煤基活性炭的微波法制備及其對萘、菲、芘吸附性能的研究.pdf

1、持久性有機(jī)污染物多環(huán)芳烴(PAHs)由于其難生物降解的特性對環(huán)境造成了極大的危害,常用的物理化學(xué)方法很難去除它們,由于活性炭(AC)孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)和比表面積巨大,對于非極性有機(jī)物和含不飽和鍵的化合物吸附非常有利。本論文利用新疆本地豐富的煤資源,采用微波法制備高吸附性能的煤基活性炭(CAC)并利用其對典型PAHs萘、菲、芘進(jìn)行吸附性能研究,研究結(jié)果如下:
　　無煙煤基活性炭(無煙煤-AC)的最優(yōu)制備條件為活化劑KOH,煤堿比1:3,微

2、波時間12 min,微波功率700 W;有煙煤基活性炭(有煙煤-AC)的最優(yōu)制備條件為活化劑KOH,煤堿比1:2,微波時間8 min,微波功率700 W;長焰煤基活性炭(長焰煤-AC)的最優(yōu)制備條件為活化劑KOH,煤堿比1:1.5,微波時間8 min,微波功率700W。通過對最優(yōu)條件下制備的三種CAC對亞甲基藍(lán)(MB)和碘的吸附量考察可以得到吸附能力的大小順序?yàn)?無煙煤-AC>有煙煤-AC>長焰煤-AC。
　　煤堿比、微波時間、微

3、波功率這三個條件對 CAC的表面結(jié)構(gòu)影響較大,在最優(yōu)條件下制備的無煙煤-AC的BET比表面積為1770.49 m2/g,微孔面積為508.87 m2/g,微孔體積分別為0.61 m3/g,平均孔徑為2.82 nm。經(jīng)過活化劑活化,微波制備的CAC表面生成了大量的孔隙結(jié)構(gòu),比表面積得到了擴(kuò)大。隨著煤堿比、微波時間、微波功率的增加,表面酸性官能團(tuán)含量呈降低的趨勢,碳表面的pHpzc呈增大的趨勢。
　　CAC吸附萘、菲、芘的過程分為兩個

4、階段,第一個階段為快吸附,第二個階段為慢吸附;隨著溫度的升高,吸附率和吸附量隨著降低;隨著CAC用量的增加,吸附率升高,吸附量降低;隨著溶液初始濃度的增加,吸附率降低,吸附量增大;溶液初始pH和轉(zhuǎn)速對吸附影響較小。Langmuir模型可以很好的描述CAC吸附萘、菲、芘的現(xiàn)象,吸附屬于單層吸附。動力學(xué)特性符合擬二級動力學(xué)方程,吸附存在化學(xué)作用。
　　最優(yōu)無煙煤-AC對萘、菲、芘的最大吸附量為:73.04 mg/g,87.05 mg/