活性炭礦物質的影響

　　礦(kuang)物質(zhi)通過直接和(he)物理(li)活化(hua)的(de)(de)褐(he)煤獲得了(le)一系列新的(de)(de)活性(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)劑，其特點(dian)是(shi)礦(kuang)物質(zhi)含量(liang)高(gao)。對多孔結構發育、酸堿表(biao)(biao)面(mian)團的(de)(de)影響以及液體和(he)氣體污染物制(zhi)備的(de)(de)活性(xing)炭的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)性(xing)能進行了(le)測試(shi)。并研究以二氧化(hua)氮和(he)硫(liu)化(hua)氫為(wei)代表(biao)(biao)的(de)(de)氣體污染物的(de)(de)物理(li)化(hua)學和(he)吸(xi)附(fu)(fu)性(xing)質(zhi)，以及以亞甲(jia)基(ji)藍和(he)碘為(wei)代表(biao)(biao)的(de)(de)液體雜質(zhi)。

　　獲得煤質活性炭

　　初(chu)始(shi)樣品(pin)由褐(he)煤制成(cheng)，其特(te)點(dian)是(shi)高(gao)灰含量18wt%。將前體(B)研磨(mo)篩分(fen)至2-4mm粒(li)度分(fen)為兩部分(fen)，并進行兩種(zhong)不同的處理(li)：使用二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(BA樣品(pin))直(zhi)接激活起始(shi)煤和(2)熱解原料，然后(hou)物理(li)激活二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(BPA樣品(pin))。

　　前體的(de)(de)直(zhi)接(jie)熱的(de)(de)石英管(guan)反(fan)應器(qi)中，前體的(de)(de)直(zhi)接(jie)活化(hua)溫(wen)度為850℃，二(er)氧化(hua)碳流(liu)250ml / min45分(fen)鐘的(de)(de)流(liu)速。氬氣(qi)流(liu)下170起始材料熱解(jie)ml / min流(liu)速。一(yi)部分(fen)前體(約(yue)155g)室溫(wen)加熱(10℃/ min)至(zhi)*終的(de)(de)700℃熱解(jie)溫(wen)度并(bing)保持30分(fen)鐘。之后，將流(liu)過反(fan)應器(qi)的(de)(de)氣(qi)體切(qie)換成(cheng)二(er)氧化(hua)碳，獲得(de)900個碳℃，二(er)氧化(hua)碳流(liu)250ml / min的(de)(de)流(liu)速下進行物(wu)理活化(hua)45分(fen)鐘。為了檢查活性炭中礦物(wu)質對(dui)物(wu)理化(hua)學和吸附性質的(de)(de)影響，一(yi)些活性炭使用熱濃鹽酸(D)軟化(hua)3小(xiao)時。脫礦階段結束后，用熱蒸(zheng)餾(liu)水清洗樣品，直(zhi)至(zhi)不含氯離子，并(bing)在110℃干燥24小(xiao)時。

　　活性炭的結構(gou)參數

　　更多(duo)活性炭成分(fen)數據分(fen)析表1顯(xian)示(shi)，棕煤的直接和(he)(he)兩階段活化不能有(you)效地發展表面積(ji)和(he)(he)多(duo)孔(kong)(kong)(kong)結構。407和(he)(he)436m 2 / g總(zong)(zong)孔(kong)(kong)(kong)體(ti)積(ji)為(wei)0.34和(he)(he)0.39cm 3之間(jian)變化/G。制備材料(liao)結構參數差的主要原因(yin)可能是含量很高(gao)的無機物質，可以沉(chen)積(ji)在(zai)孔(kong)(kong)(kong)中(zhong)，防止被吸(xi)附(fu)分(fen)子進入小孔(kong)(kong)(kong)。兩種活性炭的多(duo)孔(kong)(kong)(kong)結構包括介(jie)(jie)孔(kong)(kong)(kong)比(bi)例高(gao)、總(zong)(zong)孔(kong)(kong)(kong)體(ti)積(ji)低、平均孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)相對(dui)較(jiao)高(gao)、氮吸(xi)附(fu)等溫(wen)線(xian)和(he)(he)孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)分(fen)布， 分(fen)別。根據IUPAC分(fen)類，獲得(de)BA和(he)(he)BPA樣品等溫(wen)線(xian)接近I型(xing)，具有(you)微孔(kong)(kong)(kong)和(he)(he)介(jie)(jie)孔(kong)(kong)(kong)材料(liao)接近微孔(kong)(kong)(kong)范圍的特(te)點。然而，廣泛的滯(zhi)后(hou)環(H4型(xing))證明(ming)孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)較(jiao)大。從孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)分(fen)布曲(qu)線(xian)的過程來看(kan)，直徑(jing)(jing)范圍主要從2到15不等nm的介(jie)(jie)孔(kong)(kong)(kong)。

　　活性(xing)炭(tan)對(dui)二氧(yang)化(hua)氮(dan)和硫化(hua)氫的(de)(de)吸(xi)附能(neng)力有(you)利于(yu)吸(xi)附酸性(xing)天(tian)然氣污染(ran)物的(de)(de)主(zhu)要前(qian)提是活性(xing)炭(tan)結構中礦物質含量高，堿性(xing)表面官能(neng)團數量多。根據之前(qian)的(de)(de)文獻報道，這種污染(ran)被去除(chu)了。為(wei)了驗證(zheng)這一假設，所(suo)有(you)制備的(de)(de)材料都經(jing)過了四種變(bian)體的(de)(de)吸(xi)附試驗。

　　上述結果(guo)證(zheng)實，礦物質(zhi)(zhi)含量高的(de)(de)(de)褐(he)煤可成功用作廉(lian)價活性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)前體，對(dui)酸性(xing)(xing)(xing)特性(xing)(xing)(xing)（特別(bie)是二氧化氮）氣(qi)體污染(ran)物和(he)亞甲(jia)基藍色(se)和(he)無(wu)機(ji)化合物的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力非常好(hao)。如結果(guo)所(suo)示(shi)，NO 2和(he)H 從氣(qi)體通量中(zhong)去(qu)除(chu)(chu)2的(de)(de)(de)有效(xiao)性(xing)(xing)(xing)S首先(xian)取(qu)決于吸(xi)附(fu)條件。已經證(zheng)明，吸(xi)附(fu)劑床的(de)(de)(de)初步(bu)濕潤和(he)蒸汽的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)顯(xian)著增加了去(qu)除(chu)(chu)污染(ran)物的(de)(de)(de)數量。此外，通過鹽酸去(qu)除(chu)(chu)制(zhi)備的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)炭，顯(xian)著降低了有毒氣(qi)體的(de)(de)(de)能(neng)力，提高了從液(ye)相中(zhong)去(qu)除(chu)(chu)雜(za)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)效(xiao)率。