活(huo)性炭在工(gong)業廢氣凈化中的應用

　　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)去除痕(hen)跡物質的(de)能力和良(liang)好的(de)選擇性(xing)，可以分(fen)離結構相(xiang)似、物化性(xing)質相(xiang)近的(de)物質。

　　吸附分(fen)離工(gong)藝已廣泛(fan)應用于石油、化工(gong)、冶金、食(shi)品和醫藥行業，在保(bao)護環境(jing)和控制污染方面發(fa)揮(hui)著越來越重(zhong)要的作(zuo)用。吸附分(fen)離日益成為一(yi)個完整和獨立的單元(yuan)操作(zuo)。

　　活性炭是(shi)一(yi)種孔隙結構高度發(fa)達、內表面積大的人工炭材(cai)料(liao)，通常孔容積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸(xi)附是(shi)活性炭*顯著的特征之一(yi)，它能從(cong)氣(qi)相(xiang)或液相(xiang)中吸(xi)附各(ge)種物質。

　　活性炭的特性

　　高度發達的(de)孔隙結構和(he)巨大的(de)內表面積,表面上(shang)含(han)有(you)(或可附加(jia)上(shang))多種官(guan)能團(以增加(jia)活(huo)性(xing)(xing)點),具有(you)催(cui)化(hua)性(xing)(xing)能、性(xing)(xing)能穩定、可在不同溫(wen)度、酸(suan)堿度中(zhong)使用(yong)可以再生，近乎“萬能”的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)得到日益廣(guang)泛的(de)應用(yong)。

　　傳統應用-食品和醫藥(yao)脫色、除味、防(fang)毒面具。

　　大規模工(gong)業(ye)應用：有機合成工(gong)業(ye)作為催化劑和載體，溶劑精制、回收和分離，防止(zhi)原(yuan)子能(neng)設施釋放的放射性物質(zhi)。

　　近年來，在環境保護方面：凈化供水(shui)、污水(shui)處理、凈化空氣，去除生(sheng)產中排放(fang)的有害氣體(ti)

　　綠(lv)色存儲電(dian)源：超級(ji)電(dian)容器

　　目(mu)前，世界活性炭年(nian)消費量超過120萬(wan)噸(dun)，年(nian)增(zeng)長率為~15%。西方一些發達(da)國家性炭年(nian)需求量為300-400克。

　　吸附法工(gong)業有機廢氣凈化(hua)

　　SBA-16的合(he)成

　　兩種聚(環氧烷)型三(san)嵌段共聚物(wu)將(jiang)(jiang)這些溶液(ye)溶解(jie)在(zai)40℃的HCl在(zai)水溶液(ye)中攪拌(ban)5小時(shi)。在(zai)35℃在(zai)溶液(ye)中加入(ru)原硅酸四乙酯，并在(zai)相同溫(wen)(wen)度下(xia)繼續用磁力攪拌(ban)15分鐘。在(zai)相同溫(wen)(wen)度下(xia)，將(jiang)(jiang)混合物(wu)保持在(zai)烘箱內24小時(shi)。然后將(jiang)(jiang)混合物(wu)放入(ru)40℃水熱處理24小時(shi)。白色沉淀(dian)物(wu)通(tong)(tong)過過濾(lv)回收(shou)干(gan)燥，不(bu)在(zai)35℃下(xia)洗滌過夜。之后，通(tong)(tong)過560℃煅燒去除(chu)表面活(huo)性劑(ji)，將(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)度升高到(dao)560℃，加熱速(su)度為1℃/min。

　　活性炭和(he)SBA-16吸(xi)附脫(tuo)硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸(xi)附劑(ji)用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活性(xing)炭(tan)，SBA-16脫(tuo)硫的比較

　　在平衡(heng)條(tiao)件下進行(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等溫線(xian)研(yan)究(jiu)，以測量吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑上(shang)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等溫線(xian)如(ru)圖2所示。這些結果(guo)表(biao)明，活(huo)性(xing)炭(tan)樣品DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)程度遠高于SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)平衡(heng)大(da)(da)約需要40分(fen)鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)速率與吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑基(ji)質上(shang)活(huo)性(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)位(wei)點的(de)(de)含(han)量有(you)關。結果(guo)表(biao)明，不同的(de)(de)介(jie)孔(kong)材料(liao)具有(you)不同的(de)(de)硫吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)，不僅取決(jue)于結構，還取決(jue)于表(biao)面官能團。活(huo)性(xing)炭(tan)性(xing)能比SBA-由于吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)大(da)(da)，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)高BET表(biao)面積(ji)和較大(da)(da)的(de)(de)中(zhong)(zhong)孔(kong)體(ti)(ti)積(ji)。另一方面，活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)率比SBA-由于介(jie)孔(kong)體(ti)(ti)積(ji)大(da)(da)，16快(kuai)。建議在一系列擴散步驟中(zhong)(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)過程，然后進入(ru)微(wei)孔(kong)。當樣品中(zhong)(zhong)孔(kong)體(ti)(ti)積(ji)小時，平衡(heng)需要更長的(de)(de)時間。根(gen)據這些結果(guo)，在本研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)選擇活(huo)性(xing)炭(tan)作為(wei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二苯并(bing)噻命(ming)的(de)(de)合適(shi)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑。

　　不同初始濃度(du)對活性(xing)炭吸硫能力的影響(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)10ml溶液(ye)中(zhong)用(yong)0.02g活性(xing)炭(tan)實驗(圖3)顯示了(le)活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)苯(ben)并噻(sai)命的(de)混合時間和(he)(he)初(chu)始濃度的(de)影(ying)響(xiang)。這(zhe)張照片(pian)顯示，隨著攪拌(ban)時間的(de)增加(jia)，活性(xing)炭(tan)對二(er)苯(ben)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)增加(jia)，初(chu)始濃度較低的(de)溶液(ye)更早達到(dao)平衡。在(zai)(zai)達到(dao)飽和(he)(he)之(zhi)前，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)曲線略有增加(jia)和(he)(he)連續。結果表明，在(zai)(zai)相互(hu)作用(yong)期附(fu)(fu)(fu)在(zai)(zai)相互(hu)作用(yong)期的(de)初(chu)始階段很快，然(ran)后在(zai)(zai)平衡附(fu)(fu)(fu)近變(bian)慢。這(zhe)種現象是由于(yu)初(chu)始階段有大量未(wei)填充(chong)的(de)表面位(wei)點可(ke)用(yong)于(yu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，一段時間后，由于(yu)溶質分(fen)子之(zhi)間的(de)排(pai)斥，難(nan)以處(chu)理未(wei)填充(chong)的(de)未(wei)填充(chong)表面位(wei)點。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)速率(lv)取決于(yu)各種參數，如(ru)攪拌(ban)速率(lv)、活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)物理性(xing)質、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑量和(he)(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)質。活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)二(er)苯(ben)并噻(sai)吩量隨時間增加(jia)，有時會增加(jia)，當二(er)苯(ben)并噻(sai)吩完全從溶液(ye)中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時，它在(zai)(zai)外面不斷(duan)改進。在(zai)(zai)這(zhe)些活化條件下，活性(xing)炭(tan)的(de)*大吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容量是在(zai)(zai)平衡時間吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)二(er)苯(ben)和(he)(he)噻(sai)命量。

　　在這(zhe)項工(gong)作中，成功合(he)成了(le)一種(zhong)新型活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑，并測(ce)試了(le)其(qi)吸(xi)附(fu)(fu)行為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)(fu)結(jie)(jie)果表(biao)明，硬模(mo)板活性(xing)炭(tan)是其(qi)模(mo)板SBA-16完(wan)美復制(zhi)品。許(xu)多(duo)孔吸(xi)附(fu)(fu)劑從(cong)汽油燃(ran)料溶液(ye)中吸(xi)液(ye)中吸(xi)附(fu)(fu)二苯的(de)研(yan)(yan)究(jiu)(DBT)，可(ke)以(yi)得出結(jie)(jie)論，不同的(de)多(duo)孔材料不僅取決于多(duo)孔材料的(de)結(jie)(jie)構(gou)結(jie)(jie)構(gou)，還取決于表(biao)面官能團。在活性(xing)炭(tan)上發(fa)現DBT吸(xi)附(fu)(fu)量高于SBA-16。為了(le)更好地擬合(he)兩種(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)平衡研(yan)(yan)究(jiu)，已經顯示了(le)實驗結(jie)(jie)果Langmuir等溫線(xian)。簡(jian)而言(yan)之，結(jie)(jie)果表(biao)明，活性(xing)炭(tan)是一種(zhong)有(you)效而有(you)前(qian)途的(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑，用于從(cong)液(ye)體樣品中分(fen)離二苯并噻(sai)命。