活性炭在(zai)工業廢氣凈化(hua)中的應(ying)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(de)(de)去除痕跡物(wu)(wu)質的(de)(de)能力和(he)良好的(de)(de)選擇性，可以分離結構相(xiang)似、物(wu)(wu)化性質相(xiang)近(jin)的(de)(de)物(wu)(wu)質。

　　吸附(fu)分離(li)工藝(yi)已廣泛應用于石(shi)油(you)、化工、冶(ye)金、食(shi)品和(he)醫藥行業，在保護(hu)環境和(he)控制污染方面發揮著越來(lai)越重要的作用。吸附(fu)分離(li)日益成為一個(ge)完整和(he)獨立的單(dan)元操作。

　　活(huo)性炭(tan)是一(yi)(yi)種孔(kong)隙結構高度發達、內表面積大的(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)附是活(huo)性炭(tan)*顯著(zhu)的(de)特征之(zhi)一(yi)(yi)，它能從氣相(xiang)或液相(xiang)中(zhong)吸(xi)附各種物(wu)質。

　　活性炭的特性

　　高(gao)度(du)發達(da)的孔隙結(jie)構和巨大的內表面積,表面上含(han)有(或可附加(jia)上)多種官能(neng)團(以(yi)增(zeng)加(jia)活性(xing)點),具有催化性(xing)能(neng)、性(xing)能(neng)穩定、可在不同(tong)溫度(du)、酸(suan)堿度(du)中使用可以(yi)再生，近乎“萬能(neng)”的活性(xing)炭得到日益廣泛的應用。

　　傳統(tong)應用-食品和醫藥脫色(se)、除味(wei)、防毒面具。

　　大規模工業(ye)應用：有機合(he)成(cheng)工業(ye)作為催化劑和(he)載體(ti)，溶劑精制、回收(shou)和(he)分離，防止原子能設施釋放(fang)的放(fang)射性物質。

　　近(jin)年來(lai)，在環境保護方面：凈化供水(shui)、污水(shui)處理(li)、凈化空氣(qi)，去(qu)除生(sheng)產中排放的有害氣(qi)體

　　綠(lv)色存儲電源：超(chao)級電容器

　　目前，世界活性炭年(nian)(nian)(nian)消(xiao)費(fei)量超過120萬噸(dun)，年(nian)(nian)(nian)增長率(lv)為(wei)~15%。西方(fang)一些發達國家性炭年(nian)(nian)(nian)需(xu)求量為(wei)300-400克。

　　吸附(fu)法工業有(you)機廢氣凈化(hua)

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(環氧(yang)烷)型三嵌段共(gong)聚物(wu)(wu)將(jiang)這(zhe)些(xie)溶液溶解在(zai)(zai)(zai)40℃的HCl在(zai)(zai)(zai)水(shui)溶液中攪拌5小時。在(zai)(zai)(zai)35℃在(zai)(zai)(zai)溶液中加入原(yuan)硅酸四(si)乙(yi)酯，并在(zai)(zai)(zai)相同(tong)溫度(du)下(xia)繼續用磁力攪拌15分鐘。在(zai)(zai)(zai)相同(tong)溫度(du)下(xia)，將(jiang)混合物(wu)(wu)保持在(zai)(zai)(zai)烘箱內24小時。然后(hou)將(jiang)混合物(wu)(wu)放入40℃水(shui)熱(re)處理24小時。白色(se)沉淀(dian)物(wu)(wu)通(tong)過(guo)過(guo)濾(lv)回收干燥，不在(zai)(zai)(zai)35℃下(xia)洗滌過(guo)夜。之后(hou)，通(tong)過(guo)560℃煅燒去除表面活性劑，將(jiang)溫度(du)升(sheng)高到560℃，加熱(re)速度(du)為(wei)1℃/min。

　　活性炭和(he)SBA-16吸附(fu)脫硫(liu)的(de)比較(DBT：1,000 mg / L，吸附(fu)劑用量(liang)：20 mg / L，溫度：25°C，攪(jiao)拌時間：360 min)。

　　活性炭(tan)，SBA-16脫硫(liu)的比較(jiao)

　　在(zai)平衡條件(jian)下進(jin)行吸附(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線研究(jiu)，以測量吸附(fu)(fu)(fu)(fu)容(rong)量。DBT吸附(fu)(fu)(fu)(fu)劑上(shang)的(de)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線如圖(tu)2所示。這(zhe)些(xie)結果(guo)(guo)表(biao)明(ming)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)樣(yang)品(pin)DBT吸附(fu)(fu)(fu)(fu)程(cheng)度遠高于SBA-16。吸附(fu)(fu)(fu)(fu)平衡大約需要40分鐘(zhong)。吸附(fu)(fu)(fu)(fu)速(su)率與吸附(fu)(fu)(fu)(fu)劑基質上(shang)活(huo)性(xing)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)位點的(de)含量有關。結果(guo)(guo)表(biao)明(ming)，不同(tong)的(de)介孔材料具有不同(tong)的(de)硫吸附(fu)(fu)(fu)(fu)能力，不僅取決于結構，還取決于表(biao)面官(guan)能團。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)性(xing)能比SBA-由(you)于吸附(fu)(fu)(fu)(fu)能力大，吸附(fu)(fu)(fu)(fu)能力高BET表(biao)面積和較大的(de)中(zhong)孔體(ti)(ti)積。另(ling)一方(fang)面，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)率比SBA-由(you)于介孔體(ti)(ti)積大，16快。建議在(zai)一系列擴散步驟中(zhong)發(fa)生吸附(fu)(fu)(fu)(fu)過(guo)程(cheng)，然(ran)后進(jin)入微(wei)孔。當樣(yang)品(pin)中(zhong)孔體(ti)(ti)積小(xiao)時，平衡需要更長的(de)時間。根據這(zhe)些(xie)結果(guo)(guo)，在(zai)本研究(jiu)中(zhong)選擇活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)作為(wei)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)二苯并噻命的(de)合(he)適吸附(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同初始(shi)濃度對活性(xing)炭吸(xi)硫(liu)能力(li)的影響(xiang)(吸(xi)附(fu)劑量:20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時(shi)間(jian)：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)(zai)10ml溶(rong)液中用0.02g活性(xing)炭(tan)實驗(圖(tu)3)顯示了活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)二苯(ben)并噻命的(de)(de)(de)混合(he)時(shi)間(jian)和(he)初(chu)始(shi)濃度的(de)(de)(de)影響。這(zhe)張照片顯示，隨著攪(jiao)拌時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加，活性(xing)炭(tan)對二苯(ben)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)增(zeng)(zeng)加，初(chu)始(shi)濃度較低(di)的(de)(de)(de)溶(rong)液更早達到平(ping)衡。在(zai)(zai)達到飽和(he)之前，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)曲(qu)線略(lve)有(you)增(zeng)(zeng)加和(he)連續。結果表明(ming)，在(zai)(zai)相互(hu)作用期(qi)(qi)附(fu)(fu)(fu)在(zai)(zai)相互(hu)作用期(qi)(qi)的(de)(de)(de)初(chu)始(shi)階(jie)段(duan)很快，然后在(zai)(zai)平(ping)衡附(fu)(fu)(fu)近變(bian)慢。這(zhe)種現象是(shi)由(you)于初(chu)始(shi)階(jie)段(duan)有(you)大量(liang)(liang)(liang)未(wei)(wei)填充(chong)的(de)(de)(de)表面位(wei)(wei)點(dian)可用于吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，一段(duan)時(shi)間(jian)后，由(you)于溶(rong)質(zhi)分子之間(jian)的(de)(de)(de)排斥，難以(yi)處(chu)理未(wei)(wei)填充(chong)的(de)(de)(de)未(wei)(wei)填充(chong)表面位(wei)(wei)點(dian)。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率取決于各種參數，如攪(jiao)拌速(su)率、活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)物理性(xing)質(zhi)、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑量(liang)(liang)(liang)和(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)質(zhi)。活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)二苯(ben)并噻吩(fen)量(liang)(liang)(liang)隨時(shi)間(jian)增(zeng)(zeng)加，有(you)時(shi)會增(zeng)(zeng)加，當二苯(ben)并噻吩(fen)完(wan)全從溶(rong)液中吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)，它在(zai)(zai)外面不斷改進。在(zai)(zai)這(zhe)些活化條(tiao)件下，活性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)*大吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容量(liang)(liang)(liang)是(shi)在(zai)(zai)平(ping)衡時(shi)間(jian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)二苯(ben)和(he)噻命量(liang)(liang)(liang)。

　　在這項工作中(zhong)，成功合成了(le)(le)一種新(xin)型活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)，并測試了(le)(le)其吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)行為(wei)。XRD和(he)N 2.吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)結(jie)果(guo)表明(ming)，硬(ying)模板(ban)活(huo)性炭(tan)是其模板(ban)SBA-16完美(mei)復制品(pin)。許(xu)多孔(kong)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)從汽油燃料(liao)溶液中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)液中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二(er)苯的(de)(de)研究(jiu)(DBT)，可以(yi)得出(chu)結(jie)論，不同的(de)(de)多孔(kong)材料(liao)不僅取決于(yu)多孔(kong)材料(liao)的(de)(de)結(jie)構(gou)結(jie)構(gou)，還取決于(yu)表面官能團(tuan)。在活(huo)性炭(tan)上發現(xian)DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)量高于(yu)SBA-16。為(wei)了(le)(le)更好地擬合兩種吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)平衡研究(jiu)，已經顯示了(le)(le)實(shi)驗結(jie)果(guo)Langmuir等溫線(xian)。簡而言之，結(jie)果(guo)表明(ming)，活(huo)性炭(tan)是一種有效而有前途(tu)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)，用(yong)于(yu)從液體(ti)樣品(pin)中(zhong)分離二(er)苯并噻命。