團(tuán)和較強(qiáng)的吸附性能等特點(diǎn),已經(jīng)應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工以及環(huán)境保護(hù)和人類生活的各個(gè)方面。近些年來(lái)尤其在水處理和大氣處理領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
　　本文以煉制生物質(zhì)油的末端產(chǎn)物生物質(zhì)炭為原料,氯化鋅為活化劑制備活性炭,以單因素實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法,考察了氯化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)、固液比、活化時(shí)間、活化溫度對(duì)生物質(zhì)炭活性炭亞甲基藍(lán)值和碘吸附值的影響

2、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方差分析可知:氯化鋅法生物質(zhì)炭活性炭的制備工藝條件中,溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)亞甲基藍(lán)值和碘吸附值的影響最為顯著,活化時(shí)間的影響最小。在兩因素的交互作用中溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)與固液比對(duì)亞甲基藍(lán)值和碘吸附值的影響最大。氯化鋅法制備的最佳優(yōu)化工藝條件為:氯化鋅溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為41.50％、固液比為1﹕3、活化時(shí)間為90min、活化溫度為605℃。在此條件下制備活性炭的亞甲基藍(lán)值為213mg/g,碘吸附值為1020.064mg/g。
　　以生物

3、質(zhì)炭為原料,KOH為活化劑制備活性炭,以單因素實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法,考察了堿炭比、活化時(shí)間、活化溫度生物質(zhì)炭活性炭亞甲基藍(lán)值和碘吸附值的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方差分析可知:KOH法生物質(zhì)炭活性炭的制備工藝條件中,活化溫度對(duì)亞甲基藍(lán)值和碘吸附值的影響最為顯著,活化時(shí)間對(duì)亞甲基藍(lán)值的影響最小,堿炭比對(duì)碘吸附值的影響最小。在兩因素的交互作用中堿炭比與活化時(shí)間的交互作用對(duì)亞甲基藍(lán)值和碘吸附值的影響最大。KOH法制備的最佳優(yōu)化工藝條件為:堿

4、炭比為2.04﹕1、活化時(shí)間為89min、活化溫度為760℃。在此條件下制備活性炭的亞甲基藍(lán)值為489.6mg/g,碘吸附值為2094.992mg/g。
　　采用物理吸附儀在77K下測(cè)定活性炭的氮?dú)馕?脫附等溫線,通過(guò)BET方程、Langmuir方程、BJH和DFT法計(jì)算兩種不同制備方法下活性炭的比表面積、總孔容、平均孔徑以及孔徑分布。氯化鋅法活性炭的BET和Langmuir比表面積分別為631.185m2/g、688.201m

5、2/g,總孔容為0.3523cm3/g,平均孔徑為2.233nm;KOH法活性炭的BET和Langmuir比表面積分別為1443.987m2/g、1359.655m2/g,總孔容為0.7505cm3/g,平均孔徑為2.079nm。它們都以微孔結(jié)構(gòu)為主,孔徑分布在1nm~2nm之間,含有少量的中孔,中孔孔徑分布在3nm~10nm之間。采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、傅里葉紅外光譜儀對(duì)兩種制備方法最佳優(yōu)化工藝條件下的生物質(zhì)炭活性炭進(jìn)行表征