活(huo)性炭在(zai)工業(ye)廢(fei)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(zuo)為吸(xi)附(fu)劑具有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)去除(chu)痕跡物(wu)質的(de)能力和良好的(de)選擇(ze)性，可以(yi)分離結構相似、物(wu)化性質相近(jin)的(de)物(wu)質。

　　吸(xi)附(fu)(fu)分離(li)工(gong)藝(yi)已廣(guang)泛應用于石油、化(hua)工(gong)、冶金(jin)、食品(pin)和(he)(he)醫藥行業(ye)，在保護(hu)環境和(he)(he)控制污染方面發揮著(zhu)越來越重要的作用。吸(xi)附(fu)(fu)分離(li)日益成(cheng)為(wei)一個完(wan)整和(he)(he)獨立的單元操作。

　　活性炭(tan)是一(yi)種孔(kong)(kong)隙結構高度發達、內表(biao)面積大的人工炭(tan)材料，通常孔(kong)(kong)容(rong)積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是活性炭(tan)*顯(xian)著的特征之一(yi)，它能從氣相(xiang)或液(ye)相(xiang)中吸附各種物(wu)質。

　　活性炭的特性

　　高(gao)度(du)發達的(de)孔隙結構和巨(ju)大的(de)內表面積,表面上(shang)含有(或(huo)可附加上(shang))多(duo)種官能(neng)團(以增加活性點),具有催(cui)化性能(neng)、性能(neng)穩定、可在不同溫度(du)、酸(suan)堿(jian)度(du)中使用可以再(zai)生，近乎“萬能(neng)”的(de)活性炭(tan)得到(dao)日益廣(guang)泛的(de)應用。

　　傳統應用-食品(pin)和醫藥脫色、除味、防毒面具。

　　大(da)規模(mo)工(gong)業應用：有(you)機合成工(gong)業作(zuo)為(wei)催(cui)化劑和載體，溶劑精制(zhi)、回收和分離，防(fang)止原(yuan)子能(neng)設(she)施釋放的(de)放射性物質。

　　近年來，在環(huan)境保護方面：凈(jing)化(hua)供水(shui)(shui)、污水(shui)(shui)處理(li)、凈(jing)化(hua)空(kong)氣，去除生產中排放的有害氣體

　　綠色(se)存儲(chu)電(dian)源：超級電(dian)容器

　　目前(qian)，世界活性炭(tan)年(nian)消費(fei)量(liang)超過120萬噸，年(nian)增長率為~15%。西方一些發達國家性炭(tan)年(nian)需求量(liang)為300-400克。

　　吸附法(fa)工業有機廢(fei)氣凈(jing)化

　　SBA-16的(de)合(he)成

　　兩種(zhong)聚(環(huan)氧烷(wan))型三(san)嵌段(duan)共(gong)聚物將這些溶液溶解在(zai)40℃的HCl在(zai)水(shui)溶液中攪拌(ban)5小時(shi)。在(zai)35℃在(zai)溶液中加(jia)(jia)入原硅酸四(si)乙酯(zhi)，并在(zai)相同溫(wen)(wen)度(du)下繼續用磁力攪拌(ban)15分鐘。在(zai)相同溫(wen)(wen)度(du)下，將混合物保持在(zai)烘箱內24小時(shi)。然后將混合物放入40℃水(shui)熱處理24小時(shi)。白色沉淀物通(tong)過(guo)過(guo)濾(lv)回收(shou)干燥(zao)，不(bu)在(zai)35℃下洗滌過(guo)夜。之后，通(tong)過(guo)560℃煅(duan)燒去除表(biao)面(mian)活性劑，將溫(wen)(wen)度(du)升高到560℃，加(jia)(jia)熱速度(du)為(wei)1℃/min。

　　活性炭和SBA-16吸附脫硫的(de)比較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活性炭，SBA-16脫硫的比較

　　在平衡條件下進行吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫(wen)線研究，以測(ce)量(liang)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)量(liang)。DBT吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑上的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫(wen)線如圖(tu)2所示。這些結(jie)果表(biao)(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)炭樣品DBT吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)程度遠高(gao)于(yu)(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)平衡大(da)約需要(yao)40分(fen)鐘(zhong)。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)速率與(yu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑基質上活(huo)(huo)性(xing)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)位點(dian)的(de)(de)含(han)量(liang)有關。結(jie)果表(biao)(biao)明，不同(tong)的(de)(de)介(jie)孔(kong)(kong)材料具有不同(tong)的(de)(de)硫吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)，不僅取決于(yu)(yu)結(jie)構(gou)，還取決于(yu)(yu)表(biao)(biao)面官能(neng)團。活(huo)(huo)性(xing)炭性(xing)能(neng)比SBA-由于(yu)(yu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)大(da)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)高(gao)BET表(biao)(biao)面積(ji)和較大(da)的(de)(de)中孔(kong)(kong)體(ti)(ti)積(ji)。另一方面，活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)率比SBA-由于(yu)(yu)介(jie)孔(kong)(kong)體(ti)(ti)積(ji)大(da)，16快(kuai)。建(jian)議在一系列擴散步驟中發生(sheng)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過程，然后(hou)進入微(wei)孔(kong)(kong)。當樣品中孔(kong)(kong)體(ti)(ti)積(ji)小時(shi)，平衡需要(yao)更長的(de)(de)時(shi)間。根據這些結(jie)果，在本研究中選擇活(huo)(huo)性(xing)炭作為吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二苯并噻命的(de)(de)合適吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑。

　　不(bu)同初始濃度對活性炭(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(ye)(ye)中用(yong)(yong)0.02g活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)實驗(圖3)顯示(shi)了活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)二(er)苯并(bing)噻命的(de)(de)混合時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)和(he)(he)初(chu)(chu)始(shi)濃度的(de)(de)影(ying)響。這張照片(pian)顯示(shi)，隨(sui)著攪拌時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)增加(jia)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對(dui)二(er)苯的(de)(de)吸(xi)附(fu)增加(jia)，初(chu)(chu)始(shi)濃度較低的(de)(de)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)更早達到平衡(heng)。在(zai)達到飽和(he)(he)之前，吸(xi)附(fu)曲線略(lve)有(you)增加(jia)和(he)(he)連續。結果表(biao)明(ming)，在(zai)相互(hu)作用(yong)(yong)期(qi)附(fu)在(zai)相互(hu)作用(yong)(yong)期(qi)的(de)(de)初(chu)(chu)始(shi)階段很快，然后(hou)(hou)在(zai)平衡(heng)附(fu)近變慢。這種(zhong)現象是(shi)由(you)于(yu)初(chu)(chu)始(shi)階段有(you)大量未填(tian)充的(de)(de)表(biao)面位(wei)點(dian)可用(yong)(yong)于(yu)吸(xi)附(fu)，一段時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)后(hou)(hou)，由(you)于(yu)溶(rong)(rong)質分子之間(jian)(jian)的(de)(de)排斥，難以(yi)處(chu)理(li)未填(tian)充的(de)(de)未填(tian)充表(biao)面位(wei)點(dian)。吸(xi)附(fu)速(su)率取(qu)決于(yu)各種(zhong)參數，如(ru)攪拌速(su)率、活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)物理(li)性(xing)(xing)(xing)(xing)質、吸(xi)附(fu)劑(ji)量和(he)(he)吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)質。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)的(de)(de)二(er)苯并(bing)噻吩量隨(sui)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)增加(jia)，有(you)時(shi)(shi)(shi)會增加(jia)，當二(er)苯并(bing)噻吩完全從溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中吸(xi)附(fu)時(shi)(shi)(shi)，它(ta)在(zai)外面不斷改進。在(zai)這些活(huo)化(hua)條件下，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)*大吸(xi)附(fu)容(rong)量是(shi)在(zai)平衡(heng)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)吸(xi)附(fu)的(de)(de)二(er)苯和(he)(he)噻命量。

　　在這項工作中(zhong)(zhong)，成功合(he)成了(le)(le)一種(zhong)新(xin)型活性(xing)炭吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)，并測(ce)試了(le)(le)其吸(xi)附(fu)行為(wei)。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)結(jie)(jie)果表明(ming)，硬(ying)模板活性(xing)炭是其模板SBA-16完美復制(zhi)品(pin)(pin)。許多孔(kong)吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)從汽(qi)油(you)燃料(liao)溶液中(zhong)(zhong)吸(xi)液中(zhong)(zhong)吸(xi)附(fu)二苯的研(yan)究(DBT)，可(ke)以得出結(jie)(jie)論，不同的多孔(kong)材料(liao)不僅(jin)取(qu)(qu)決于多孔(kong)材料(liao)的結(jie)(jie)構結(jie)(jie)構，還取(qu)(qu)決于表面官(guan)能團。在活性(xing)炭上發(fa)現DBT吸(xi)附(fu)量高于SBA-16。為(wei)了(le)(le)更好地擬(ni)合(he)兩種(zhong)吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)的平(ping)衡研(yan)究，已(yi)經顯示(shi)了(le)(le)實(shi)驗結(jie)(jie)果Langmuir等溫線。簡而言之，結(jie)(jie)果表明(ming)，活性(xing)炭是一種(zhong)有(you)(you)效而有(you)(you)前途(tu)的吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)，用于從液體樣品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)分離二苯并噻命。