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(qiáng)的優(yōu)質(zhì)吸附劑，廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、化學(xué)工業(yè)、食品加工、藥物精制等各個(gè)領(lǐng)域。本論文以?xún)?nèi)蒙古沙柳為原料，采用化學(xué)活化法，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下制備活性炭。沙柳是一種西北地區(qū)及內(nèi)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(kāi)發(fā)利用沙柳有著重要的意義。
　　本實(shí)驗(yàn)通過(guò)正交試驗(yàn)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(shù)，所考慮的因素有液料比、活化劑濃度、活化時(shí)間、炭化溫度和活

2、化溫度。并在適宜工藝條件下，對(duì)三種沙柳活性炭吸附亞甲基藍(lán)溶液的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)的研究。在吸附動(dòng)力學(xué)研究中，采用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、Elovich方程和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型進(jìn)行曲線(xiàn)擬合；在吸附熱力學(xué)研究中，分別采用Langmuir、Freundlich和Temkin吸附等溫線(xiàn)方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。并采用XRD、FTIR、BET比表面積等表征手段對(duì)沙柳活性炭的結(jié)晶度、表面化學(xué)狀態(tài)、表面結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：

3、　?。?）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(shí)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(shí)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(shí)間為120min；
　?。?）沙柳活性炭的石墨化程度較低，其結(jié)構(gòu)由無(wú)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(tuán)羥基、羰基、內(nèi)酯基等官能團(tuán)。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(shí)間的延長(zhǎng)以及pH值的增大都使吸附量逐漸增加；沙柳活性炭對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附動(dòng)力學(xué)行為符合準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程所描述的規(guī)律；La