活性炭在(zai)工(gong)業廢氣凈(jing)化(hua)中(zhong)的應用(yong)

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸(xi)附劑具有(you)較強的(de)去(qu)除痕跡物質的(de)能力(li)和良好的(de)選擇性，可以分離結構相(xiang)似、物化性質相(xiang)近的(de)物質。

　　吸(xi)附分(fen)離工藝已廣泛應用于(yu)石油(you)、化工、冶金、食品和(he)(he)(he)醫藥行業(ye)，在保護環境和(he)(he)(he)控制污染方面發揮著越來(lai)越重要(yao)的(de)作用。吸(xi)附分(fen)離日益成為一個完整和(he)(he)(he)獨(du)立的(de)單元操作。

　　活性炭(tan)是一(yi)種(zhong)(zhong)孔(kong)隙結構高度發達、內表面積大的人工炭(tan)材料，通常孔(kong)容積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附(fu)是活性炭(tan)*顯著的特征之(zhi)一(yi)，它(ta)能從(cong)氣相或(huo)液相中吸附(fu)各種(zhong)(zhong)物(wu)質。

　　活性炭的特性

　　高度發達的(de)(de)孔(kong)隙結構(gou)和(he)巨大的(de)(de)內表(biao)面積,表(biao)面上含有(或可附(fu)加上)多種官能(neng)團(以增加活性(xing)點),具有催化性(xing)能(neng)、性(xing)能(neng)穩定、可在(zai)不同溫度、酸(suan)堿度中(zhong)使用可以再生，近乎(hu)“萬能(neng)”的(de)(de)活性(xing)炭得到日益廣泛的(de)(de)應用。

　　傳(chuan)統應用-食品(pin)和醫藥脫色(se)、除味、防毒面具。

　　大規模工業(ye)應用：有機(ji)合(he)成工業(ye)作為催化劑(ji)和載體，溶劑(ji)精(jing)制、回收和分離，防止(zhi)原子能設施釋放(fang)的放(fang)射性(xing)物質。

　　近年來，在環境保護方面：凈化(hua)供(gong)水、污水處理、凈化(hua)空氣，去除生(sheng)產中(zhong)排放的有害氣體

　　綠色(se)存儲電源：超級電容器

　　目前，世界(jie)活(huo)性炭(tan)年(nian)(nian)消(xiao)費量超(chao)過120萬噸，年(nian)(nian)增長率(lv)為(wei)~15%。西(xi)方一些發達國家(jia)性炭(tan)年(nian)(nian)需求量為(wei)300-400克。

　　吸附法(fa)工業有機廢氣凈化

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(ju)(ju)(環氧(yang)烷)型三嵌段共聚(ju)(ju)物將(jiang)這些溶(rong)液溶(rong)解(jie)在(zai)(zai)(zai)40℃的HCl在(zai)(zai)(zai)水溶(rong)液中攪(jiao)(jiao)拌(ban)5小(xiao)時。在(zai)(zai)(zai)35℃在(zai)(zai)(zai)溶(rong)液中加入原硅(gui)酸(suan)四乙酯，并在(zai)(zai)(zai)相同溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)繼續用磁力攪(jiao)(jiao)拌(ban)15分(fen)鐘。在(zai)(zai)(zai)相同溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)，將(jiang)混合物保持在(zai)(zai)(zai)烘(hong)箱(xiang)內24小(xiao)時。然后將(jiang)混合物放入40℃水熱處理24小(xiao)時。白色沉淀物通過過濾回收(shou)干燥，不在(zai)(zai)(zai)35℃下(xia)洗滌過夜。之后，通過560℃煅燒去除表面(mian)活性劑(ji)，將(jiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)升高(gao)到560℃，加熱速度(du)(du)為(wei)1℃/min。

　　活(huo)性炭和(he)SBA-16吸附(fu)脫硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸附(fu)劑(ji)用量：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

　　在平(ping)(ping)衡(heng)條件下進(jin)行吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線(xian)研究(jiu)(jiu)，以測量(liang)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)容量(liang)。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑上的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線(xian)如圖2所示。這(zhe)些(xie)結(jie)果表明(ming)，活(huo)性(xing)炭樣(yang)品DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)程度遠高于SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)平(ping)(ping)衡(heng)大約需要40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)速率與吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑基質上活(huo)性(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)位點的(de)含量(liang)有關。結(jie)果表明(ming)，不同的(de)介孔(kong)材(cai)料(liao)具有不同的(de)硫吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)力(li)，不僅取決(jue)于結(jie)構，還(huan)取決(jue)于表面(mian)官能(neng)(neng)(neng)團。活(huo)性(xing)炭性(xing)能(neng)(neng)(neng)比SBA-由于吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)力(li)大，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)力(li)高BET表面(mian)積(ji)和較大的(de)中(zhong)孔(kong)體(ti)積(ji)。另(ling)一方面(mian)，活(huo)性(xing)炭的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)率比SBA-由于介孔(kong)體(ti)積(ji)大，16快。建議(yi)在一系列擴散(san)步驟中(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)過(guo)程，然后進(jin)入(ru)微孔(kong)。當樣(yang)品中(zhong)孔(kong)體(ti)積(ji)小(xiao)時(shi)，平(ping)(ping)衡(heng)需要更長的(de)時(shi)間。根據這(zhe)些(xie)結(jie)果，在本研究(jiu)(jiu)中(zhong)選擇活(huo)性(xing)炭作為(wei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯并噻命的(de)合適吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同初始濃度(du)對(dui)活性(xing)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)10ml溶(rong)液中用(yong)0.02g活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)實驗(圖3)顯(xian)示(shi)了活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)命的(de)(de)(de)混合時間(jian)和(he)初始濃(nong)度的(de)(de)(de)影響。這張照片顯(xian)示(shi)，隨(sui)著攪拌時間(jian)的(de)(de)(de)增加(jia)，活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)對二(er)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)增加(jia)，初始濃(nong)度較低的(de)(de)(de)溶(rong)液更早達到平衡(heng)(heng)。在(zai)達到飽和(he)之(zhi)前，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)曲(qu)線略有(you)增加(jia)和(he)連續。結果表(biao)明，在(zai)相(xiang)互作(zuo)用(yong)期(qi)附(fu)(fu)(fu)(fu)在(zai)相(xiang)互作(zuo)用(yong)期(qi)的(de)(de)(de)初始階段很快，然(ran)后(hou)在(zai)平衡(heng)(heng)附(fu)(fu)(fu)(fu)近變慢。這種現象是(shi)由(you)于初始階段有(you)大(da)量未(wei)(wei)填充(chong)(chong)的(de)(de)(de)表(biao)面位點(dian)可用(yong)于吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，一段時間(jian)后(hou)，由(you)于溶(rong)質(zhi)(zhi)分子之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)排斥，難以處理未(wei)(wei)填充(chong)(chong)的(de)(de)(de)未(wei)(wei)填充(chong)(chong)表(biao)面位點(dian)。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)速率取決于各種參(can)數，如攪拌速率、活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)物(wu)理性(xing)質(zhi)(zhi)、吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)量和(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性(xing)質(zhi)(zhi)。活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)吩(fen)量隨(sui)時間(jian)增加(jia)，有(you)時會增加(jia)，當二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)吩(fen)完全從溶(rong)液中吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時，它在(zai)外面不斷改進(jin)。在(zai)這些(xie)活化條件下，活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)*大(da)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)容量是(shi)在(zai)平衡(heng)(heng)時間(jian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)二(er)苯(ben)(ben)和(he)噻(sai)命量。

　　在(zai)這項(xiang)工作中，成功合成了(le)一(yi)種新(xin)型(xing)活(huo)性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)，并測(ce)試了(le)其吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)行為(wei)。XRD和N 2.吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)結果表明，硬(ying)模板(ban)活(huo)性炭是其模板(ban)SBA-16完美復制品。許(xu)多孔吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)從汽(qi)油燃料(liao)溶液中吸(xi)(xi)液中吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二苯(ben)的研究(DBT)，可(ke)以得出結論，不同的多孔材料(liao)不僅取決(jue)于(yu)多孔材料(liao)的結構(gou)結構(gou)，還(huan)取決(jue)于(yu)表面官(guan)能團(tuan)。在(zai)活(huo)性炭上發現(xian)DBT吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)量高于(yu)SBA-16。為(wei)了(le)更好(hao)地擬(ni)合兩種吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)的平(ping)衡(heng)研究，已經顯(xian)示(shi)了(le)實驗結果Langmuir等(deng)溫線。簡而言之，結果表明，活(huo)性炭是一(yi)種有效而有前途的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)，用于(yu)從液體樣品中分離二苯(ben)并噻命。