新型環(huán)境材料碳氣凝膠的制備及其在廢水治理中的應用.pdf

1、碳氣凝膠具有孔隙率高、比表面積大、納米網絡結構可控和制備方法簡單等優(yōu)點，是一種很好的多孔碳吸附材料。常用于水體污染物的吸附，且吸附后的碳氣凝膠不會對環(huán)境造成二次污染，這些優(yōu)點使碳氣凝膠在未來污水治理行業(yè)有很大的應用價值。
　　本論文探討了以間苯二酚、甲醛和氨水為原料，通過溶膠-凝膠法制備有機氣凝膠，常壓干燥后，在高純N2（99.999％）的保護下碳化制得碳氣凝膠，再經CO2活化得到高比表面的多孔活化碳氣凝膠的工藝路線。對催化劑種類

2、和配比、溶液質量濃度、凝膠時間、酸洗老化中酸的種類和時間、溶劑交換的種類和時間、碳化溫度、時間和活化溫度、時間等影響因素進行了優(yōu)化。采用N2吸附脫附等溫法、紅外光譜和掃描電鏡等方法表征了常壓干燥碳氣凝膠的性能及其孔結構參數。該制備工藝簡化了合成路線，通過采用常壓干燥法，降低了成本，實現了高比表面積碳氣凝膠的制備。并將其應用于水體污染物的吸附，考察其對水體污染物的吸附性能。
　　論文主要分為兩個部分，第一部分是碳氣凝膠的合成及表征，

3、第二部分是考察碳氣凝膠的吸附性能，主要研究內容如下：
　　1.采用CO2活化技術制備出高比表面積的活化碳氣凝膠。N2吸附脫附和SEM等結果顯示，碳氣凝膠的制備選用氨水催化劑綠色環(huán)保，且氨水的最佳用量為n(R)/n(C)為300，溶液質量濃度為0.5g/mL最佳。RF有機氣凝膠的最佳制備周期為：凝膠24h，不酸洗，溶劑交換24h，常壓干燥48h。碳化不抽真空，550℃恒溫300min。CO2活化碳氣凝膠需要在950℃恒溫300min

4、。
　　2.將制備的碳氣凝膠用于水體吸附，探究了處理工業(yè)有機廢水過程中水樣pH、碳氣凝膠投加量、比表面積等對廢水COD去除率的影響，并與煤基活性炭的處理效果進行了對比，此外還考察了碳氣凝膠對亞甲基藍、碘液和甲基橙的吸附量。分析表明，碳氣凝膠在處理實際廢水過程中，水樣pH、碳氣凝膠投加量和比表面積等對吸附結果影響顯著，且碳氣凝膠的吸附能力高于煤基活性炭。碳氣凝膠吸附亞甲基藍、碘液和甲基橙的實驗結果顯示，亞甲基藍吸附值為127.05m