南疆棉稈活性炭的制備及性能研究.pdf

1、活性炭（AC）是一種非常重要的工業(yè)吸附劑，具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的表面積、穩(wěn)定的化學性質(zhì)、強大的吸附容量及可再生性。此外，活性炭價格低廉，具有很高的商業(yè)價值，已被廣泛應用于有機廢水和重金屬廢水的深度處理、氣體的凈化除臭等方面。隨著工業(yè)的發(fā)展和人類環(huán)保意識的覺醒，活性炭的需求量也越來越大。因此，如何利用價廉易得的原材料制備高比表面積的活性炭已成為大家關注的重點。本文詳細地綜述了國內(nèi)外活性炭的制備、應用研究進展，研究了農(nóng)作物制備高比表

2、面積活性炭的制備工藝，對活性炭進行表征以及對Cr(VI)廢水進行吸附實驗。
　　本實驗利用兩步合成法，以新疆英吉沙縣的棉花秸稈為原料，單一 KOH、復合KOH/NaOH為活化劑制備活性炭。通過正交試驗以碘吸附值為考核指標，確立最佳制備工藝條件，研究堿炭比、炭化溫度、活化溫度、活化時間等因素對吸附性能的影響。結(jié)果表明選用KOH/NaOH為活化劑制備高比表面積活性炭的方法是可行的，最佳工藝條件為炭化溫度為400℃，活化溫度為700℃、

3、活化時間為40min、KOH/NaOH/C為3。活性炭最大碘吸附值達到1836mg/g。
　　采用電感耦合等離子體質(zhì)譜、元素分析儀、低溫氮氣吸附對活性炭進行了表征實驗。元素分析結(jié)果表明樣品中的K、Na、Ca、 Mg、Cr、Cd含量比較低，說明樣品所取地鹽堿化程度較低。棉花秸稈原料含碳量高達42.84％，經(jīng) KOH、KOH/NaOH活化后，活性炭的含碳量分別提高到55.15%，81.56%，H、N的含量明顯降低。BET比面積分別達到

4、1686，2417 m2/g；孔隙主要分布在微孔，平均孔徑為1.752,1.855 nm。同時采用SEM、FT-IR、XRD對KOH、KOH/NaOH活化樣品的表面形貌、官能團、微晶結(jié)構(gòu)進行對比分析，表明它們結(jié)構(gòu)相似，但KOH/NaOH活性炭出現(xiàn)更多的微孔和一定量的大孔。
　　本文在靜態(tài)條件下，分別以吸附時間、pH值、活性炭用量、初始溶液濃度、吸附溫度為單因子變量，研究了最佳工藝條件下制備的活性炭對模擬Cr(VI)廢水的吸附效果的

5、影響，獲得了處理Cr(VI)廢水的最佳條件，從而提高活性炭處理廢水中的Cr(Ⅵ)的吸附效率。采用Lnagmnir吸附等溫線方程和Fruendicih吸附等溫線方程對實驗數(shù)據(jù)進行擬合，用準一級吸附動力學模型、準二級吸附動力學模型、顆粒內(nèi)擴散模型對棉稈活性炭吸附Cr(VI)的動力學數(shù)據(jù)進行了擬合。實驗得出最佳條件：接觸時間為180min，pH值為3，吸附劑量為0.05g，溶液初始濃度為150mg/L，實驗溫度為25℃。另外， Langmui