改性活性炭吸附含水氣的甲苯廢氣的性能研究.pdf

1、VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)是危害我國(guó)大氣環(huán)境的重要污染物之一,2010年5月,國(guó)務(wù)院辦公廳正式從國(guó)家層面上提出了加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)污染物防治工作的要求,將VOCs和SO2、NOx及顆粒物一起列為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)控重點(diǎn)污染物。使用吸附法處理這類有機(jī)污染廢氣可以有效控制工業(yè)固定源的排放,且相對(duì)成本較低,但由于工業(yè)廢氣往往相對(duì)濕度較大,混合于廢氣中的大量水氣在很大程度上影響活性炭的吸附性能與再生次數(shù)。
　　作者在閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)之后,選擇

2、以價(jià)格低廉的煤質(zhì)商品活性炭作為原料,使用低濃度酸\堿溶液對(duì)其進(jìn)行改性,在活性炭表面上負(fù)載不同的酸/堿性官能團(tuán),改變它的表面特性,對(duì)其進(jìn)行表征并用于甲苯動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與討論,以期找到在水氣含量較大的情況下仍對(duì)甲苯有較好吸附性能的活性炭改性方法。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,活性炭樣品的比表面積隨著改性溶液濃度的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì),經(jīng)過1％NaHCO3改性的活性炭的比表面積達(dá)到1035.67m2/g,比未改性前增

3、加了18.01%;在溶液濃度很低時(shí),酸\堿溶液溶解活性炭表面的雜質(zhì),豐富了微孔結(jié)構(gòu),但濃度過大時(shí)會(huì)破壞活性炭的孔結(jié)構(gòu),使微孔減少而大中孔增多,比表面積減小;此外,未溶解的碳酸氫鈉固體附著在活性炭表面上成為新的雜質(zhì),進(jìn)一步減小了樣品的比表面積。改性使活性炭樣品化學(xué)官能團(tuán)的總量及酸堿比例發(fā)生變化:酸改性使表面酸性官能團(tuán)所占比重增加,最大達(dá)到83.02%,活性炭酸性增強(qiáng),表現(xiàn)出酸性特征;堿改性使樣品的含氧酸性官能團(tuán)所占比重減小,最小達(dá)到23.

4、87%,表現(xiàn)堿性特征。利用碘值法對(duì)活性炭樣品的吸附能力做初步評(píng)估表明活性炭的吸附能力受比表面積與化學(xué)基團(tuán)的共同作用:增大比表面積有利于吸附,而化學(xué)基團(tuán)的變化改變了酸\堿性與極性,可能發(fā)生了化學(xué)吸附。將樣品用于動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在相對(duì)濕度較小時(shí),商品活性炭對(duì)甲苯的吸附量達(dá)到243.87mg/g,使用低濃度堿改性可進(jìn)一步加大,1%NaHCO3改性后增加了38.17%,達(dá)到338.28mg/g;在相對(duì)濕度達(dá)到60%時(shí),商品活性炭的吸附量?jī)H為14