負(fù)載Cu、Mn改性活性炭吸附VOCs的性能研究.pdf

1、本文選擇甲苯和乙酸乙酯作為VOCs代表,通過(guò)對(duì)活性炭負(fù)載質(zhì)量濃度為2.0％、1.5%、1.0%、0.5%的Cu鹽溶液、Mn鹽溶液并在300℃、350℃、400℃、500℃下煅燒得到改性活性炭。對(duì)改性活性炭進(jìn)行比表面積和碘值表征,選出改性效果較好的活性炭,分別對(duì)含甲苯氣體、含乙酸乙酯氣體及二者的混合氣體的吸附穿透實(shí)驗(yàn)作出定量分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　負(fù)載了醋酸銅、高錳酸鉀的活性炭在300℃、400℃和500℃下煅燒改性的比表面積均小

2、于原樣活性炭的比表面積,在350℃下煅燒的活性炭比表面積較大。這是由于在溫度低時(shí),活化溫度不夠,焙燒活化不完全,負(fù)載的金屬鹽堵塞了孔道造成的;而在400℃、500℃時(shí),由于煅燒溫度過(guò)高導(dǎo)致活性炭?jī)?nèi)的微孔孔壁坍塌,致使煅燒后比表面積下降?；钚蕴康奈侥芰ν瑫r(shí)受到比表面積、總孔容及活性炭負(fù)載的金屬原子的影響作用。Cu改性活性炭的碘值在焙燒溫度為350℃、400℃時(shí)較原樣活性炭均增大,350℃時(shí)的碘值最大。這是因?yàn)?50℃時(shí)活性炭活化較完全,

3、所以碘值達(dá)到最大,當(dāng)焙燒溫度為400℃時(shí)雖然活性炭的比表面積因孔道坍塌減小了,但有可能是活性炭負(fù)載的金屬 Cu與吸附質(zhì)的絡(luò)合作用使碘值增大。Mn改性活性炭的碘值只有在焙燒溫度為350℃時(shí)與原樣相比有所增大,其他溫度條件下與原樣相比均減小。因?yàn)樵?00℃時(shí)活性炭活化不完全,活性炭負(fù)載的高錳酸鉀堵塞了孔道降低了活性炭的吸附碘值。溫度在400℃與500℃時(shí)活性炭的孔壁坍塌,而且高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性使活性炭被氧化,破壞了活性炭的孔結(jié)構(gòu),致使碘值降

4、低。
　　吸附單組分 VOC時(shí),當(dāng)煅燒溫度為350℃,浸漬醋酸銅濃度為1.5%或浸漬高錳酸鉀濃度為1.0%時(shí)活性炭吸附性能最好。當(dāng)浸漬濃度一定時(shí)(醋酸銅溶液為1.5%,高錳酸鉀溶液為1.0%),Cu、Mn改性活性炭均在煅燒溫度為350℃時(shí)吸附性能最強(qiáng)。當(dāng)浸漬醋酸銅濃度為1.5%煅燒溫度為350℃時(shí),甲苯和乙酸乙酯的穿透時(shí)間分別為13.6min、8.3min,較原樣分別延遲了19.3%、18.6%;吸附達(dá)到飽和量分別為264mg/g

5、、149 mg/g,較原樣分別增加了29.7%、21.3%;其吸附甲苯和乙酸乙酯的混合氣體時(shí),甲苯和乙酸乙酯的飽和吸附量分別為155 mg/g、46mg/g,與原樣相比,分別提高了19.4%、33.0%。當(dāng)浸漬高錳酸鉀的濃度為1.0%煅燒溫度為350℃,甲苯和乙酸乙酯的穿透時(shí)間分別為13.2 min、8.1min,較原樣分別延遲了15.8%、15.7%;吸附飽和量分別為230 mg/g、143 mg/g較原樣分別增加了12.7%、16.