活(huo)性炭(tan)在工業(ye)廢氣凈化中的應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸附劑具有(you)較強(qiang)的去除痕(hen)跡物(wu)質(zhi)的能力和(he)良好(hao)的選擇性，可(ke)以分(fen)離(li)結構相似(si)、物(wu)化(hua)性質(zhi)相近的物(wu)質(zhi)。

　　吸(xi)附分(fen)離(li)工(gong)藝已廣(guang)泛應用于石(shi)油、化工(gong)、冶金、食品(pin)和(he)醫(yi)藥行業，在(zai)保護環境和(he)控(kong)制(zhi)污染方面發揮著越來(lai)越重要的作用。吸(xi)附分(fen)離(li)日益成為一個(ge)完整和(he)獨立的單元操作。

　　活性炭(tan)是(shi)(shi)一種(zhong)孔(kong)隙結構高度發達、內表面積(ji)大的(de)人工炭(tan)材(cai)料，通常孔(kong)容積(ji)為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是(shi)(shi)活性炭(tan)*顯著的(de)特征之一，它能從氣(qi)相(xiang)或液(ye)相(xiang)中吸附各種(zhong)物(wu)質。

　　活性炭的特性

　　高度(du)發(fa)達(da)的(de)孔隙結(jie)構和巨大(da)的(de)內表面積,表面上(shang)含(han)有(或可(ke)附加上(shang))多種官能(neng)團(以增加活性(xing)點),具有催化(hua)性(xing)能(neng)、性(xing)能(neng)穩定、可(ke)在不同溫度(du)、酸(suan)堿度(du)中(zhong)使用(yong)(yong)可(ke)以再生，近乎“萬能(neng)”的(de)活性(xing)炭得到日益廣(guang)泛的(de)應(ying)用(yong)(yong)。

　　傳統應用-食品(pin)和(he)醫(yi)藥脫(tuo)色、除味、防毒(du)面具。

　　大規模(mo)工(gong)業(ye)應用：有機合成工(gong)業(ye)作(zuo)為催化劑和載體(ti)，溶劑精制、回收和分離，防止原子能設施釋放的(de)放射性物(wu)質。

　　近年來，在環境保護方(fang)面：凈(jing)化(hua)(hua)供水、污水處(chu)理(li)、凈(jing)化(hua)(hua)空氣(qi)(qi)，去除生產中排(pai)放的(de)有害氣(qi)(qi)體

　　綠(lv)色存儲電(dian)源：超級電(dian)容器

　　目(mu)前，世界活性炭年(nian)消費量(liang)超過120萬(wan)噸，年(nian)增長率為(wei)~15%。西(xi)方(fang)一些發達國(guo)家性炭年(nian)需求量(liang)為(wei)300-400克(ke)。

　　吸(xi)附法工業有機(ji)廢氣(qi)凈化(hua)

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(環氧烷)型三嵌段共聚物(wu)(wu)將這些溶液(ye)溶解(jie)在(zai)(zai)40℃的HCl在(zai)(zai)水溶液(ye)中攪拌(ban)5小時(shi)(shi)。在(zai)(zai)35℃在(zai)(zai)溶液(ye)中加(jia)入(ru)原(yuan)硅酸四乙酯，并(bing)在(zai)(zai)相同溫(wen)度(du)(du)下繼續用磁力攪拌(ban)15分鐘。在(zai)(zai)相同溫(wen)度(du)(du)下，將混合物(wu)(wu)保(bao)持在(zai)(zai)烘箱內24小時(shi)(shi)。然后(hou)將混合物(wu)(wu)放入(ru)40℃水熱(re)處理24小時(shi)(shi)。白色沉淀物(wu)(wu)通(tong)過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾回(hui)收(shou)干(gan)燥(zao)，不在(zai)(zai)35℃下洗(xi)滌過(guo)(guo)夜。之后(hou)，通(tong)過(guo)(guo)560℃煅燒去(qu)除表面(mian)活性劑(ji)，將溫(wen)度(du)(du)升高到560℃，加(jia)熱(re)速度(du)(du)為1℃/min。

　　活性炭和SBA-16吸附脫硫(liu)的比較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活(huo)性炭，SBA-16脫(tuo)硫的比(bi)較

　　在(zai)平衡條(tiao)件下進行吸(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫(wen)線(xian)研究，以測(ce)量吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容量。DBT吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑上的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫(wen)線(xian)如圖(tu)2所示。這(zhe)些結果(guo)(guo)表(biao)明，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)樣品DBT吸(xi)附(fu)(fu)(fu)程(cheng)度遠高(gao)于SBA-16。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)平衡大約需(xu)要40分鐘。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率(lv)與吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑基質上活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)位(wei)點的(de)含量有關。結果(guo)(guo)表(biao)明，不同的(de)介(jie)孔(kong)(kong)材料具有不同的(de)硫吸(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力，不僅取(qu)決于結構，還取(qu)決于表(biao)面(mian)官能(neng)團。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)性(xing)(xing)能(neng)比SBA-由于吸(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力大，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力高(gao)BET表(biao)面(mian)積(ji)和較大的(de)中孔(kong)(kong)體積(ji)。另一(yi)方面(mian)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)率(lv)比SBA-由于介(jie)孔(kong)(kong)體積(ji)大，16快。建(jian)議在(zai)一(yi)系列擴散步(bu)驟中發(fa)生吸(xi)附(fu)(fu)(fu)過程(cheng)，然后進入微孔(kong)(kong)。當(dang)樣品中孔(kong)(kong)體積(ji)小時，平衡需(xu)要更長的(de)時間。根據(ju)這(zhe)些結果(guo)(guo)，在(zai)本研究中選擇活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)作為(wei)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)苯并噻(sai)命的(de)合適(shi)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同初(chu)始濃度(du)對活(huo)性炭吸硫能(neng)力的影(ying)響(吸附(fu)劑量(liang):20 mg / L，溫度(du)：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在10ml溶(rong)液(ye)中用(yong)0.02g活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)實(shi)驗(圖3)顯(xian)示(shi)了活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)二苯并噻命的(de)混合時(shi)間(jian)和(he)初(chu)(chu)始濃度的(de)影(ying)響(xiang)。這張照片顯(xian)示(shi)，隨著攪拌(ban)時(shi)間(jian)的(de)增(zeng)(zeng)加，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)對二苯的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)增(zeng)(zeng)加，初(chu)(chu)始濃度較(jiao)低的(de)溶(rong)液(ye)更早(zao)達(da)到平衡。在達(da)到飽(bao)和(he)之前，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)曲線略有增(zeng)(zeng)加和(he)連續。結果表(biao)(biao)明，在相互(hu)作用(yong)期附(fu)(fu)在相互(hu)作用(yong)期的(de)初(chu)(chu)始階段很快，然后在平衡附(fu)(fu)近變慢。這種(zhong)現象(xiang)是由(you)于(yu)(yu)初(chu)(chu)始階段有大(da)量(liang)未(wei)填充(chong)的(de)表(biao)(biao)面(mian)位點(dian)可用(yong)于(yu)(yu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，一段時(shi)間(jian)后，由(you)于(yu)(yu)溶(rong)質(zhi)分子之間(jian)的(de)排斥，難以處理(li)未(wei)填充(chong)的(de)未(wei)填充(chong)表(biao)(biao)面(mian)位點(dian)。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)速(su)率取決(jue)于(yu)(yu)各種(zhong)參數，如攪拌(ban)速(su)率、活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)物理(li)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)、吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑量(liang)和(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)二苯并噻吩(fen)量(liang)隨時(shi)間(jian)增(zeng)(zeng)加，有時(shi)會增(zeng)(zeng)加，當二苯并噻吩(fen)完全從溶(rong)液(ye)中吸(xi)(xi)附(fu)(fu)時(shi)，它在外面(mian)不斷改(gai)進。在這些活化(hua)條件下，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)*大(da)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容量(liang)是在平衡時(shi)間(jian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)二苯和(he)噻命量(liang)。

　　在這(zhe)項(xiang)工作中，成功合成了(le)(le)一(yi)種(zhong)(zhong)新型活(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)，并(bing)測試了(le)(le)其吸(xi)附(fu)(fu)行(xing)為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)(fu)結(jie)果表明，硬模板活(huo)性(xing)(xing)炭是(shi)其模板SBA-16完(wan)美復制品(pin)。許多(duo)孔吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)從汽油燃料溶液(ye)中吸(xi)液(ye)中吸(xi)附(fu)(fu)二苯的研究(DBT)，可以得出結(jie)論，不同的多(duo)孔材料不僅取(qu)決于多(duo)孔材料的結(jie)構結(jie)構，還取(qu)決于表面(mian)官能團。在活(huo)性(xing)(xing)炭上(shang)發現DBT吸(xi)附(fu)(fu)量高于SBA-16。為了(le)(le)更好地(di)擬合兩種(zhong)(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)的平(ping)衡研究，已(yi)經(jing)顯示了(le)(le)實(shi)驗(yan)結(jie)果Langmuir等(deng)溫線。簡而(er)(er)言之，結(jie)果表明，活(huo)性(xing)(xing)炭是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)有效而(er)(er)有前途的吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)，用(yong)于從液(ye)體(ti)樣品(pin)中分離二苯并(bing)噻命。