沙柳活性炭的制備及吸附性能研究.pdf

1、活性炭作為一種比表面積高、吸附力強的優(yōu)質吸附劑，廣泛應用于環(huán)境保護、化學工業(yè)、食品加工、藥物精制等各個領域。本論文以內蒙古沙柳為原料，采用化學活化法，在氮氣保護條件下制備活性炭。沙柳是一種西北地區(qū)及內蒙古西部地區(qū)的沙生植物，資源豐富且其中含有豐富的固定碳，開發(fā)利用沙柳有著重要的意義。
　　本實驗通過正交試驗法確定了以氯化鋅、磷酸和氫氧化鉀為活化劑制備沙柳活性炭的適宜工藝參數，所考慮的因素有液料比、活化劑濃度、活化時間、炭化溫度和活

2、化溫度。并在適宜工藝條件下，對三種沙柳活性炭吸附亞甲基藍溶液的吸附動力學和吸附熱力學的研究。在吸附動力學研究中，采用準一級動力學模型、準二級動力學模型、Elovich方程和顆粒內擴散模型進行曲線擬合；在吸附熱力學研究中，分別采用Langmuir、Freundlich和Temkin吸附等溫線方程對實驗數據進行擬合。并采用XRD、FTIR、BET比表面積等表征手段對沙柳活性炭的結晶度、表面化學狀態(tài)、表面結構特征進行了研究。結果表明：

3、　　（1）以氯化鋅作為活化劑的工藝條件為:液料比為1.5:1，活化劑濃度為45％，活化溫度為500℃，活化時間為60min；以磷酸作為活化劑的適宜工藝條件為:液料比為2.0:1，活化劑濃度為55%，活化溫度為550℃，活化時間為150min；以氫氧化劑作為活化劑的適宜工藝條件為:堿料比為1:1，炭化溫度為400℃，活化溫度為850℃，活化時間為120min；
　?。?）沙柳活性炭的石墨化程度較低，其結構由無定型碳和少量石墨微晶組成

4、；三種沙柳活性炭均含有含氧官能團羥基、羰基、內酯基等官能團。以氯化鋅為活化劑制備的活性炭其比表面積為323.0119 m2/g；以磷酸為活化劑制備的活性炭其比表面積為1251.428m2/g；以氫氧化鉀為活化劑制備的活性炭其比表面積為1780.296m2/g。
　?。?）三種沙柳活性炭隨著吸附溫度的升高，吸附時間的延長以及pH值的增大都使吸附量逐漸增加；沙柳活性炭對亞甲基藍的吸附動力學行為符合準二級反應動力學方程所描述的規(guī)律；La