活(huo)性炭在(zai)工業(ye)廢氣凈化(hua)中的應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸附(fu)劑具有較(jiao)強的(de)去除痕跡物質(zhi)的(de)能力和良好的(de)選擇性，可以分離結構相似、物化(hua)性質(zhi)相近(jin)的(de)物質(zhi)。

　　吸(xi)附分離(li)(li)工(gong)藝(yi)已廣(guang)泛應(ying)用于石油(you)、化工(gong)、冶(ye)金(jin)、食品和醫藥(yao)行業(ye)，在保護環境和控制污染方面發揮(hui)著越(yue)來(lai)越(yue)重要(yao)的作用。吸(xi)附分離(li)(li)日益(yi)成為一個完(wan)整和獨(du)立的單元操(cao)作。

　　活性(xing)炭是一種(zhong)孔隙(xi)結構高度(du)發達(da)、內表面(mian)積大(da)的人工炭材(cai)料，通常(chang)孔容積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是活性(xing)炭*顯著的特(te)征之一，它能從氣相(xiang)或液相(xiang)中吸附各種(zhong)物質。

　　活性炭的特性

　　高度(du)(du)發達的(de)孔隙結構和巨(ju)大的(de)內(nei)表面積,表面上含有(或可(ke)附加(jia)上)多種官(guan)能(neng)(neng)團(以增加(jia)活性(xing)(xing)點(dian)),具有催化性(xing)(xing)能(neng)(neng)、性(xing)(xing)能(neng)(neng)穩(wen)定、可(ke)在(zai)不同溫度(du)(du)、酸堿度(du)(du)中使用可(ke)以再生(sheng)，近乎(hu)“萬能(neng)(neng)”的(de)活性(xing)(xing)炭得到(dao)日益廣泛的(de)應(ying)用。

　　傳統應用-食品和醫(yi)藥脫(tuo)色、除味、防毒面具。

　　大規模工業應用：有機合成工業作為催化劑和(he)載體，溶劑精制、回(hui)收和(he)分(fen)離，防止(zhi)原子能設施釋放的放射性(xing)物(wu)質。

　　近年(nian)來，在環境(jing)保護方面(mian)：凈化供水、污水處理、凈化空氣(qi)(qi)，去(qu)除生產中(zhong)排(pai)放的有害氣(qi)(qi)體

　　綠(lv)色存儲電源(yuan)：超級電容器

　　目前，世界活性(xing)炭年消費量超(chao)過120萬(wan)噸(dun)，年增長率為(wei)~15%。西(xi)方一些發達國家性(xing)炭年需求量為(wei)300-400克(ke)。

　　吸附(fu)法工業有機廢氣凈化

　　SBA-16的合(he)成

　　兩種聚(ju)(環(huan)氧烷(wan))型三嵌段共(gong)聚(ju)物(wu)將(jiang)這些溶(rong)液溶(rong)解(jie)在(zai)40℃的HCl在(zai)水(shui)溶(rong)液中(zhong)攪拌(ban)5小(xiao)時。在(zai)35℃在(zai)溶(rong)液中(zhong)加入原硅酸(suan)四乙酯，并(bing)在(zai)相同溫(wen)度(du)下繼續用磁(ci)力(li)攪拌(ban)15分(fen)鐘。在(zai)相同溫(wen)度(du)下，將(jiang)混合(he)物(wu)保持在(zai)烘箱內24小(xiao)時。然后將(jiang)混合(he)物(wu)放入40℃水(shui)熱處理24小(xiao)時。白色沉淀物(wu)通過過濾回收干燥，不在(zai)35℃下洗滌過夜。之(zhi)后，通過560℃煅燒去除表面(mian)活性劑，將(jiang)溫(wen)度(du)升(sheng)高到(dao)560℃，加熱速度(du)為1℃/min。

　　活性炭和SBA-16吸附脫(tuo)硫的(de)比(bi)較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用(yong)量(liang)：20 mg / L，溫(wen)度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活性炭，SBA-16脫硫的比較

　　在平(ping)衡(heng)條(tiao)件下進行(xing)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線研(yan)究(jiu)，以測量吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)容量。DBT吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑上(shang)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線如圖2所示。這些(xie)(xie)結(jie)果表(biao)明，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)樣品DBT吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)程度遠高于(yu)(yu)(yu)SBA-16。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)平(ping)衡(heng)大(da)約需(xu)(xu)要40分鐘。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)速率與吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑基質(zhi)上(shang)活(huo)性(xing)(xing)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)位點的(de)(de)含量有關。結(jie)果表(biao)明，不(bu)同(tong)的(de)(de)介孔材料具有不(bu)同(tong)的(de)(de)硫吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力，不(bu)僅取(qu)決(jue)于(yu)(yu)(yu)結(jie)構，還(huan)取(qu)決(jue)于(yu)(yu)(yu)表(biao)面官能團。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)性(xing)(xing)能比SBA-由于(yu)(yu)(yu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力大(da)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力高BET表(biao)面積和較大(da)的(de)(de)中孔體積。另一方面，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)率比SBA-由于(yu)(yu)(yu)介孔體積大(da)，16快。建議在一系列擴散步驟(zou)中發生吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)過程，然后進入微孔。當樣品中孔體積小時，平(ping)衡(heng)需(xu)(xu)要更長的(de)(de)時間(jian)。根據(ju)這些(xie)(xie)結(jie)果，在本研(yan)究(jiu)中選擇活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)作為吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二苯并(bing)噻命(ming)的(de)(de)合適(shi)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　不(bu)同初始濃度(du)對活性炭吸(xi)硫能力(li)的(de)影響(吸(xi)附劑量:20 mg / L，溫(wen)度(du)：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)(zai)10ml溶液(ye)中(zhong)用0.02g活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)實驗(圖3)顯(xian)示了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)苯(ben)并(bing)(bing)噻命(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)混合時(shi)間(jian)和(he)(he)初始(shi)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影響。這(zhe)張照(zhao)片顯(xian)示，隨著(zhu)攪(jiao)拌(ban)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)增加，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對二(er)苯(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)增加，初始(shi)濃度(du)較低的(de)(de)(de)(de)(de)溶液(ye)更早(zao)達到平衡(heng)。在(zai)(zai)達到飽和(he)(he)之前，吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)曲線略有(you)增加和(he)(he)連續(xu)。結(jie)果表明(ming)，在(zai)(zai)相互作用期附(fu)(fu)(fu)在(zai)(zai)相互作用期的(de)(de)(de)(de)(de)初始(shi)階(jie)(jie)段(duan)很快(kuai)，然后在(zai)(zai)平衡(heng)附(fu)(fu)(fu)近變(bian)慢。這(zhe)種現(xian)象是由于初始(shi)階(jie)(jie)段(duan)有(you)大量(liang)未填充的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)位點(dian)可用于吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，一段(duan)時(shi)間(jian)后，由于溶質分子之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)排斥，難(nan)以處理未填充的(de)(de)(de)(de)(de)未填充表面(mian)位點(dian)。吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率(lv)取決于各(ge)種參(can)數，如攪(jiao)拌(ban)速(su)率(lv)、活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)(de)(de)物理性(xing)(xing)(xing)質、吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑量(liang)和(he)(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)質。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)苯(ben)并(bing)(bing)噻吩量(liang)隨時(shi)間(jian)增加，有(you)時(shi)會增加，當二(er)苯(ben)并(bing)(bing)噻吩完(wan)全(quan)從溶液(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)，它在(zai)(zai)外面(mian)不斷改進(jin)。在(zai)(zai)這(zhe)些活(huo)(huo)化條件下(xia)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)*大吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容量(liang)是在(zai)(zai)平衡(heng)時(shi)間(jian)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)苯(ben)和(he)(he)噻命(ming)量(liang)。

　　在這項工作中(zhong)，成功合成了一種新型活(huo)(huo)性(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑，并測(ce)試了其(qi)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)行為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)結(jie)果(guo)表(biao)明，硬模板活(huo)(huo)性(xing)炭是其(qi)模板SBA-16完美復(fu)制品。許多(duo)孔(kong)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑從(cong)(cong)汽油燃料溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)吸(xi)液(ye)(ye)中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯的研(yan)究(jiu)(DBT)，可以得出(chu)結(jie)論，不(bu)同的多(duo)孔(kong)材(cai)料不(bu)僅取決于多(duo)孔(kong)材(cai)料的結(jie)構結(jie)構，還取決于表(biao)面官能(neng)團。在活(huo)(huo)性(xing)炭上發現DBT吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)量高于SBA-16。為了更好地擬合兩種吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑的平(ping)衡研(yan)究(jiu)，已經顯示了實驗結(jie)果(guo)Langmuir等溫線(xian)。簡而言(yan)之，結(jie)果(guo)表(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)炭是一種有效而有前途(tu)的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑，用于從(cong)(cong)液(ye)(ye)體(ti)樣品中(zhong)分離二(er)苯并噻命。