多孔碳材料的制備及其對(duì)苯系物吸附動(dòng)力學(xué)的研究.pdf

1、隨著中國(guó)化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，液體危化品在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中泄露事故頻發(fā)，給人民的生命財(cái)產(chǎn)和自然環(huán)境帶來(lái)了巨大危害。泡沫狀多孔碳作為一種良好的吸附材料，在應(yīng)急處理液體?；沸孤妒鹿史矫嬗兄己玫膽?yīng)用前景。
　　本文采用模板法，分別以稻殼炭和顆粒活性炭為碳源、玉米淀粉為黏結(jié)劑、聚氨酯泡沫為模板，制備成型的泡沫狀多孔碳材料。采用正交試驗(yàn)法，設(shè)計(jì)考察的因素包括聚氨酯型號(hào)、淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、ZnO與淀粉溶液的質(zhì)量比、稻殼炭（顆?；钚蕴浚┡c淀粉的

2、質(zhì)量比，碳化溫度、碳化保溫時(shí)間;設(shè)計(jì)考察的指標(biāo)包括產(chǎn)品的表觀(guān)密度、堆密度、收率、壓縮強(qiáng)度以及對(duì)苯的飽和吸附量;同時(shí)利用TGA分析原料的熱解行為、SEM觀(guān)察產(chǎn)品的表觀(guān)形貌、XRD分析產(chǎn)品的微晶結(jié)構(gòu)、BET測(cè)定產(chǎn)品的比表面積，并通過(guò)吸附動(dòng)力學(xué)模型的擬合，分析產(chǎn)品對(duì)苯的吸附機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　以稻殼炭為碳源的成型的泡沫狀多孔碳材料的制備實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:(1)最優(yōu)工藝條件:聚氨酯型號(hào)是35ppi，淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9％，氧化鋅與

3、淀粉溶液質(zhì)量比為2∶200，稻殼炭與淀粉質(zhì)量比為1∶3;碳化溫度為400℃，碳化保溫時(shí)間為20min。(2)產(chǎn)品的孔隙豐富，以中孔和微孔為主，多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)規(guī)整有序，同時(shí)產(chǎn)品內(nèi)部存在碳微晶結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu);(3)由產(chǎn)品對(duì)苯的吸附速率曲線(xiàn)可知，產(chǎn)品在對(duì)液態(tài)苯的吸附過(guò)程中最初10s內(nèi)基本完成大部分吸附，表明產(chǎn)品具有快速吸附的特點(diǎn);最大飽和吸附量可達(dá)5145mg/g，表明產(chǎn)品的吸附性能優(yōu)越。
　　以顆粒活性炭為碳源的成型的泡沫狀多孔碳材料的

4、制備實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:(1)最優(yōu)工藝條件:聚氨酯型號(hào)為30ppi，淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），氧化鋅與淀粉溶液質(zhì)量比為3∶200，活性炭與淀粉的質(zhì)量比例為1∶3，碳化溫度為350℃，碳化時(shí)間為50min。(2)制備的泡沫狀多孔碳材料收率主要在40％-60％之間，堆密度相對(duì)較大，約在0.4～0.6g/cm3，孔道結(jié)構(gòu)有序，孔隙豐富，孔隙結(jié)構(gòu)主要以中孔為主。(3)產(chǎn)品對(duì)液態(tài)苯的飽和量為4873mg/g，在100s內(nèi)完成基本吸附過(guò)程，產(chǎn)