活性(xing)炭(tan)在工業廢(fei)氣凈化中的應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作(zuo)為(wei)吸附劑具(ju)有較強的去除痕跡(ji)物質的能力和良好的選(xuan)擇性(xing)，可以分離結構(gou)相似、物化(hua)性(xing)質相近的物質。

　　吸(xi)附分(fen)離工藝已廣泛應用于(yu)石油(you)、化工、冶金、食(shi)品和醫藥行業，在(zai)保護環境和控制污染方面發揮著越(yue)來越(yue)重要的作用。吸(xi)附分(fen)離日益成為一個完(wan)整和獨(du)立的單(dan)元操作。

　　活性(xing)炭(tan)(tan)是一種(zhong)孔(kong)隙結構高度發(fa)達(da)、內表面積(ji)大的人工(gong)炭(tan)(tan)材料，通常孔(kong)容積(ji)為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸(xi)附是活性(xing)炭(tan)(tan)*顯著的特征(zheng)之一，它能從氣相(xiang)或液相(xiang)中吸(xi)附各種(zhong)物質。

　　活性炭的特性

　　高(gao)度(du)發達的(de)(de)孔(kong)隙結構和(he)巨大的(de)(de)內表(biao)面積,表(biao)面上(shang)含(han)有(或可附加上(shang))多(duo)種官能(neng)團(以增加活(huo)性點),具有催(cui)化性能(neng)、性能(neng)穩(wen)定、可在不同溫度(du)、酸(suan)堿度(du)中使用可以再(zai)生，近乎“萬能(neng)”的(de)(de)活(huo)性炭(tan)得到日益廣泛的(de)(de)應(ying)用。

　　傳統應用-食品和醫(yi)藥(yao)脫色、除味、防毒面具。

　　大規模(mo)工業(ye)應用：有機合成工業(ye)作為催化劑(ji)和(he)載體，溶(rong)劑(ji)精制、回收和(he)分離，防止原(yuan)子能設施釋放的(de)放射性物(wu)質。

　　近年來，在(zai)環(huan)境保護方面(mian)：凈(jing)化(hua)供水、污水處理、凈(jing)化(hua)空(kong)氣，去除生產中排放的(de)有害(hai)氣體

　　綠色存儲電源(yuan)：超級(ji)電容器

　　目前(qian)，世界(jie)活性(xing)炭年消費(fei)量(liang)超過120萬(wan)噸，年增長率為(wei)~15%。西方(fang)一些發達國家(jia)性(xing)炭年需求量(liang)為(wei)300-400克。

　　吸附法工業有機廢氣凈化

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(環氧烷)型三嵌段共(gong)聚物(wu)將(jiang)(jiang)(jiang)這(zhe)些(xie)溶液溶解在(zai)40℃的(de)HCl在(zai)水溶液中攪(jiao)拌5小時(shi)(shi)。在(zai)35℃在(zai)溶液中加入原硅酸四乙酯，并(bing)在(zai)相同溫度(du)下(xia)繼(ji)續(xu)用磁力攪(jiao)拌15分鐘。在(zai)相同溫度(du)下(xia)，將(jiang)(jiang)(jiang)混合(he)物(wu)保持在(zai)烘箱內24小時(shi)(shi)。然后將(jiang)(jiang)(jiang)混合(he)物(wu)放入40℃水熱處理(li)24小時(shi)(shi)。白色沉(chen)淀物(wu)通過(guo)過(guo)濾回收干燥，不在(zai)35℃下(xia)洗滌(di)過(guo)夜。之后，通過(guo)560℃煅燒去除表面(mian)活(huo)性劑，將(jiang)(jiang)(jiang)溫度(du)升(sheng)高到560℃，加熱速度(du)為1℃/min。

　　活(huo)性炭和SBA-16吸附(fu)脫硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸附(fu)劑用量(liang)：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間(jian)：360 min)。

　　活(huo)性炭，SBA-16脫硫(liu)的(de)比較

　　在平(ping)衡條件下進行吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線研究，以(yi)測量(liang)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)容量(liang)。DBT吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑上的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線如圖2所示。這(zhe)些結(jie)(jie)果表(biao)明，活(huo)性炭樣品DBT吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)程度遠高(gao)于(yu)(yu)SBA-16。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)平(ping)衡大約需要40分鐘。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)速率(lv)與吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑基質(zhi)上活(huo)性吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)位(wei)點的(de)含量(liang)有(you)關。結(jie)(jie)果表(biao)明，不(bu)(bu)同的(de)介孔(kong)材(cai)料具有(you)不(bu)(bu)同的(de)硫吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)(li)，不(bu)(bu)僅(jin)取決于(yu)(yu)結(jie)(jie)構，還取決于(yu)(yu)表(biao)面(mian)官能(neng)團。活(huo)性炭性能(neng)比(bi)SBA-由于(yu)(yu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)(li)大，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)(li)高(gao)BET表(biao)面(mian)積和較大的(de)中孔(kong)體(ti)積。另一方面(mian)，活(huo)性炭的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)率(lv)比(bi)SBA-由于(yu)(yu)介孔(kong)體(ti)積大，16快。建議在一系列擴散(san)步驟中發生吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)過程，然后進入微孔(kong)。當(dang)樣品中孔(kong)體(ti)積小時(shi)，平(ping)衡需要更(geng)長(chang)的(de)時(shi)間。根據這(zhe)些結(jie)(jie)果，在本研究中選擇活(huo)性炭作為吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)二苯并噻(sai)命的(de)合適吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　不(bu)同初(chu)始(shi)濃度對(dui)活性炭(tan)吸(xi)硫(liu)能力的影響(吸(xi)附劑量:20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)10ml溶(rong)液(ye)中(zhong)用(yong)0.02g活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)實驗(圖3)顯示了活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)二(er)苯(ben)(ben)并噻命(ming)的(de)混合時間和(he)初始(shi)濃(nong)度的(de)影響。這(zhe)(zhe)張照片(pian)顯示，隨著攪拌(ban)時間的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)對二(er)苯(ben)(ben)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)增(zeng)(zeng)加(jia)，初始(shi)濃(nong)度較低(di)的(de)溶(rong)液(ye)更早達到(dao)平(ping)(ping)衡(heng)。在(zai)達到(dao)飽和(he)之(zhi)前，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)曲線略有增(zeng)(zeng)加(jia)和(he)連續(xu)。結(jie)果表(biao)明，在(zai)相互(hu)作用(yong)期附(fu)在(zai)相互(hu)作用(yong)期的(de)初始(shi)階段(duan)(duan)很(hen)快，然后在(zai)平(ping)(ping)衡(heng)附(fu)近變慢。這(zhe)(zhe)種(zhong)現象(xiang)是由于(yu)(yu)初始(shi)階段(duan)(duan)有大量未填(tian)充(chong)的(de)表(biao)面(mian)位點(dian)可(ke)用(yong)于(yu)(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)，一段(duan)(duan)時間后，由于(yu)(yu)溶(rong)質分子之(zhi)間的(de)排斥，難以處理(li)未填(tian)充(chong)的(de)未填(tian)充(chong)表(biao)面(mian)位點(dian)。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)速率取(qu)決(jue)于(yu)(yu)各種(zhong)參數，如攪拌(ban)速率、活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的(de)物(wu)理(li)性質、吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑量和(he)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)性質。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的(de)二(er)苯(ben)(ben)并噻吩量隨時間增(zeng)(zeng)加(jia)，有時會(hui)增(zeng)(zeng)加(jia)，當二(er)苯(ben)(ben)并噻吩完全從溶(rong)液(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)時，它在(zai)外面(mian)不斷改進。在(zai)這(zhe)(zhe)些(xie)活(huo)(huo)化條件下，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)*大吸(xi)(xi)(xi)附(fu)容量是在(zai)平(ping)(ping)衡(heng)時間吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的(de)二(er)苯(ben)(ben)和(he)噻命(ming)量。

　　在(zai)這項工作中(zhong)，成功合成了一(yi)種新型活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)，并測試(shi)了其(qi)吸(xi)附(fu)行為(wei)。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)結果表明(ming)，硬模板(ban)活性(xing)炭(tan)(tan)是(shi)其(qi)模板(ban)SBA-16完美復制品。許多孔(kong)吸(xi)附(fu)劑(ji)從汽油燃料(liao)溶液中(zhong)吸(xi)液中(zhong)吸(xi)附(fu)二(er)苯(ben)的研究(DBT)，可以得出結論，不同的多孔(kong)材料(liao)不僅取(qu)決(jue)于(yu)多孔(kong)材料(liao)的結構結構，還取(qu)決(jue)于(yu)表面官能團。在(zai)活性(xing)炭(tan)(tan)上(shang)發(fa)現DBT吸(xi)附(fu)量高于(yu)SBA-16。為(wei)了更好地擬合兩種吸(xi)附(fu)劑(ji)的平(ping)衡研究，已(yi)經顯(xian)示了實(shi)驗(yan)結果Langmuir等溫線。簡而言之，結果表明(ming)，活性(xing)炭(tan)(tan)是(shi)一(yi)種有效而有前途的吸(xi)附(fu)劑(ji)，用于(yu)從液體樣品中(zhong)分離二(er)苯(ben)并噻命。