活性炭吸附VOCs與其孔結(jié)構(gòu)構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、活性炭孔結(jié)構(gòu)是影響其吸附性能的主要因素之一。本文首先選用四種商業(yè)活性炭，利用氮?dú)獾葴匚?、掃描電子顯微鏡(SEM)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)測試了活性炭的物化性質(zhì)。以甲苯、丙酮為吸附質(zhì)，在溫度為298.15K下進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，研究了活性炭孔結(jié)構(gòu)對其吸附性能、吸附動(dòng)力學(xué)、表面覆蓋率和吸附能的影響。結(jié)果表明：活性炭的比表面積和孔容是其吸附性能主要影響因素，孔徑在0.8nm～2.4nm和1.67nm～2.22nm之間的孔容分別

2、與甲苯和丙酮吸附量之間存在較好的線性關(guān)系。在快速吸附階段，活性炭微孔或微孔、中孔為吸附速率主要制約因素；在顆粒內(nèi)擴(kuò)散階段，微孔和表面孔或微孔為吸附速率的主要制約因素；在多層吸附階段，中孔和大孔為吸附速率的主要制約因素?；钚蕴靠捉Y(jié)構(gòu)對其吸附特定物質(zhì)的吸附能產(chǎn)生影響，甲苯、丙酮表面覆蓋率小的活性炭吸附能大。
　　 其次，選用三種活性炭作為吸附劑，1，2-二氯乙烷作為吸附質(zhì)，研究了吸附質(zhì)在活性炭孔中的擴(kuò)散機(jī)理。結(jié)果表明：活性炭在吸附1

3、，2-二氯乙烷時(shí)優(yōu)先利用微孔，并且在微孔容積無法滿足吸附速率時(shí)開始利用中孔。微孔吸附貫穿吸附過程的外擴(kuò)散階段到顆粒內(nèi)擴(kuò)散階段，而中孔利用據(jù)活性炭與吸附質(zhì)結(jié)合作用的強(qiáng)弱分別貫穿吸附過程的多層吸附階段和顆粒內(nèi)擴(kuò)散階段、多層吸附階段?；钚蕴恐形⒖?、中孔和大孔的利用率與其極性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與其濃度呈正相關(guān)關(guān)系。
　　 最后，研究了活性炭孔結(jié)構(gòu)對丙酮擴(kuò)散系數(shù)的影響。結(jié)果表明：活性炭穿透時(shí)間與其比表面積和總孔容積呈正相關(guān)關(guān)系。活性炭吸附丙