活性炭在工業(ye)廢氣凈化中(zhong)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較強(qiang)的(de)去除痕跡物(wu)質(zhi)的(de)能力和良好的(de)選擇性，可以分離結構相似、物(wu)化性質(zhi)相近的(de)物(wu)質(zhi)。

　　吸(xi)附(fu)分(fen)(fen)離工藝已廣泛應(ying)用(yong)于石油、化(hua)工、冶金(jin)、食(shi)品和(he)醫(yi)藥行業，在保護環境和(he)控制(zhi)污染方面發(fa)揮著越來越重(zhong)要的作(zuo)用(yong)。吸(xi)附(fu)分(fen)(fen)離日益成為一個(ge)完(wan)整和(he)獨立的單(dan)元操作(zuo)。

　　活(huo)性炭是一種孔(kong)隙結(jie)構高度(du)發達、內表面積(ji)大的人工炭材料，通常孔(kong)容積(ji)為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸(xi)附是活(huo)性炭*顯著的特征(zheng)之(zhi)一，它(ta)能(neng)從氣相(xiang)或液相(xiang)中吸(xi)附各種物質。

　　活性炭的特性

　　高(gao)度發達的(de)(de)孔(kong)隙結構(gou)和巨大的(de)(de)內表面積,表面上(shang)(shang)含(han)有(或可(ke)(ke)附加上(shang)(shang))多種(zhong)官能團(以(yi)增加活性(xing)點),具有催化性(xing)能、性(xing)能穩定、可(ke)(ke)在不同溫(wen)度、酸堿(jian)度中使用可(ke)(ke)以(yi)再生(sheng)，近(jin)乎“萬能”的(de)(de)活性(xing)炭得到日益(yi)廣泛的(de)(de)應用。

　　傳統應用-食(shi)品和醫(yi)藥脫色(se)、除味、防毒(du)面具。

　　大規模(mo)工(gong)業應用(yong)：有機(ji)合成工(gong)業作為催(cui)化劑(ji)和載體，溶劑(ji)精(jing)制(zhi)、回(hui)收和分離，防止原(yuan)子(zi)能設(she)施(shi)釋放的放射(she)性物質。

　　近年來，在(zai)環境保護方(fang)面：凈(jing)化(hua)供水、污水處理、凈(jing)化(hua)空(kong)氣，去除生產(chan)中排放的有害氣體

　　綠(lv)色(se)存儲電源：超級電容器

　　目(mu)前，世界(jie)活性(xing)炭(tan)年(nian)(nian)消(xiao)費量超過120萬噸，年(nian)(nian)增長率為(wei)~15%。西方一(yi)些發達國家(jia)性(xing)炭(tan)年(nian)(nian)需(xu)求量為(wei)300-400克。

　　吸(xi)附法工業有機廢(fei)氣凈化

　　SBA-16的(de)合(he)成

　　兩(liang)種聚(ju)(環氧烷(wan))型三嵌段共聚(ju)物(wu)將(jiang)(jiang)這些溶液溶解(jie)在(zai)(zai)(zai)40℃的(de)HCl在(zai)(zai)(zai)水(shui)溶液中(zhong)攪拌(ban)5小(xiao)(xiao)時。在(zai)(zai)(zai)35℃在(zai)(zai)(zai)溶液中(zhong)加入(ru)原硅酸四乙(yi)酯，并在(zai)(zai)(zai)相(xiang)同(tong)溫(wen)度(du)下繼續用磁力(li)攪拌(ban)15分鐘。在(zai)(zai)(zai)相(xiang)同(tong)溫(wen)度(du)下，將(jiang)(jiang)混(hun)合(he)物(wu)保持在(zai)(zai)(zai)烘(hong)箱內24小(xiao)(xiao)時。然(ran)后將(jiang)(jiang)混(hun)合(he)物(wu)放入(ru)40℃水(shui)熱處理(li)24小(xiao)(xiao)時。白色沉淀物(wu)通過過濾(lv)回(hui)收干燥，不在(zai)(zai)(zai)35℃下洗滌過夜。之(zhi)后，通過560℃煅燒去除表面活性劑，將(jiang)(jiang)溫(wen)度(du)升(sheng)高到(dao)560℃，加熱速度(du)為1℃/min。

　　活性(xing)炭和SBA-16吸附脫硫的比(bi)較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌(ban)時間：360 min)。

　　活(huo)性炭，SBA-16脫硫的比較

　　在平(ping)衡條件下進行吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線(xian)(xian)研究，以測(ce)量吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)容量。DBT吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑上(shang)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線(xian)(xian)如圖2所示。這(zhe)些結(jie)(jie)(jie)果表(biao)明，活(huo)(huo)性炭樣品(pin)DBT吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)程(cheng)度遠高于SBA-16。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)平(ping)衡大約需(xu)要40分鐘(zhong)。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)速率(lv)(lv)與吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑基質上(shang)活(huo)(huo)性吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)位點的(de)(de)含量有關(guan)。結(jie)(jie)(jie)果表(biao)明，不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)介孔(kong)材料具有不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)硫吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力(li)(li)，不(bu)僅(jin)取決(jue)于結(jie)(jie)(jie)構，還取決(jue)于表(biao)面官(guan)能團。活(huo)(huo)性炭性能比SBA-由(you)于吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力(li)(li)大，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力(li)(li)高BET表(biao)面積和(he)較大的(de)(de)中(zhong)孔(kong)體(ti)積。另一方面，活(huo)(huo)性炭的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)率(lv)(lv)比SBA-由(you)于介孔(kong)體(ti)積大，16快。建議在一系(xi)列(lie)擴散步驟中(zhong)發(fa)生吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)過程(cheng)，然后進入微(wei)孔(kong)。當樣品(pin)中(zhong)孔(kong)體(ti)積小時(shi)，平(ping)衡需(xu)要更長(chang)的(de)(de)時(shi)間。根(gen)據這(zhe)些結(jie)(jie)(jie)果，在本研究中(zhong)選擇活(huo)(huo)性炭作(zuo)為吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯并(bing)噻命的(de)(de)合(he)適吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同初始濃度對活(huo)性炭吸硫能力的影響(xiang)(吸附劑(ji)量:20 mg / L，溫(wen)度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)10ml溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)用0.02g活性(xing)炭實驗(圖3)顯示(shi)了活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)苯并(bing)噻命(ming)的(de)(de)混合時(shi)(shi)間和初始(shi)濃度的(de)(de)影響(xiang)。這張照片顯示(shi)，隨著攪(jiao)拌時(shi)(shi)間的(de)(de)增(zeng)加(jia)，活性(xing)炭對二(er)苯的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)增(zeng)加(jia)，初始(shi)濃度較低的(de)(de)溶(rong)(rong)液(ye)更早(zao)達到(dao)(dao)平(ping)衡(heng)。在(zai)達到(dao)(dao)飽(bao)和之前(qian)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)曲(qu)線略有增(zeng)加(jia)和連續。結果表明，在(zai)相互(hu)作(zuo)(zuo)用期附(fu)(fu)(fu)在(zai)相互(hu)作(zuo)(zuo)用期的(de)(de)初始(shi)階段很快，然后在(zai)平(ping)衡(heng)附(fu)(fu)(fu)近變慢。這種(zhong)現象是由于初始(shi)階段有大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)未填(tian)充(chong)(chong)的(de)(de)表面位(wei)點可(ke)用于吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，一(yi)段時(shi)(shi)間后，由于溶(rong)(rong)質(zhi)(zhi)(zhi)分子之間的(de)(de)排斥，難以處理未填(tian)充(chong)(chong)的(de)(de)未填(tian)充(chong)(chong)表面位(wei)點。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率(lv)取(qu)決(jue)于各種(zhong)參數(shu)，如攪(jiao)拌速(su)率(lv)、活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)物(wu)理性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)、吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)和吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)。活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)二(er)苯并(bing)噻吩量(liang)(liang)(liang)(liang)隨時(shi)(shi)間增(zeng)加(jia)，有時(shi)(shi)會增(zeng)加(jia)，當二(er)苯并(bing)噻吩完全從溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)(shi)，它在(zai)外面不斷(duan)改進。在(zai)這些活化條件下，活性(xing)炭的(de)(de)*大(da)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)是在(zai)平(ping)衡(heng)時(shi)(shi)間吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)二(er)苯和噻命(ming)量(liang)(liang)(liang)(liang)。

　　在這項工作中(zhong)，成(cheng)功合成(cheng)了(le)(le)(le)一種(zhong)新型(xing)活(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)，并測試了(le)(le)(le)其吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)行為(wei)。XRD和N 2.吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)結(jie)果(guo)表(biao)明，硬模板(ban)活(huo)性炭(tan)(tan)是其模板(ban)SBA-16完美(mei)復制品(pin)。許多(duo)孔吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)從汽油燃料溶液中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)液中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二苯的研(yan)究(DBT)，可以得出結(jie)論，不同的多(duo)孔材料不僅取決(jue)于多(duo)孔材料的結(jie)構結(jie)構，還取決(jue)于表(biao)面官能團。在活(huo)性炭(tan)(tan)上發現DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)量(liang)高于SBA-16。為(wei)了(le)(le)(le)更好(hao)地(di)擬合兩種(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)的平(ping)衡研(yan)究，已(yi)經顯示了(le)(le)(le)實驗(yan)結(jie)果(guo)Langmuir等溫(wen)線。簡而(er)言之，結(jie)果(guo)表(biao)明，活(huo)性炭(tan)(tan)是一種(zhong)有效而(er)有前(qian)途的吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)，用于從液體樣品(pin)中(zhong)分(fen)離(li)二苯并噻命。