活性炭在(zai)工業廢(fei)氣凈(jing)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的去除痕(hen)跡物(wu)質(zhi)的能力和(he)良好(hao)的選(xuan)擇性，可以分離結構相(xiang)似、物(wu)化性質(zhi)相(xiang)近(jin)的物(wu)質(zhi)。

　　吸附分(fen)離工藝已廣泛應用于(yu)石油、化工、冶金、食品和醫藥行業(ye)，在(zai)保護環(huan)境和控制污染方面發揮著越來越重要的作用。吸附分(fen)離日益(yi)成為一個完(wan)整和獨立的單元(yuan)操作。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)是(shi)一種孔(kong)隙結(jie)構高度發達(da)、內表(biao)面積大的(de)人工炭(tan)材料(liao)，通常孔(kong)容積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸(xi)附是(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)*顯著的(de)特征(zheng)之一，它能從氣相或液相中吸(xi)附各種物質。

　　活性炭的特性

　　高度發達的(de)孔隙結構和巨大的(de)內(nei)表(biao)面積(ji),表(biao)面上含有(you)(或(huo)可附(fu)加(jia)上)多種官能團(以增加(jia)活性點),具有(you)催化性能、性能穩定、可在(zai)不同溫度、酸堿度中使用可以再(zai)生，近(jin)乎“萬能”的(de)活性炭得到日益廣泛的(de)應(ying)用。

　　傳統應用-食品和醫藥脫(tuo)色、除味、防毒面具。

　　大規(gui)模工(gong)業應用：有機(ji)合(he)成工(gong)業作為催(cui)化劑和載體，溶劑精制(zhi)、回收和分離，防止原子能設(she)施釋(shi)放(fang)的放(fang)射性物質。

　　近(jin)年來(lai)，在環(huan)境保(bao)護方面：凈化供水、污水處(chu)理、凈化空氣(qi)，去除生產中排放的有害氣(qi)體(ti)

　　綠色(se)存儲(chu)電源：超(chao)級電容器

　　目前，世界活性炭(tan)年消費(fei)量超過120萬噸(dun)，年增長率為(wei)(wei)~15%。西方一些(xie)發達國(guo)家性炭(tan)年需求(qiu)量為(wei)(wei)300-400克(ke)。

　　吸附法工業(ye)有(you)機(ji)廢氣(qi)凈化(hua)

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(環氧烷)型三(san)嵌段(duan)共聚物(wu)將(jiang)這(zhe)些溶液溶解在(zai)40℃的HCl在(zai)水溶液中攪拌5小(xiao)時(shi)。在(zai)35℃在(zai)溶液中加入原硅酸四(si)乙酯，并在(zai)相同(tong)溫度(du)下繼續用磁(ci)力攪拌15分鐘。在(zai)相同(tong)溫度(du)下，將(jiang)混(hun)(hun)合(he)物(wu)保持在(zai)烘箱內24小(xiao)時(shi)。然后(hou)將(jiang)混(hun)(hun)合(he)物(wu)放入40℃水熱處理24小(xiao)時(shi)。白色(se)沉(chen)淀物(wu)通過過濾回收干燥，不在(zai)35℃下洗滌過夜(ye)。之后(hou)，通過560℃煅燒去除表面(mian)活性劑，將(jiang)溫度(du)升高到560℃，加熱速度(du)為1℃/min。

　　活性炭和SBA-16吸(xi)附(fu)(fu)脫硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸(xi)附(fu)(fu)劑用量(liang)：20 mg / L，溫(wen)度：25°C，攪(jiao)拌時間：360 min)。

　　活(huo)性炭，SBA-16脫硫的(de)比較

　　在平衡(heng)條件下(xia)進行吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫線(xian)研究(jiu)，以測(ce)量(liang)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量(liang)。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑上(shang)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫線(xian)如(ru)圖(tu)2所(suo)示。這些結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)炭樣品(pin)DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)程度遠高(gao)于(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)平衡(heng)大約需要40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)速率與吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑基(ji)質上(shang)活(huo)(huo)性(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)位點的(de)(de)(de)含量(liang)有關。結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，不同的(de)(de)(de)介孔(kong)(kong)材料具有不同的(de)(de)(de)硫吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)力(li)，不僅取決于(yu)結(jie)(jie)構，還取決于(yu)表(biao)面官能(neng)團。活(huo)(huo)性(xing)炭性(xing)能(neng)比SBA-由于(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)力(li)大，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)力(li)高(gao)BET表(biao)面積和較大的(de)(de)(de)中孔(kong)(kong)體(ti)(ti)積。另一(yi)方面，活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)率比SBA-由于(yu)介孔(kong)(kong)體(ti)(ti)積大，16快(kuai)。建議在一(yi)系列擴散步驟(zou)中發(fa)生吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)過(guo)程，然后進入微孔(kong)(kong)。當(dang)樣品(pin)中孔(kong)(kong)體(ti)(ti)積小(xiao)時，平衡(heng)需要更長的(de)(de)(de)時間。根據這些結(jie)(jie)果(guo)，在本研究(jiu)中選(xuan)擇活(huo)(huo)性(xing)炭作(zuo)為吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二苯并噻命的(de)(de)(de)合適吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑。

　　不同初始(shi)濃度對活性炭(tan)吸(xi)硫能力的影響(吸(xi)附劑量:20 mg / L，溫(wen)度：25°C，攪(jiao)拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)10ml溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)用(yong)(yong)0.02g活(huo)性(xing)炭實驗(圖3)顯示(shi)了活(huo)性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)二(er)(er)苯(ben)并噻(sai)命的(de)(de)(de)混合時(shi)(shi)間和(he)初始(shi)濃度的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。這(zhe)張照片顯示(shi)，隨(sui)著攪拌(ban)時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)增加(jia)，活(huo)性(xing)炭對二(er)(er)苯(ben)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)增加(jia)，初始(shi)濃度較低的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液更早(zao)達到平(ping)衡(heng)。在(zai)達到飽和(he)之前，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)曲線略有(you)增加(jia)和(he)連續。結果(guo)表(biao)明，在(zai)相(xiang)互作用(yong)(yong)期附(fu)(fu)在(zai)相(xiang)互作用(yong)(yong)期的(de)(de)(de)初始(shi)階段(duan)(duan)很快(kuai)，然后(hou)(hou)在(zai)平(ping)衡(heng)附(fu)(fu)近(jin)變慢。這(zhe)種現象是(shi)由于初始(shi)階段(duan)(duan)有(you)大量(liang)未(wei)(wei)填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)表(biao)面位點可用(yong)(yong)于吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，一段(duan)(duan)時(shi)(shi)間后(hou)(hou)，由于溶(rong)(rong)質(zhi)(zhi)分子(zi)之間的(de)(de)(de)排斥(chi)，難以處理未(wei)(wei)填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)未(wei)(wei)填(tian)充(chong)表(biao)面位點。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)速率取決(jue)于各種參數，如攪拌(ban)速率、活(huo)性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)物(wu)理性(xing)質(zhi)(zhi)、吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)量(liang)和(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)性(xing)質(zhi)(zhi)。活(huo)性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)(de)二(er)(er)苯(ben)并噻(sai)吩量(liang)隨(sui)時(shi)(shi)間增加(jia)，有(you)時(shi)(shi)會增加(jia)，當(dang)二(er)(er)苯(ben)并噻(sai)吩完(wan)全從溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)時(shi)(shi)，它在(zai)外面不(bu)斷改(gai)進。在(zai)這(zhe)些活(huo)化條件(jian)下，活(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)*大吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容(rong)量(liang)是(shi)在(zai)平(ping)衡(heng)時(shi)(shi)間吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)(de)二(er)(er)苯(ben)和(he)噻(sai)命量(liang)。

　　在(zai)這項(xiang)工作中(zhong)，成(cheng)功合成(cheng)了(le)一種新(xin)型活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)，并(bing)測試了(le)其吸(xi)附(fu)行為。XRD和(he)N 2.吸(xi)附(fu)結(jie)(jie)果表明，硬模板活(huo)性(xing)炭(tan)是(shi)其模板SBA-16完美復(fu)制(zhi)品(pin)。許(xu)多孔(kong)吸(xi)附(fu)劑(ji)從汽油(you)燃料(liao)溶液(ye)(ye)(ye)中(zhong)吸(xi)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)吸(xi)附(fu)二苯(ben)的(de)研究(jiu)(DBT)，可(ke)以(yi)得出結(jie)(jie)論，不同的(de)多孔(kong)材(cai)料(liao)不僅取決(jue)于多孔(kong)材(cai)料(liao)的(de)結(jie)(jie)構結(jie)(jie)構，還(huan)取決(jue)于表面(mian)官能團(tuan)。在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)上發現(xian)DBT吸(xi)附(fu)量高于SBA-16。為了(le)更好(hao)地(di)擬(ni)合兩種吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)平衡研究(jiu)，已經顯(xian)示了(le)實驗(yan)結(jie)(jie)果Langmuir等(deng)溫線。簡(jian)而(er)言之，結(jie)(jie)果表明，活(huo)性(xing)炭(tan)是(shi)一種有效而(er)有前途的(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)，用(yong)于從液(ye)(ye)(ye)體(ti)樣品(pin)中(zhong)分離二苯(ben)并(bing)噻命。