活性炭在(zai)工業廢氣凈化中的(de)應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸附劑具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)去除痕跡(ji)物質(zhi)的(de)能力和(he)良好的(de)選擇性(xing)(xing)，可以(yi)分離結構相似、物化性(xing)(xing)質(zhi)相近的(de)物質(zhi)。

　　吸附(fu)分離工藝已(yi)廣泛(fan)應用于(yu)石(shi)油、化(hua)工、冶金(jin)、食品(pin)和醫藥行(xing)業，在保(bao)護環境和控制污染方面發揮(hui)著越來越重要(yao)的作(zuo)用。吸附(fu)分離日益成為(wei)一個(ge)完整和獨立的單元操作(zuo)。

　　活(huo)性炭(tan)是(shi)一(yi)種孔隙結構高度發達、內表面積(ji)大的(de)(de)人工炭(tan)材料，通常(chang)孔容積(ji)為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附(fu)是(shi)活(huo)性炭(tan)*顯著的(de)(de)特(te)征(zheng)之一(yi)，它能從氣相(xiang)或(huo)液(ye)相(xiang)中吸附(fu)各種物(wu)質。

　　活性炭的特性

　　高度(du)發達的孔(kong)隙(xi)結(jie)構(gou)和(he)巨大的內表(biao)面(mian)積,表(biao)面(mian)上(shang)含有(或可(ke)附加(jia)上(shang))多種官能(neng)團(以增加(jia)活性點),具(ju)有催化性能(neng)、性能(neng)穩定、可(ke)在不同溫(wen)度(du)、酸堿度(du)中使用可(ke)以再生，近乎“萬(wan)能(neng)”的活性炭(tan)得到日益(yi)廣泛的應用。

　　傳(chuan)統(tong)應用(yong)-食品和醫藥脫色、除味、防(fang)毒面具。

　　大(da)規模工業應用：有機合成工業作為催(cui)化劑和(he)載體，溶劑精制、回(hui)收和(he)分離，防止原子(zi)能(neng)設施釋放的放射性物質(zhi)。

　　近年來，在(zai)環境保(bao)護方面(mian)：凈化供水、污(wu)水處理、凈化空氣，去除生產中排放的有害氣體

　　綠(lv)色存儲電(dian)源：超級電(dian)容器

　　目前，世界活性炭(tan)年消費量超過(guo)120萬噸，年增長率為~15%。西方一些(xie)發達(da)國家(jia)性炭(tan)年需求量為300-400克(ke)。

　　吸附法(fa)工(gong)業有機廢氣凈化(hua)

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(ju)(環氧烷)型三嵌段共聚(ju)物(wu)將(jiang)這(zhe)些溶(rong)(rong)液(ye)溶(rong)(rong)解(jie)在(zai)40℃的HCl在(zai)水(shui)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)攪拌5小(xiao)時。在(zai)35℃在(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)加入原硅酸四乙(yi)酯，并在(zai)相(xiang)同溫(wen)度(du)下(xia)(xia)繼續用磁力攪拌15分鐘。在(zai)相(xiang)同溫(wen)度(du)下(xia)(xia)，將(jiang)混合(he)物(wu)保持在(zai)烘箱(xiang)內24小(xiao)時。然(ran)后將(jiang)混合(he)物(wu)放入40℃水(shui)熱處理(li)24小(xiao)時。白色沉淀物(wu)通過過濾回收(shou)干(gan)燥(zao)，不在(zai)35℃下(xia)(xia)洗滌過夜。之(zhi)后，通過560℃煅燒去除(chu)表(biao)面(mian)活性劑，將(jiang)溫(wen)度(du)升高到560℃，加熱速度(du)為(wei)1℃/min。

　　活性(xing)炭(tan)和SBA-16吸附脫硫的比(bi)較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用(yong)量：20 mg / L，溫(wen)度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活(huo)性炭，SBA-16脫硫的比較

　　在(zai)(zai)平衡條件下(xia)進行吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等溫(wen)(wen)線研究，以測量(liang)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量(liang)。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)上(shang)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等溫(wen)(wen)線如圖2所示(shi)。這些結(jie)果(guo)表(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)樣(yang)品(pin)DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)程(cheng)度遠高于(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)平衡大約(yue)需要40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)速率與(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)基質上(shang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)位點的(de)含(han)量(liang)有(you)關。結(jie)果(guo)表(biao)明，不(bu)同的(de)介孔材料具有(you)不(bu)同的(de)硫吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)力，不(bu)僅(jin)取(qu)決(jue)于(yu)結(jie)構，還取(qu)決(jue)于(yu)表(biao)面(mian)官能(neng)團。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)性(xing)(xing)(xing)能(neng)比SBA-由于(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)力大，吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)力高BET表(biao)面(mian)積(ji)和較大的(de)中(zhong)(zhong)孔體(ti)積(ji)。另(ling)一方面(mian)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)率比SBA-由于(yu)介孔體(ti)積(ji)大，16快。建議在(zai)(zai)一系列擴散步驟中(zhong)(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)過程(cheng)，然后(hou)進入(ru)微孔。當樣(yang)品(pin)中(zhong)(zhong)孔體(ti)積(ji)小時，平衡需要更長的(de)時間。根據(ju)這些結(jie)果(guo)，在(zai)(zai)本研究中(zhong)(zhong)選(xuan)擇活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)作為吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二苯(ben)并噻命(ming)的(de)合適吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)。

　　不同初始濃度對活性炭吸硫(liu)能力的影響(吸附劑量:20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)(zai)(zai)(zai)10ml溶液(ye)(ye)中(zhong)用0.02g活(huo)(huo)(huo)性炭實驗(圖(tu)3)顯示了(le)活(huo)(huo)(huo)性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)(er)苯(ben)(ben)并噻命(ming)的(de)混合時(shi)間(jian)(jian)和(he)初(chu)(chu)始濃(nong)度的(de)影響(xiang)。這(zhe)張照(zhao)片顯示，隨(sui)著(zhu)攪(jiao)拌時(shi)間(jian)(jian)的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，活(huo)(huo)(huo)性炭對二(er)(er)苯(ben)(ben)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)增(zeng)(zeng)加(jia)，初(chu)(chu)始濃(nong)度較低的(de)溶液(ye)(ye)更早達到平(ping)衡。在(zai)(zai)(zai)(zai)達到飽和(he)之前，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)曲線略有(you)增(zeng)(zeng)加(jia)和(he)連續。結(jie)果表明(ming)，在(zai)(zai)(zai)(zai)相互(hu)作用期附(fu)(fu)(fu)在(zai)(zai)(zai)(zai)相互(hu)作用期的(de)初(chu)(chu)始階段很快，然(ran)后(hou)在(zai)(zai)(zai)(zai)平(ping)衡附(fu)(fu)(fu)近變(bian)慢(man)。這(zhe)種(zhong)現象(xiang)是(shi)由于(yu)(yu)初(chu)(chu)始階段有(you)大量(liang)未(wei)(wei)填充的(de)表面位點(dian)可用于(yu)(yu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，一段時(shi)間(jian)(jian)后(hou)，由于(yu)(yu)溶質分子之間(jian)(jian)的(de)排(pai)斥，難以處(chu)理未(wei)(wei)填充的(de)未(wei)(wei)填充表面位點(dian)。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率(lv)取決于(yu)(yu)各(ge)種(zhong)參數，如(ru)攪(jiao)拌速(su)率(lv)、活(huo)(huo)(huo)性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)物(wu)理性質、吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)量(liang)和(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)性質。活(huo)(huo)(huo)性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)二(er)(er)苯(ben)(ben)并噻吩量(liang)隨(sui)時(shi)間(jian)(jian)增(zeng)(zeng)加(jia)，有(you)時(shi)會(hui)增(zeng)(zeng)加(jia)，當二(er)(er)苯(ben)(ben)并噻吩完全從溶液(ye)(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)，它在(zai)(zai)(zai)(zai)外面不斷改進(jin)。在(zai)(zai)(zai)(zai)這(zhe)些活(huo)(huo)(huo)化條件下，活(huo)(huo)(huo)性炭的(de)*大吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)量(liang)是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)平(ping)衡時(shi)間(jian)(jian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)二(er)(er)苯(ben)(ben)和(he)噻命(ming)量(liang)。

　　在這項工(gong)作(zuo)中，成功合成了一種新型活性炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑，并測(ce)試了其吸(xi)附(fu)(fu)行為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)(fu)結(jie)果表明，硬(ying)模板活性炭(tan)是(shi)其模板SBA-16完美復制品。許多孔(kong)(kong)吸(xi)附(fu)(fu)劑從汽油燃料溶液(ye)中吸(xi)液(ye)中吸(xi)附(fu)(fu)二(er)苯的研究(jiu)(DBT)，可以得(de)出結(jie)論，不(bu)同的多孔(kong)(kong)材料不(bu)僅取決(jue)于多孔(kong)(kong)材料的結(jie)構結(jie)構，還(huan)取決(jue)于表面官能團。在活性炭(tan)上發(fa)現DBT吸(xi)附(fu)(fu)量高于SBA-16。為了更好(hao)地擬合兩種吸(xi)附(fu)(fu)劑的平(ping)衡研究(jiu)，已經顯示了實(shi)驗結(jie)果Langmuir等溫線。簡而言之，結(jie)果表明，活性炭(tan)是(shi)一種有效而有前途(tu)的吸(xi)附(fu)(fu)劑，用(yong)于從液(ye)體樣品中分離(li)二(er)苯并噻(sai)命(ming)。