活性炭在工(gong)業廢氣凈化中(zhong)的應用(yong)

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為(wei)吸附劑具有較(jiao)強的(de)去除痕跡物(wu)質(zhi)的(de)能力和良好的(de)選擇性(xing)，可以分(fen)離結構(gou)相似(si)、物(wu)化性(xing)質(zhi)相近的(de)物(wu)質(zhi)。

　　吸(xi)附分離工藝已廣泛(fan)應用于(yu)石(shi)油(you)、化(hua)工、冶金、食品(pin)和(he)醫藥行業(ye)，在保護環(huan)境和(he)控制污染方面發揮(hui)著越(yue)(yue)來越(yue)(yue)重要(yao)的(de)作用。吸(xi)附分離日益成為(wei)一(yi)個完(wan)整(zheng)和(he)獨立的(de)單元操(cao)作。

　　活性炭(tan)(tan)是一種(zhong)孔隙結構高(gao)度發達、內表面積大的(de)人工炭(tan)(tan)材料，通常孔容積為(wei)0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是活性炭(tan)(tan)*顯著的(de)特(te)征之一，它能從氣相或液相中吸附各種(zhong)物質(zhi)。

　　活性炭的特性

　　高度發達(da)的孔隙結構(gou)和(he)巨(ju)大的內表(biao)面積(ji),表(biao)面上(shang)含有(或可附加上(shang))多種官能團(以增(zeng)加活(huo)性(xing)點),具有催化性(xing)能、性(xing)能穩定、可在不(bu)同(tong)溫度、酸堿度中使用可以再生，近乎“萬能”的活(huo)性(xing)炭得(de)到日益廣泛的應用。

　　傳統應用-食品和醫藥脫色(se)、除(chu)味、防毒面具。

　　大規模工(gong)(gong)業應用：有機(ji)合成工(gong)(gong)業作為(wei)催(cui)化劑和(he)(he)載體(ti)，溶劑精制、回收和(he)(he)分離，防止原(yuan)子能設施釋放的放射性物質。

　　近年(nian)來，在環境(jing)保護方面：凈化(hua)供水(shui)、污水(shui)處(chu)理、凈化(hua)空(kong)氣，去除(chu)生產中排放的有害氣體

　　綠色存儲電(dian)(dian)源：超級電(dian)(dian)容器

　　目前，世界(jie)活性炭年消費(fei)量超(chao)過120萬噸，年增長率為(wei)(wei)~15%。西(xi)方一些(xie)發達(da)國(guo)家性炭年需求量為(wei)(wei)300-400克。

　　吸附法工業(ye)有機廢氣凈化

　　SBA-16的合(he)成

　　兩(liang)種聚(環氧烷)型(xing)三嵌段(duan)共聚物(wu)將這些溶(rong)(rong)液溶(rong)(rong)解在(zai)40℃的(de)HCl在(zai)水溶(rong)(rong)液中攪拌(ban)5小時。在(zai)35℃在(zai)溶(rong)(rong)液中加(jia)入原(yuan)硅(gui)酸(suan)四(si)乙酯，并(bing)在(zai)相(xiang)同(tong)溫(wen)度下繼(ji)續用磁力攪拌(ban)15分鐘(zhong)。在(zai)相(xiang)同(tong)溫(wen)度下，將混(hun)合物(wu)保(bao)持在(zai)烘箱內24小時。然(ran)后將混(hun)合物(wu)放入40℃水熱處理24小時。白色(se)沉淀物(wu)通過(guo)過(guo)濾(lv)回(hui)收干燥，不在(zai)35℃下洗滌過(guo)夜。之后，通過(guo)560℃煅(duan)燒去(qu)除表面(mian)活(huo)性劑(ji)，將溫(wen)度升高(gao)到560℃，加(jia)熱速度為1℃/min。

　　活性(xing)炭和SBA-16吸(xi)附脫(tuo)硫的(de)比較(DBT：1,000 mg / L，吸(xi)附劑用(yong)量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌(ban)時間：360 min)。

　　活性炭(tan)，SBA-16脫硫的(de)比較

　　在平(ping)衡(heng)條件(jian)下進(jin)行吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫線研究(jiu)，以(yi)測量吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容量。DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑上(shang)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫線如(ru)圖2所示(shi)。這些(xie)結果表(biao)明，活性(xing)(xing)炭樣(yang)(yang)品DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)程度遠高于(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)平(ping)衡(heng)大(da)約需要40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)速率與吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑基質上(shang)活性(xing)(xing)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)位(wei)點(dian)的(de)(de)(de)含量有關。結果表(biao)明，不同(tong)的(de)(de)(de)介孔(kong)材料具有不同(tong)的(de)(de)(de)硫吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)力(li)，不僅取(qu)決于(yu)結構，還(huan)取(qu)決于(yu)表(biao)面官(guan)能(neng)(neng)(neng)團。活性(xing)(xing)炭性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比SBA-由于(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)力(li)大(da)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)力(li)高BET表(biao)面積(ji)(ji)(ji)和(he)較大(da)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)孔(kong)體(ti)積(ji)(ji)(ji)。另一(yi)方(fang)面，活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)率比SBA-由于(yu)介孔(kong)體(ti)積(ji)(ji)(ji)大(da)，16快。建議在一(yi)系列(lie)擴散步驟中(zhong)(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過程，然后進(jin)入微孔(kong)。當樣(yang)(yang)品中(zhong)(zhong)孔(kong)體(ti)積(ji)(ji)(ji)小(xiao)時(shi)(shi)，平(ping)衡(heng)需要更(geng)長的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)。根據(ju)這些(xie)結果，在本研究(jiu)中(zhong)(zhong)選擇活性(xing)(xing)炭作為吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)苯并噻命的(de)(de)(de)合適吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑。

　　不(bu)同初始濃度對活性炭(tan)吸(xi)硫能力(li)的影響(吸(xi)附劑(ji)量:20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)(zai)(zai)10ml溶液中(zhong)用0.02g活性炭實驗(yan)(圖3)顯示了(le)活性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)命的(de)(de)混(hun)合時(shi)間(jian)(jian)(jian)和(he)(he)初(chu)(chu)(chu)始(shi)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)影響。這(zhe)張照片顯示，隨著攪拌時(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)增加(jia)，活性炭對二(er)苯(ben)(ben)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)增加(jia)，初(chu)(chu)(chu)始(shi)濃(nong)(nong)度(du)較(jiao)低的(de)(de)溶液更早達(da)到平(ping)衡(heng)。在(zai)(zai)(zai)達(da)到飽(bao)和(he)(he)之(zhi)前，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)曲線略有(you)增加(jia)和(he)(he)連續。結果表明，在(zai)(zai)(zai)相(xiang)互作(zuo)用期附(fu)(fu)(fu)在(zai)(zai)(zai)相(xiang)互作(zuo)用期的(de)(de)初(chu)(chu)(chu)始(shi)階段很快，然后(hou)(hou)在(zai)(zai)(zai)平(ping)衡(heng)附(fu)(fu)(fu)近變慢(man)。這(zhe)種(zhong)現象是由于(yu)初(chu)(chu)(chu)始(shi)階段有(you)大(da)量未填充的(de)(de)表面(mian)(mian)位點可用于(yu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，一段時(shi)間(jian)(jian)(jian)后(hou)(hou)，由于(yu)溶質(zhi)分(fen)子之(zhi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)排斥(chi)，難以(yi)處理未填充的(de)(de)未填充表面(mian)(mian)位點。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)速率(lv)取決于(yu)各種(zhong)參(can)數，如(ru)攪拌速率(lv)、活性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)物理性質(zhi)、吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑量和(he)(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)性質(zhi)。活性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)吩量隨時(shi)間(jian)(jian)(jian)增加(jia)，有(you)時(shi)會增加(jia)，當二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)吩完全從溶液中(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)，它(ta)在(zai)(zai)(zai)外面(mian)(mian)不斷改進。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)些活化條(tiao)件下，活性炭的(de)(de)*大(da)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)量是在(zai)(zai)(zai)平(ping)衡(heng)時(shi)間(jian)(jian)(jian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)二(er)苯(ben)(ben)和(he)(he)噻(sai)命量。

　　在(zai)這項工作中(zhong)(zhong)，成功合成了(le)(le)(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑，并(bing)測試(shi)了(le)(le)(le)其吸(xi)附(fu)行為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)結(jie)(jie)果(guo)表明，硬模板(ban)活(huo)性(xing)炭(tan)是其模板(ban)SBA-16完美(mei)復(fu)制(zhi)品(pin)(pin)。許(xu)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)(kong)吸(xi)附(fu)劑從汽油燃料(liao)(liao)溶液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)附(fu)二苯的研(yan)究(jiu)(DBT)，可以得(de)出(chu)結(jie)(jie)論，不同的多(duo)(duo)孔(kong)(kong)(kong)材料(liao)(liao)不僅取決于(yu)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)(kong)材料(liao)(liao)的結(jie)(jie)構結(jie)(jie)構，還取決于(yu)表面官(guan)能團。在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)上發現(xian)DBT吸(xi)附(fu)量高于(yu)SBA-16。為了(le)(le)(le)更好地擬合兩種(zhong)吸(xi)附(fu)劑的平衡研(yan)究(jiu)，已經顯(xian)示了(le)(le)(le)實驗結(jie)(jie)果(guo)Langmuir等溫線。簡而言之(zhi)，結(jie)(jie)果(guo)表明，活(huo)性(xing)炭(tan)是一(yi)種(zhong)有效而有前途的吸(xi)附(fu)劑，用于(yu)從液(ye)體樣(yang)品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)分離二苯并(bing)噻命。