苧麻桿活性炭的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、活性炭是一種優(yōu)良的吸附劑，因其具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等性質(zhì)，有著很廣泛應(yīng)用。近年來，對(duì)活性炭研究的熱點(diǎn)之一是利用廉價(jià)的農(nóng)業(yè)廢棄物為原料和簡(jiǎn)單的工藝來制備性能優(yōu)良的活性炭。
　　 本研究利用熱重分析法對(duì)試樣在高純氮?dú)鈼l件下熱解的TG-DTG曲線進(jìn)行了分析，研究了不同升溫速率對(duì)熱解過程的影響，研究表明，苧麻桿熱解過程可分為脫水干燥階段、預(yù)熱解階段、主要熱解階段和緩慢熱解階段4個(gè)階段。通過對(duì)廢棄苧麻桿的熱解動(dòng)力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)廢棄

2、苧麻桿炭化熱解階段反應(yīng)機(jī)理滿足1.5級(jí)化學(xué)反應(yīng)模型，活化能和頻率因子均隨著升溫速率的增加而增大。
　　 本文以農(nóng)業(yè)廢棄物苧麻桿為原料、KOH為活化劑，采用炭化和活化兩步法制備活性炭。利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，考察了KOH活化法制備麻質(zhì)活性炭的特點(diǎn)，探討了各個(gè)制備因素(堿炭比、活化溫度、活化時(shí)間、浸漬時(shí)間)對(duì)活性炭吸附性能(碘吸附值和亞甲基藍(lán)吸附值)及產(chǎn)率的影響，確定了活性炭制備的最佳工藝條件。結(jié)果表明選用苧麻桿為原料制備活性炭是可行的，

3、其最佳工藝條件為堿炭比為2、活化溫度750℃、活化時(shí)間1.5h、炭化溫度500℃，浸漬時(shí)間24h。該條件下活性炭樣品的碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值和產(chǎn)率分別為1374.78mg/g、314.51mg/g和26％；采用比表面積測(cè)定儀，在77K下測(cè)定各樣品N2吸附-脫附等溫線，通過Langmuir方程、BET方程、t圖法和BJH法計(jì)算比表面積、孔體積和孔徑分布；采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射分析儀以及紅外光譜儀對(duì)麻桿活性炭進(jìn)行了表征，

4、分析其表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)及表面化學(xué)官能團(tuán)等。
　　 利用所制備的活性炭吸附水溶液中的鉻離子，并對(duì)吸附熱力學(xué)、吸附動(dòng)力學(xué)以及吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究考察了影響吸附的主要因素，包括初始pH值、活性炭投加量、吸附時(shí)間、初始濃度和溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溶液pH是影響鉻離子吸附過程的重要因素；當(dāng)溶液pH約為2，鉻溶液的初始濃度為150mg/L，麻質(zhì)活性炭投加量為0.1g，吸附時(shí)間為150min時(shí)，麻質(zhì)活性炭對(duì)含銅廢水的去除