玉米秸稈基活性炭的制備及甲醛吸附應用研究.pdf

1、活性炭是一種具有良好吸附能力、高回收再生率的吸附劑，其吸附應用在大氣治理、制藥化工業(yè)、溶劑再生領域都有推廣。近年來人們對活性炭的研究和開發(fā)也極為重視。玉米秸稈來源范圍廣，原料加工簡單，是農業(yè)生產儲量較大的廢棄物，通常采用的處理方式是焚燒，而這種處理方式會直接造成空氣環(huán)境污染。所以作為一種既清潔又經濟的方式，開發(fā)利用好秸稈制備活性炭，對炭產業(yè)發(fā)展及秸稈資源化都具有重要的意義。
　　本文以農村常見的玉米秸稈為原料，焦磷酸為活化劑，分別

2、采用常規(guī)加熱和微波輻照兩種炭化方法進行了秸稈基活性炭的制備與表征及孔結構研究，并將其應用于甲醛吸附捕集。首先采用正交試驗的方法確定了秸稈基活性炭的最佳制備條件，得出常規(guī)加熱活化制備活性炭(AC-1)其最佳條件為:焦磷酸濃度45(wt)％，以浸漬比1:1混合均勻，浸漬時間5h，活化溫度450℃，活化時間0.5h;微波內熱活化制備活性炭(AC-2)的較適宜條件為:焦磷酸濃度45(wt)％，以浸漬比1∶2混合均勻，浸漬時間8h，輻射功率400

3、w，活化時間8min。
　　其次，采用低溫氮吸附、FTIR、XRD、TG分析等方式分析表征所制活性炭。實驗表明:AC-1和AC-2的BET比表面積分別為351.18m2/g，459.94m2/g，兩種樣品孔徑以微孔到小尺度中孔為主;FTIR分析說明炭表面引入了羧基、內酯基、羥基以及芳香環(huán)結構等官能團;XRD分析表明炭樣中有大量石墨晶體結構，而微波加熱制備的活性炭的石墨化度較高;TG分析表明在溫度達到800℃時，AC-1和AC-2剩

4、余量分別為81.41％，77.55％，兩種炭均有較好的熱穩(wěn)定性。
　　最后，在甲醛吸附實驗中，考察兩種活性炭AC-1，AC-2對甲醛的平衡吸附容量，測定室溫下的吸附等溫線，并對所得結果分別以Freundich和Langmuir方程進行擬合。結果表明:Langmuir方程能較好地描述活性炭對甲醛的吸附過程，甲醛在活性炭吸附時起主要作用的是化學鍵力。其次，采用偽二級模型描述吸附行為，說明甲醛在活性炭上發(fā)生物理與化學復合吸附。由此模型得