海泡石的活化及其對苯乙烯的吸附性能的研究.pdf

1、苯乙烯是毒性較強的化學危險品,VOCs,對人體和生物具有慢性毒性和致癌性。同時,苯乙烯是我國惡臭污染控制的八大受控物之一。目前對苯乙烯的處理研究報道相對較少。海泡石是一種纖維狀的硅酸鹽粘土礦物,價格低廉,改性后的海泡石具有獨特的晶體結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,對揮發(fā)性有機物具有有良好的吸附性能,是一種優(yōu)良的新型吸附材料。因此,本課題對海泡石進行了改性并對其苯乙烯的吸附性能進行了研究。
　　 本論文對海泡石分別進行了水熱改性和鹽酸改性,

2、采用SEM-EDS、FT-IR、TG等手段對改性海泡石的結(jié)構(gòu)、表面化學成分等進行分析,并初步探討了改性海泡石吸附苯乙烯的機理。采用程序升溫脫附(TPD)技術測定了苯乙烯在原始及改性海泡石上的脫附活化能。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)考察了不同條件改性后的海泡石表面結(jié)構(gòu)(孔徑,表面雜質(zhì))和化學官能團(含氧酸堿性官能團)的變化情況,來分析對苯乙烯吸附飽和量的影響。結(jié)果表明,水熱改性法的海泡石對苯乙烯的吸附性能要優(yōu)于鹽酸改性的

3、海泡石。采用先水熱后鹽酸改性的方法改性效果更佳。
　　 (2)通過對海泡石進行酸和水熱改性,其比表面積及孔容、孔徑有了很大提高,最優(yōu)酸改性海泡石比表面積、孔容及孔徑分別為59.288m2/g,0.072cc/g,19.282(A):最優(yōu)水熱改性海泡石的為86.661m2/g,0.066cc/g,19.259(A)。
　　 (3)在酸改性最佳條件下(鹽酸濃度12%,改性時間10.5h)靜態(tài)吸附的飽和吸附量可達111m/g,

4、比原始海泡石提高了105.56%:水熱改性改性最佳最佳條件下(改性溫度180℃,改性時間3h)靜態(tài)吸附的飽和吸附量可達132mg/g,比原始海泡石提高了144.44%,靜態(tài)吸附能力有了很大提高。
　　 (4)本文主要研究了苯乙烯在改性海泡石上的穿透曲線,并采用程序升溫脫附(TPD)技術測定了苯乙烯在原始及改性海泡石上的脫附活化能。結(jié)果表明,用改性溫度180℃,改性時間3h的水熱處理改性海泡石其微孔孔容及其比表面積最大,其對苯乙烯

5、的吸附容量也最大,TPD譜圖進一步證明了用鹽酸改性海泡石可以提高其對苯乙烯的吸附能力。
　　 (5)由動態(tài)吸附實驗,隨著苯乙烯的濃度的增加,穿透時間提前,平衡速率減小,穿透吸附量增加,更有利于吸附。而溫度升高會使穿透吸附量降低,不利于吸附,但較小范圍內(nèi)的升溫對吸附效果沒有很大的影響。脫附活化能越大,則說明吸附劑跟吸附質(zhì)之間的相互作用就越大,從而吸附質(zhì)從吸附劑上脫附所需要的能量就越大。苯乙烯在改性海泡石上的TPD曲線呈狹窄的非對稱