活性炭(tan)在工(gong)業廢氣凈化中(zhong)的應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作(zuo)為(wei)吸附劑(ji)具有(you)較強的(de)去除(chu)痕跡(ji)物(wu)質的(de)能力(li)和良好的(de)選擇性(xing)，可以(yi)分離(li)結構相(xiang)似、物(wu)化性(xing)質相(xiang)近的(de)物(wu)質。

　　吸(xi)附(fu)分離工藝已廣泛應用于石油、化工、冶金、食(shi)品和(he)(he)醫(yi)藥行業，在保護環境和(he)(he)控制污染(ran)方面發揮著越來越重(zhong)要的(de)作用。吸(xi)附(fu)分離日益成為(wei)一個(ge)完整和(he)(he)獨立的(de)單元操(cao)作。

　　活性炭是一種孔隙結構高度發達、內(nei)表面積(ji)大的(de)(de)人工(gong)炭材(cai)料，通常(chang)孔容積(ji)為(wei)0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是活性炭*顯著(zhu)的(de)(de)特征之一，它能從(cong)氣相(xiang)或液(ye)相(xiang)中吸附各(ge)種物質。

　　活性炭的特性

　　高度(du)(du)發(fa)達的孔隙結構和巨大的內(nei)表(biao)面積,表(biao)面上含有(you)(或可(ke)附(fu)加(jia)(jia)上)多種官能團(以(yi)增加(jia)(jia)活(huo)性(xing)點),具有(you)催化性(xing)能、性(xing)能穩定、可(ke)在不同溫度(du)(du)、酸堿度(du)(du)中使用可(ke)以(yi)再生，近(jin)乎“萬(wan)能”的活(huo)性(xing)炭得(de)到日(ri)益廣泛的應用。

　　傳統應用(yong)-食(shi)品和(he)醫藥(yao)脫(tuo)色、除味、防(fang)毒面(mian)具。

　　大規(gui)模工業應用：有(you)機(ji)合成工業作(zuo)為催化劑(ji)和載體，溶(rong)劑(ji)精制、回收和分離，防止原子(zi)能設施釋放的放射性物(wu)質(zhi)。

　　近年來，在環境保(bao)護方面：凈化(hua)供水(shui)、污(wu)水(shui)處理、凈化(hua)空氣，去除生產中排(pai)放的(de)有(you)害氣體(ti)

　　綠色存儲電源(yuan)：超級電容器

　　目(mu)前，世界活性(xing)炭年(nian)消費量超過120萬(wan)噸，年(nian)增長率為~15%。西方一些(xie)發達國家性(xing)炭年(nian)需求量為300-400克。

　　吸附法工業(ye)有機廢氣凈化

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(ju)(環氧(yang)烷)型三嵌段共聚(ju)物(wu)(wu)將這些溶(rong)(rong)液(ye)溶(rong)(rong)解(jie)在(zai)40℃的HCl在(zai)水溶(rong)(rong)液(ye)中攪拌5小時(shi)。在(zai)35℃在(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中加入原硅(gui)酸四乙酯，并在(zai)相(xiang)同溫(wen)度(du)下繼續(xu)用磁力攪拌15分鐘。在(zai)相(xiang)同溫(wen)度(du)下，將混合物(wu)(wu)保持在(zai)烘箱內(nei)24小時(shi)。然后(hou)將混合物(wu)(wu)放(fang)入40℃水熱(re)處理24小時(shi)。白色沉淀物(wu)(wu)通(tong)過(guo)過(guo)濾(lv)回收(shou)干燥，不在(zai)35℃下洗滌(di)過(guo)夜。之后(hou)，通(tong)過(guo)560℃煅燒去(qu)除表面(mian)活性劑，將溫(wen)度(du)升高到560℃，加熱(re)速度(du)為1℃/min。

　　活性炭(tan)和SBA-16吸附脫硫的(de)比較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑(ji)用量：20 mg / L，溫(wen)度：25°C，攪(jiao)拌時(shi)間：360 min)。

　　活性炭，SBA-16脫硫的比較

　　在(zai)(zai)平衡條件(jian)下進行吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫(wen)線(xian)(xian)研究(jiu)，以測量(liang)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量(liang)。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)上的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫(wen)線(xian)(xian)如圖2所示。這(zhe)些結果(guo)表(biao)明(ming)(ming)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)樣品DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)程度遠高于(yu)(yu)(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)平衡大(da)約(yue)需要40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)速率(lv)與吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)基質上活(huo)性(xing)(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)位點的(de)(de)含(han)量(liang)有關。結果(guo)表(biao)明(ming)(ming)，不(bu)同的(de)(de)介(jie)孔(kong)材(cai)料具有不(bu)同的(de)(de)硫吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)，不(bu)僅取決(jue)于(yu)(yu)(yu)結構，還取決(jue)于(yu)(yu)(yu)表(biao)面(mian)官能團(tuan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)性(xing)(xing)能比SBA-由于(yu)(yu)(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)大(da)，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)高BET表(biao)面(mian)積(ji)和較大(da)的(de)(de)中(zhong)孔(kong)體(ti)(ti)積(ji)。另一(yi)方面(mian)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)率(lv)比SBA-由于(yu)(yu)(yu)介(jie)孔(kong)體(ti)(ti)積(ji)大(da)，16快。建議在(zai)(zai)一(yi)系列(lie)擴散步驟中(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)過(guo)程，然后進入微孔(kong)。當樣品中(zhong)孔(kong)體(ti)(ti)積(ji)小時(shi)，平衡需要更長的(de)(de)時(shi)間(jian)。根(gen)據這(zhe)些結果(guo)，在(zai)(zai)本研究(jiu)中(zhong)選(xuan)擇活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)作為吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二苯并(bing)噻命的(de)(de)合適吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)。

　　不同初始(shi)濃度(du)對(dui)活性炭吸硫能力(li)的影響(吸附劑量:20 mg / L，溫度(du)：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)(zai)(zai)10ml溶液(ye)中用0.02g活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)實(shi)驗(圖3)顯示(shi)了(le)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二(er)苯并(bing)(bing)噻命(ming)(ming)的(de)混合時(shi)間(jian)和初(chu)始濃度(du)(du)的(de)影響。這張(zhang)照片顯示(shi)，隨著攪(jiao)拌時(shi)間(jian)的(de)增加(jia)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)對二(er)苯的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)增加(jia)，初(chu)始濃度(du)(du)較低的(de)溶液(ye)更早(zao)達到平(ping)衡(heng)(heng)(heng)。在(zai)(zai)(zai)達到飽和之(zhi)前，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)曲線略有(you)增加(jia)和連續。結(jie)果表(biao)(biao)明，在(zai)(zai)(zai)相(xiang)互作用期附(fu)(fu)在(zai)(zai)(zai)相(xiang)互作用期的(de)初(chu)始階段(duan)很(hen)快，然后在(zai)(zai)(zai)平(ping)衡(heng)(heng)(heng)附(fu)(fu)近變慢。這種現象是(shi)由于(yu)初(chu)始階段(duan)有(you)大量(liang)(liang)(liang)未(wei)填充的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)位點可用于(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)，一段(duan)時(shi)間(jian)后，由于(yu)溶質(zhi)(zhi)分子之(zhi)間(jian)的(de)排(pai)斥，難以處理未(wei)填充的(de)未(wei)填充表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)位點。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)速率取決(jue)于(yu)各種參數，如攪(jiao)拌速率、活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)物理性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)、吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑量(liang)(liang)(liang)和吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)二(er)苯并(bing)(bing)噻吩量(liang)(liang)(liang)隨時(shi)間(jian)增加(jia)，有(you)時(shi)會增加(jia)，當二(er)苯并(bing)(bing)噻吩完全(quan)從溶液(ye)中吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)時(shi)，它在(zai)(zai)(zai)外面(mian)(mian)(mian)不斷改進(jin)。在(zai)(zai)(zai)這些活(huo)化條件下，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)*大吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量(liang)(liang)(liang)是(shi)在(zai)(zai)(zai)平(ping)衡(heng)(heng)(heng)時(shi)間(jian)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)二(er)苯和噻命(ming)(ming)量(liang)(liang)(liang)。

　　在(zai)這項工作中(zhong)，成(cheng)功(gong)合(he)成(cheng)了(le)(le)一種新型活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)，并(bing)測試了(le)(le)其吸(xi)附(fu)(fu)行(xing)為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)(fu)結(jie)(jie)果(guo)表明，硬模板活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭是其模板SBA-16完美復制品(pin)。許多(duo)孔(kong)(kong)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)從汽(qi)油燃料溶液(ye)中(zhong)吸(xi)液(ye)中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)二苯的(de)研究(DBT)，可以得出(chu)結(jie)(jie)論，不同的(de)多(duo)孔(kong)(kong)材(cai)料不僅取決(jue)于(yu)(yu)多(duo)孔(kong)(kong)材(cai)料的(de)結(jie)(jie)構結(jie)(jie)構，還(huan)取決(jue)于(yu)(yu)表面官能團。在(zai)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭上發現DBT吸(xi)附(fu)(fu)量高于(yu)(yu)SBA-16。為了(le)(le)更好(hao)地擬合(he)兩種吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)的(de)平(ping)衡(heng)研究，已經(jing)顯示了(le)(le)實驗結(jie)(jie)果(guo)Langmuir等溫線。簡(jian)而(er)(er)言之，結(jie)(jie)果(guo)表明，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭是一種有效而(er)(er)有前途(tu)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)，用于(yu)(yu)從液(ye)體樣品(pin)中(zhong)分離二苯并(bing)噻命(ming)。