聚乙二醇協(xié)同膨脹石墨去除氮氧化物的研究.pdf

1、膨脹石墨是一種優(yōu)良的多孔性炭材質(zhì)吸附材料，其比表面積大、吸附效果顯著、環(huán)境負(fù)荷小等特點(diǎn)近年來被廣泛運(yùn)用于環(huán)境污染物去除領(lǐng)域，在染料廢水、甲醛等有機(jī)氣體吸附方面脫除效果明顯，對(duì)酸性氣態(tài)污染物的研究尚屬起步階段。
　　 本文以80目天然鱗片石墨為原料經(jīng)酸化插層、水洗、干燥、高溫膨化制得膨脹比為280mL/g、灰分2.72 wt.％，揮發(fā)分5.00 wt.%，水分2.12 wt.%的膨脹石墨，采用比表面積測(cè)定儀，在77K下測(cè)定其N2吸

2、附-脫附等溫線，通過Langmuir方程、BET方程、t圖法和BJH法計(jì)算其比表面積、孔體積和孔徑分布；采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了膨脹石墨的微觀形貌結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)膨脹石墨表面存在發(fā)達(dá)的、孔徑大小不一的空隙結(jié)構(gòu)，孔的形狀或呈橢圓形、裂縫、不規(guī)則等形狀；采用傅里葉紅外(FT-IR)分析，探究膨脹石墨存在的基團(tuán)，分析基團(tuán)在吸附氮氧化物中起到的作用。
　　 膨脹石墨吸附氮氧化物實(shí)驗(yàn)中，利用因素分析和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，探討了影響膨脹石墨吸

3、附性能的因素(吸附劑用量、流速、初始濃度、吸附溫度)，確定了其最佳工藝條件，對(duì)吸附性能影響大小依次為初始濃度、吸附溫度、吸附劑量、流速，最佳工藝組合為吸附溫度為0℃，流速控制在0.25L/min，氮氧化物初始濃度為184 mg/L，膨脹石墨(EG)用量為0.10g，在此條件下所得的氮氧化物去除率達(dá)41.37%，單位膨脹石墨吸附量為380.6 mg。此外，針對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Langmuir、Freundlich和Temkin方程預(yù)測(cè)，膨脹石

4、墨吸附氮氧化物較好的符合Freundlich方程擬合，表明膨脹石墨對(duì)氮氧化物的吸附式多分子層吸附；采用準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更好地描述吸附過程。
　　 聚乙二醇-300(PEG-300)協(xié)同膨脹石墨去除氮氧化物的研究結(jié)果表明：在非離子表面活性劑PEG存在下，去除氮氧化物的效果顯著，針對(duì)低濃度(0.5 mol/L)NOx去除效率可達(dá)90.03%，影響去除效果因素大小依次是初始濃度、流速、

5、溫度、吸附質(zhì)量，最佳工藝為：吸附溫度0℃，流速0.5 L/min，初始濃度0.025 mol，吸附劑質(zhì)量0.015 g混勻20mL PEG。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模擬，結(jié)果表明對(duì)準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的擬合性較好：熱力學(xué)參數(shù)分析，△Gθ的值為負(fù)，反應(yīng)為自發(fā)進(jìn)行，焓變值小于0，進(jìn)一步證實(shí)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，體系自發(fā)反應(yīng)隨著溫度的升高而降低，溫度升高不利于氮氧化物的去除。
　　 為了進(jìn)一步探究高濃度氮氧化物的去除，本文借助于氣動(dòng)霧