活性炭在工業廢氣凈(jing)化中的應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作(zuo)為吸附劑具有較強的去除痕跡(ji)物(wu)質的能力和良好(hao)的選(xuan)擇性，可以分離(li)結構相(xiang)似、物(wu)化性質相(xiang)近的物(wu)質。

　　吸(xi)附(fu)(fu)分(fen)離工藝(yi)已(yi)廣泛應用于(yu)石(shi)油、化工、冶金(jin)、食品(pin)和(he)醫藥行業，在保護環境(jing)和(he)控制污(wu)染(ran)方面發揮著越來越重要的(de)作用。吸(xi)附(fu)(fu)分(fen)離日益成為一(yi)個完整和(he)獨(du)立的(de)單元(yuan)操作。

　　活(huo)性炭(tan)是(shi)一種孔隙結構高度(du)發達、內(nei)表面積大(da)的人(ren)工炭(tan)材料，通(tong)常孔容積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是(shi)活(huo)性炭(tan)*顯著(zhu)的特(te)征之一，它能從氣(qi)相(xiang)或液相(xiang)中(zhong)吸附各(ge)種物質。

　　活性炭的特性

　　高度(du)發達的孔隙結構和巨大(da)的內表(biao)面積,表(biao)面上含有(或可(ke)附(fu)加上)多(duo)種(zhong)官能團(以增加活(huo)性(xing)點),具有催化(hua)性(xing)能、性(xing)能穩定、可(ke)在不同(tong)溫度(du)、酸堿(jian)度(du)中使用(yong)可(ke)以再生，近乎(hu)“萬(wan)能”的活(huo)性(xing)炭得到日(ri)益廣泛(fan)的應(ying)用(yong)。

　　傳統應(ying)用-食品(pin)和醫藥脫色、除味、防毒面具。

　　大(da)規(gui)模(mo)工業(ye)應用：有機合成工業(ye)作為催(cui)化劑和載(zai)體，溶(rong)劑精制、回收和分離，防止原子能設施釋放的放射(she)性物(wu)質。

　　近年來，在環境保護方(fang)面：凈化(hua)供水(shui)、污(wu)水(shui)處理(li)、凈化(hua)空(kong)氣，去除(chu)生(sheng)產中排放的有(you)害(hai)氣體(ti)

　　綠色存儲電(dian)源：超級電(dian)容器

　　目前，世界活性炭(tan)年(nian)消費量(liang)超過120萬(wan)噸(dun)，年(nian)增長率為~15%。西方(fang)一些發達國家性炭(tan)年(nian)需求量(liang)為300-400克。

　　吸附法工業有機廢(fei)氣凈化

　　SBA-16的(de)合成

　　兩種聚(環氧(yang)烷)型三嵌段共聚物(wu)將這些溶(rong)液溶(rong)解在(zai)40℃的HCl在(zai)水(shui)溶(rong)液中攪拌5小時。在(zai)35℃在(zai)溶(rong)液中加入原硅酸四乙酯，并在(zai)相同溫度(du)下繼續(xu)用磁力攪拌15分鐘(zhong)。在(zai)相同溫度(du)下，將混合物(wu)保(bao)持在(zai)烘箱內24小時。然(ran)后將混合物(wu)放入40℃水(shui)熱處(chu)理(li)24小時。白色沉淀物(wu)通(tong)過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾回收干燥，不在(zai)35℃下洗滌過(guo)(guo)夜(ye)。之(zhi)后，通(tong)過(guo)(guo)560℃煅燒去除表面活性劑，將溫度(du)升(sheng)高到560℃，加熱速度(du)為1℃/min。

　　活性炭(tan)和SBA-16吸附脫硫(liu)的比較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑(ji)用(yong)量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活性(xing)炭(tan)，SBA-16脫硫的(de)比較

　　在平(ping)(ping)衡條件下(xia)進行吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線(xian)研究(jiu)，以測量吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)容量。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑上(shang)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線(xian)如(ru)圖2所(suo)示。這些結果表明(ming)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)樣品(pin)DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)程度遠高(gao)于(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)平(ping)(ping)衡大(da)(da)(da)約需(xu)要(yao)40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)速率與吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑基質上(shang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)位點(dian)的(de)含量有關。結果表明(ming)，不(bu)同(tong)的(de)介孔(kong)(kong)(kong)材料具有不(bu)同(tong)的(de)硫(liu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力，不(bu)僅取決(jue)于(yu)結構，還取決(jue)于(yu)表面(mian)(mian)官能團。活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)性(xing)能比SBA-由于(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力大(da)(da)(da)，吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力高(gao)BET表面(mian)(mian)積(ji)和(he)較大(da)(da)(da)的(de)中(zhong)孔(kong)(kong)(kong)體積(ji)。另一方面(mian)(mian)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)率比SBA-由于(yu)介孔(kong)(kong)(kong)體積(ji)大(da)(da)(da)，16快。建議在一系列(lie)擴散(san)步驟中(zhong)發生(sheng)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)過程，然后進入微孔(kong)(kong)(kong)。當(dang)樣品(pin)中(zhong)孔(kong)(kong)(kong)體積(ji)小時(shi)，平(ping)(ping)衡需(xu)要(yao)更長的(de)時(shi)間(jian)。根據這些結果，在本研究(jiu)中(zhong)選擇活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)作(zuo)為吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯并噻命的(de)合(he)適吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同(tong)初始濃(nong)度(du)對活性炭吸硫(liu)能(neng)力的影響(吸附劑量:20 mg / L，溫度(du)：25°C，攪(jiao)拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在10ml溶(rong)液(ye)中用0.02g活(huo)性炭(tan)(tan)實驗(yan)(圖(tu)3)顯示了(le)活(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)二苯并噻(sai)命的(de)(de)(de)(de)(de)混合時(shi)間(jian)(jian)和(he)初(chu)(chu)始(shi)(shi)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。這張(zhang)照(zhao)片顯示，隨(sui)著攪(jiao)拌時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)增加，活(huo)性炭(tan)(tan)對二苯的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)增加，初(chu)(chu)始(shi)(shi)濃(nong)度(du)較低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)液(ye)更(geng)早達(da)到平衡。在達(da)到飽和(he)之前，吸(xi)(xi)附(fu)曲(qu)線略有增加和(he)連續。結果(guo)表明，在相互(hu)作用期(qi)附(fu)在相互(hu)作用期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)初(chu)(chu)始(shi)(shi)階段(duan)很快，然后在平衡附(fu)近變慢。這種現象是由(you)于初(chu)(chu)始(shi)(shi)階段(duan)有大(da)量(liang)未(wei)填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)位點可用于吸(xi)(xi)附(fu)，一段(duan)時(shi)間(jian)(jian)后，由(you)于溶(rong)質(zhi)分子之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)排斥，難(nan)以處理(li)未(wei)填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)未(wei)填(tian)充(chong)表面(mian)(mian)位點。吸(xi)(xi)附(fu)速率取決于各種參數，如攪(jiao)拌速率、活(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)性質(zhi)、吸(xi)(xi)附(fu)劑量(liang)和(he)吸(xi)(xi)附(fu)性質(zhi)。活(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)二苯并噻(sai)吩(fen)量(liang)隨(sui)時(shi)間(jian)(jian)增加，有時(shi)會(hui)增加，當(dang)二苯并噻(sai)吩(fen)完全從溶(rong)液(ye)中吸(xi)(xi)附(fu)時(shi)，它(ta)在外面(mian)(mian)不斷改進(jin)。在這些(xie)活(huo)化條件下，活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)*大(da)吸(xi)(xi)附(fu)容量(liang)是在平衡時(shi)間(jian)(jian)吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)二苯和(he)噻(sai)命量(liang)。

　　在(zai)這項工作中(zhong)，成(cheng)功合(he)成(cheng)了(le)(le)(le)一種(zhong)(zhong)新型活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附劑，并測(ce)試了(le)(le)(le)其吸(xi)附行為。XRD和(he)N 2.吸(xi)附結果(guo)表明，硬模(mo)板活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是其模(mo)板SBA-16完(wan)美復(fu)制(zhi)品。許多(duo)(duo)孔(kong)吸(xi)附劑從汽油(you)燃料(liao)(liao)溶液中(zhong)吸(xi)液中(zhong)吸(xi)附二(er)苯(ben)(ben)的研究(DBT)，可以(yi)得出(chu)結論，不(bu)(bu)同的多(duo)(duo)孔(kong)材(cai)料(liao)(liao)不(bu)(bu)僅取(qu)決于(yu)(yu)多(duo)(duo)孔(kong)材(cai)料(liao)(liao)的結構結構，還(huan)取(qu)決于(yu)(yu)表面官能(neng)團。在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)上發(fa)現DBT吸(xi)附量高于(yu)(yu)SBA-16。為了(le)(le)(le)更(geng)好地(di)擬(ni)合(he)兩種(zhong)(zhong)吸(xi)附劑的平(ping)衡研究，已經顯示(shi)了(le)(le)(le)實(shi)驗(yan)結果(guo)Langmuir等溫線(xian)。簡而言之，結果(guo)表明，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是一種(zhong)(zhong)有效而有前途(tu)的吸(xi)附劑，用(yong)于(yu)(yu)從液體樣(yang)品中(zhong)分離二(er)苯(ben)(ben)并噻命。