以生物質(zhì)熱解炭為原料制備高性能活性炭及其吸附應(yīng)用的研究.pdf

1、近年來(lái)，活性炭的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越為人們所熟知，它具有優(yōu)良的液相和氣相吸附性能，其表面又有著多種官能團(tuán)。因此，活性炭不僅可作為催化劑或催化劑的載體，而且在廢水處理、廢氣處理、產(chǎn)品合成等方面也獲得了廣泛應(yīng)用。盡管如此，活性炭傳統(tǒng)制備工藝常常對(duì)環(huán)境造成污染;另外，制備活性炭的原料多為木材、煤炭等，資源有限。在講求環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)下，有必要尋找新的原料及工藝。本文從三方面對(duì)活性炭開(kāi)展了研究，包括生物質(zhì)熱解炭化學(xué)活化法制備活性炭，生物質(zhì)熱解炭物

2、理-化學(xué)聯(lián)合活化法制備活性炭，以及對(duì)制得的活性炭進(jìn)行鄰硝基苯酚的吸附應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。本研究創(chuàng)新性地使用ZnCl2-CO2及H3PO4-CO2活化體系制備得到性能優(yōu)良的活性炭，開(kāi)發(fā)了一種以生物質(zhì)熱解炭為原料制備高品質(zhì)活性炭的方法，證明生物質(zhì)熱解炭也是制備活性炭的良好原料。
　　生物質(zhì)熱解炭化學(xué)活化法制備活性炭實(shí)驗(yàn)將稻殼熱解炭作為原料，使用ZnCl2和H3PO4活化法來(lái)制備活性炭，實(shí)驗(yàn)制得的活性炭有著發(fā)達(dá)的介孔內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)得到活性炭的

3、最大BET比表面積為1043m2/g，MB值達(dá)到181.5 mg/g，由ZnCl2活化得到。GC和熱重分析揭示了兩種活化過(guò)程可能的活化機(jī)理，這對(duì)今后的活性炭制備機(jī)理研究有一定幫助。本實(shí)驗(yàn)也證明稻殼熱解炭是制備活性炭的良好原料，潛力巨大。
　　生物質(zhì)熱解炭物理-化學(xué)聯(lián)合活化法制備活性炭實(shí)驗(yàn)將杉木熱解炭作為原料，采用ZnCl2-CO2及H3PO4-CO2兩個(gè)活化體系聯(lián)合活化來(lái)制備活性炭。ZnCl2-CO2體系制備得到活性炭的最大BET

4、比表面積是2083m2/g，最大MB值為322.5mg/g;H3PO4-CO2體系中，活性炭最大BET比表面積為1531 m2/g。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明杉木熱解炭是制備活性炭的良好原料，值得深入研究。
　　吸附應(yīng)用實(shí)驗(yàn)以鄰硝基苯酚作為吸附質(zhì)，將實(shí)驗(yàn)制得的活性炭產(chǎn)品ZC4-700、HC5-700、Z3-700和H4-450，以及市售的椰殼(Y)、果殼(G)活性炭為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探究它們對(duì)鄰硝基苯酚的吸附性能。研究發(fā)現(xiàn)，相同初始濃度下，ZC4-

5、700和HC5-700的平衡吸附量在六種活性炭中最大，其吸附性能明顯優(yōu)于市售的活性炭Y和G。當(dāng)鄰硝基苯酚初始濃度為300mg/L時(shí)，六種活性炭針對(duì)鄰硝基苯酚吸附能力的排序?yàn)?HC5-700＞ZC4-700＞Z3-700＞Y＞G＞H4-450;在pH值為11的強(qiáng)堿性溶液中，六種活性炭針對(duì)鄰硝基苯酚吸附能力的排序?yàn)閆C4-700＞HC5-700＞G＞Y＞H4-450＞Z3-700;溫度對(duì)鄰硝基苯酚的吸附影響不大，35℃可能是活性炭對(duì)鄰硝基苯