改性活性炭吸附含水氣的甲苯廢氣的性能研究.pdf

1、VOCs(揮發(fā)性有機物)是危害我國大氣環(huán)境的重要污染物之一,2010年5月,國務院辦公廳正式從國家層面上提出了加強揮發(fā)性有機污染物防治工作的要求,將VOCs和SO2、NOx及顆粒物一起列為改善大氣環(huán)境質量的優(yōu)控重點污染物。使用吸附法處理這類有機污染廢氣可以有效控制工業(yè)固定源的排放,且相對成本較低,但由于工業(yè)廢氣往往相對濕度較大,混合于廢氣中的大量水氣在很大程度上影響活性炭的吸附性能與再生次數(shù)。
　　作者在閱讀大量相關文獻之后,選擇

2、以價格低廉的煤質商品活性炭作為原料,使用低濃度酸\堿溶液對其進行改性,在活性炭表面上負載不同的酸/堿性官能團,改變它的表面特性,對其進行表征并用于甲苯動態(tài)吸附實驗,對實驗所得數(shù)據(jù)進行分析與討論,以期找到在水氣含量較大的情況下仍對甲苯有較好吸附性能的活性炭改性方法。
　　實驗結果表明,活性炭樣品的比表面積隨著改性溶液濃度的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,經(jīng)過1％NaHCO3改性的活性炭的比表面積達到1035.67m2/g,比未改性前增

3、加了18.01%;在溶液濃度很低時,酸\堿溶液溶解活性炭表面的雜質,豐富了微孔結構,但濃度過大時會破壞活性炭的孔結構,使微孔減少而大中孔增多,比表面積減小;此外,未溶解的碳酸氫鈉固體附著在活性炭表面上成為新的雜質,進一步減小了樣品的比表面積。改性使活性炭樣品化學官能團的總量及酸堿比例發(fā)生變化:酸改性使表面酸性官能團所占比重增加,最大達到83.02%,活性炭酸性增強,表現(xiàn)出酸性特征;堿改性使樣品的含氧酸性官能團所占比重減小,最小達到23.

4、87%,表現(xiàn)堿性特征。利用碘值法對活性炭樣品的吸附能力做初步評估表明活性炭的吸附能力受比表面積與化學基團的共同作用:增大比表面積有利于吸附,而化學基團的變化改變了酸\堿性與極性,可能發(fā)生了化學吸附。將樣品用于動態(tài)吸附實驗發(fā)現(xiàn)在相對濕度較小時,商品活性炭對甲苯的吸附量達到243.87mg/g,使用低濃度堿改性可進一步加大,1%NaHCO3改性后增加了38.17%,達到338.28mg/g;在相對濕度達到60%時,商品活性炭的吸附量僅為14