活(huo)性炭在工(gong)業廢氣凈(jing)化中的(de)應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸附劑(ji)具有較強的(de)去除痕(hen)跡(ji)物質的(de)能力和良(liang)好的(de)選擇(ze)性，可以分(fen)離(li)結構相似、物化性質相近的(de)物質。

　　吸(xi)附分離(li)工(gong)藝已廣泛應用于(yu)石油、化工(gong)、冶金、食品(pin)和醫藥行業，在保護環境(jing)和控制污染方面發揮著(zhu)越(yue)來越(yue)重(zhong)要的作用。吸(xi)附分離(li)日(ri)益成(cheng)為一個(ge)完(wan)整和獨(du)立的單(dan)元操(cao)作。

　　活性炭是(shi)一種(zhong)(zhong)孔隙結(jie)構高度發達、內表面積大的(de)(de)人工炭材料，通(tong)常(chang)孔容積為(wei)0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是(shi)活性炭*顯著的(de)(de)特征之一，它能從氣(qi)相(xiang)或液相(xiang)中(zhong)吸附各種(zhong)(zhong)物質(zhi)。

　　活性炭的特性

　　高度發達的(de)孔隙結(jie)構和巨大的(de)內表(biao)面(mian)積,表(biao)面(mian)上含有(you)(或可(ke)(ke)附(fu)加上)多種(zhong)官能(neng)團(以增(zeng)加活性點),具有(you)催化性能(neng)、性能(neng)穩定、可(ke)(ke)在不同(tong)溫度、酸堿度中使用可(ke)(ke)以再生，近乎(hu)“萬(wan)能(neng)”的(de)活性炭得到日(ri)益廣泛的(de)應用。

　　傳統應用-食品和醫藥(yao)脫色、除味、防(fang)毒面具。

　　大規模工業(ye)應用：有機合成工業(ye)作(zuo)為催(cui)化(hua)劑和(he)載體，溶(rong)劑精制(zhi)、回(hui)收(shou)和(he)分離(li)，防止原(yuan)子能設施釋放的放射性物質(zhi)。

　　近年來，在環境保(bao)護方面：凈化(hua)供水、污水處理(li)、凈化(hua)空(kong)氣，去除(chu)生產中排放的有害氣體

　　綠色存儲電源：超(chao)級電容器(qi)

　　目前(qian)，世界活性炭年(nian)消費量(liang)超過120萬噸(dun)，年(nian)增長率為(wei)(wei)~15%。西(xi)方一些發達(da)國家性炭年(nian)需求量(liang)為(wei)(wei)300-400克。

　　吸附法工業有機(ji)廢氣(qi)凈化(hua)

　　SBA-16的合成

　　兩種(zhong)聚(環氧烷(wan))型三嵌段共聚物將(jiang)這些溶液(ye)溶解(jie)在(zai)40℃的(de)HCl在(zai)水(shui)溶液(ye)中攪拌5小(xiao)時(shi)。在(zai)35℃在(zai)溶液(ye)中加入(ru)(ru)原硅酸四乙酯，并在(zai)相同溫度下(xia)繼續(xu)用磁(ci)力(li)攪拌15分鐘。在(zai)相同溫度下(xia)，將(jiang)混合(he)物保持在(zai)烘箱內(nei)24小(xiao)時(shi)。然后將(jiang)混合(he)物放入(ru)(ru)40℃水(shui)熱(re)處(chu)理24小(xiao)時(shi)。白色(se)沉淀物通(tong)過(guo)過(guo)濾回(hui)收干燥，不在(zai)35℃下(xia)洗滌過(guo)夜。之后，通(tong)過(guo)560℃煅燒去除表(biao)面活性劑(ji)，將(jiang)溫度升高(gao)到560℃，加熱(re)速(su)度為1℃/min。

　　活(huo)性炭(tan)和SBA-16吸附脫(tuo)硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪(jiao)拌時(shi)間：360 min)。

　　活性炭，SBA-16脫硫的(de)比較

　　在平衡條件下(xia)進行吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線研究，以測量吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)容量。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑上的吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線如圖2所示。這(zhe)些結果(guo)表明，活性炭(tan)樣品DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)程度遠高于(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)平衡大約需要(yao)40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)速(su)率與吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑基質上活性吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)位(wei)點的含(han)量有關(guan)。結果(guo)表明，不同的介孔材料具有不同的硫吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)，不僅取決(jue)于(yu)結構(gou)，還(huan)取決(jue)于(yu)表面官能(neng)團。活性炭(tan)性能(neng)比SBA-由于(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)大，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)高BET表面積(ji)(ji)和較大的中(zhong)孔體積(ji)(ji)。另一(yi)方面，活性炭(tan)的吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)率比SBA-由于(yu)介孔體積(ji)(ji)大，16快。建議在一(yi)系(xi)列擴散(san)步驟中(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)過程，然后進入微孔。當樣品中(zhong)孔體積(ji)(ji)小時，平衡需要(yao)更長的時間。根(gen)據這(zhe)些結果(guo)，在本研究中(zhong)選擇活性炭(tan)作為吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯(ben)并噻命(ming)的合適吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同初(chu)始濃度對活性炭吸硫(liu)能力的影響(吸附劑(ji)量:20 mg / L，溫度：25°C，攪(jiao)拌(ban)時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)(zai)10ml溶(rong)液中用(yong)0.02g活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)實驗(圖3)顯示了活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯并噻(sai)命的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合時(shi)間(jian)和(he)初始濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。這(zhe)張照片顯示，隨著(zhu)攪拌時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對(dui)二(er)苯的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)增加(jia)，初始濃度(du)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)液更早達到平衡。在(zai)(zai)達到飽和(he)之前，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)曲(qu)線略有增加(jia)和(he)連續。結果表(biao)明，在(zai)(zai)相互作(zuo)用(yong)期(qi)附(fu)(fu)(fu)(fu)在(zai)(zai)相互作(zuo)用(yong)期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)初始階段很快，然(ran)后在(zai)(zai)平衡附(fu)(fu)(fu)(fu)近變慢(man)。這(zhe)種現象(xiang)是(shi)(shi)由(you)于初始階段有大量(liang)(liang)(liang)未(wei)(wei)填充(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)位點可用(yong)于吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，一段時(shi)間(jian)后，由(you)于溶(rong)質(zhi)分(fen)子(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)排斥，難(nan)以處理(li)未(wei)(wei)填充(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)未(wei)(wei)填充(chong)表(biao)面(mian)位點。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)速率(lv)取決于各種參數，如攪拌速率(lv)、活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)性(xing)(xing)質(zhi)、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)量(liang)(liang)(liang)和(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性(xing)(xing)質(zhi)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)苯并噻(sai)吩量(liang)(liang)(liang)隨時(shi)間(jian)增加(jia)，有時(shi)會增加(jia)，當二(er)苯并噻(sai)吩完(wan)全從溶(rong)液中吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時(shi)，它在(zai)(zai)外面(mian)不斷改進。在(zai)(zai)這(zhe)些活(huo)(huo)化條件(jian)下，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)*大吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)容量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)在(zai)(zai)平衡時(shi)間(jian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)苯和(he)噻(sai)命量(liang)(liang)(liang)。

　　在這項工作中(zhong)(zhong)，成功合成了一(yi)種新型活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑，并測試了其(qi)吸(xi)附(fu)行(xing)為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)結(jie)(jie)果表(biao)明，硬模板活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)是(shi)其(qi)模板SBA-16完美復制品(pin)。許多孔吸(xi)附(fu)劑從汽(qi)油燃料(liao)(liao)溶液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)附(fu)二(er)苯的研(yan)究(jiu)(DBT)，可以得出(chu)結(jie)(jie)論，不同的多孔材料(liao)(liao)不僅取決(jue)于(yu)(yu)多孔材料(liao)(liao)的結(jie)(jie)構(gou)結(jie)(jie)構(gou)，還取決(jue)于(yu)(yu)表(biao)面官能團。在活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)上(shang)發現DBT吸(xi)附(fu)量高于(yu)(yu)SBA-16。為了更好地(di)擬合兩種吸(xi)附(fu)劑的平衡研(yan)究(jiu)，已經(jing)顯示(shi)了實驗(yan)結(jie)(jie)果Langmuir等溫線。簡(jian)而言之，結(jie)(jie)果表(biao)明，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)是(shi)一(yi)種有效而有前(qian)途的吸(xi)附(fu)劑，用(yong)于(yu)(yu)從液(ye)體樣品(pin)中(zhong)(zhong)分離(li)二(er)苯并噻命。