生物質(zhì)資源制備高品質(zhì)活性炭的研究.pdf

1、活性炭由于具有發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)和大的吸附容量,因而被廣泛應(yīng)用于水處理、氣體過(guò)濾、超級(jí)電容器、催化載體等方面。制備活性炭的原料來(lái)源廣泛,幾乎所有的含碳物質(zhì)都可用于制備活性炭。隨著能源危機(jī)與環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重,近年來(lái),生物質(zhì)作為一種廉價(jià)易得且大量存在的資源已受到各國(guó)研究者的廣泛關(guān)注。以生物質(zhì)資源為原料制備活性炭,不僅可以降低活性炭的生產(chǎn)成本,同時(shí)可以解決生物質(zhì)資源被當(dāng)做燃料使用或被燒掉而導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題。本文以生物質(zhì)杉木屑、核桃殼和中藥渣為原

2、料,在國(guó)內(nèi)首次采用真空化學(xué)活化法,以氯化鋅為活化劑,制備了微孔活性炭和中孔活性炭吸附材料。結(jié)果表明,杉木屑、核桃殼和中藥渣均是制備活性炭的理想原材料。
　　 文中對(duì)比了真空條件下與常壓條件下制備的活性炭,解釋了真空條件能夠提高活性炭性能的原因。探討了體系壓力對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果顯示活性炭的比表面積在體系壓力為30kPa,時(shí)存在最大值。此外,活性炭的孔徑分布與體系壓力密切相關(guān),隨著體系壓力的增大,活性炭的微孔比率逐漸下降而中

3、孔比率逐漸升高。
　　 活化溫度和劑料比是氯化鋅活化制備活性炭過(guò)程中最重要的兩個(gè)影響因素。本文詳細(xì)討論了真空條件下活化溫度和劑料比對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)和吸附性能的影響。結(jié)果表明,真空氯化鋅活化制備活性炭的最佳活化溫度為450℃,低于一般常壓氯化鋅活化的溫度。此外,研究了亞甲基藍(lán)在所得活性炭表面的吸附行為,測(cè)定了活性炭對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的實(shí)際吸附效果。
　　 為了得到具有高比表面積的中孔活性炭,本文在使用真空化學(xué)活化的基礎(chǔ)上用0.5

4、mol/L的NaOH對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理。結(jié)果表明,真空和堿處理?xiàng)l件均有利于活性炭比表面積和孔體積的提高。用堿處理后的原料,采用真空條件下活化,在450℃、劑料比為2.5時(shí),所得活性炭的比表面積為1952m2/g,總孔體積為1.479cm3/g,中孔比率高達(dá)98％。
　　 此外,選用Doehlert設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn),在合適的范圍內(nèi),對(duì)影響氯化鋅活化法最重要的兩個(gè)因素活化溫度和浸漬比進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi),對(duì)于所有的響應(yīng),