活性炭礦物質的影響

　　礦物質通(tong)過(guo)直接和(he)(he)物理活化的(de)褐煤獲(huo)得(de)了(le)一系列新的(de)活性(xing)炭吸附劑，其特點是礦物質含量高(gao)。對多孔(kong)結(jie)構發(fa)育(yu)、酸(suan)堿表(biao)面團的(de)影(ying)響以及(ji)液(ye)(ye)體(ti)和(he)(he)氣體(ti)污染物制備(bei)的(de)活性(xing)炭的(de)吸附性(xing)能進行了(le)測試。并研究以二氧化氮和(he)(he)硫(liu)化氫為代(dai)表(biao)的(de)氣體(ti)污染物的(de)物理化學(xue)和(he)(he)吸附性(xing)質，以及(ji)以亞甲(jia)基藍和(he)(he)碘為代(dai)表(biao)的(de)液(ye)(ye)體(ti)雜質。

　　獲得煤質活性炭

　　初始樣(yang)品由褐煤(mei)制成，其(qi)特點是高灰含量18wt%。將前體(B)研磨篩分(fen)至(zhi)2-4mm粒度分(fen)為兩(liang)部分(fen)，并進行兩(liang)種不同的處理：使用二(er)氧化碳(BA樣(yang)品)直接激活起始煤(mei)和(2)熱解原料，然后物理激活二(er)氧化碳(BPA樣(yang)品)。

　　前(qian)體的(de)(de)(de)(de)直接熱(re)的(de)(de)(de)(de)石英管反應器(qi)中，前(qian)體的(de)(de)(de)(de)直接活化(hua)溫度為(wei)850℃，二(er)氧化(hua)碳流(liu)(liu)(liu)(liu)250ml / min45分(fen)(fen)鐘的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)。氬氣流(liu)(liu)(liu)(liu)下170起始材(cai)料熱(re)解(jie)ml / min流(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)。一部(bu)分(fen)(fen)前(qian)體(約155g)室(shi)溫加熱(re)(10℃/ min)至(zhi)*終的(de)(de)(de)(de)700℃熱(re)解(jie)溫度并保持30分(fen)(fen)鐘。之(zhi)后(hou)，將流(liu)(liu)(liu)(liu)過反應器(qi)的(de)(de)(de)(de)氣體切(qie)換成二(er)氧化(hua)碳，獲得900個碳℃，二(er)氧化(hua)碳流(liu)(liu)(liu)(liu)250ml / min的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)下進行物理(li)活化(hua)45分(fen)(fen)鐘。為(wei)了檢查活性(xing)炭中礦物質對物理(li)化(hua)學(xue)和吸附性(xing)質的(de)(de)(de)(de)影響，一些活性(xing)炭使用(yong)熱(re)濃鹽(yan)酸(D)軟化(hua)3小(xiao)時。脫(tuo)礦階段結束后(hou)，用(yong)熱(re)蒸餾水清洗(xi)樣品，直至(zhi)不含氯離子，并在110℃干燥24小(xiao)時。

　　活(huo)性炭的結構參數

　　更多活性炭成分(fen)(fen)數(shu)據分(fen)(fen)析表1顯示，棕煤的(de)(de)直接和(he)兩階(jie)段(duan)活化不能有效地(di)發展表面積(ji)和(he)多孔(kong)(kong)結構。407和(he)436m 2 / g總孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)為0.34和(he)0.39cm 3之間變(bian)化/G。制備材(cai)料(liao)(liao)結構參(can)數(shu)差的(de)(de)主(zhu)要原因可(ke)(ke)能是含量很高的(de)(de)無(wu)機物質，可(ke)(ke)以(yi)沉積(ji)在孔(kong)(kong)中，防止被(bei)吸附分(fen)(fen)子進入小孔(kong)(kong)。兩種活性炭的(de)(de)多孔(kong)(kong)結構包括介(jie)孔(kong)(kong)比例高、總孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)低(di)、平均(jun)孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)相對(dui)較高、氮吸附等(deng)(deng)溫(wen)(wen)線和(he)孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)分(fen)(fen)布(bu)， 分(fen)(fen)別。根據IUPAC分(fen)(fen)類，獲(huo)得BA和(he)BPA樣品等(deng)(deng)溫(wen)(wen)線接近I型，具有微(wei)孔(kong)(kong)和(he)介(jie)孔(kong)(kong)材(cai)料(liao)(liao)接近微(wei)孔(kong)(kong)范圍的(de)(de)特點。然而(er)，廣泛(fan)的(de)(de)滯后環(H4型)證(zheng)明孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)較大(da)。從孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)分(fen)(fen)布(bu)曲線的(de)(de)過程來(lai)看，直徑(jing)(jing)范圍主(zhu)要從2到15不等(deng)(deng)nm的(de)(de)介(jie)孔(kong)(kong)。

　　活性炭對二氧化氮和(he)硫化氫的吸(xi)附能力有利于吸(xi)附酸性天然氣(qi)污染物的主要前提是(shi)活性炭結構(gou)中礦物質(zhi)含量高，堿性表面官能團數量多。根據之前的文獻報(bao)道，這種污染被去除了(le)。為了(le)驗證這一(yi)假設(she)，所(suo)有制備的材料都經(jing)過了(le)四種變體的吸(xi)附試(shi)驗。

　　上(shang)述結果證(zheng)實，礦(kuang)物(wu)質含量高的(de)(de)褐煤(mei)可成功用作廉價活性(xing)炭的(de)(de)前體，對酸(suan)性(xing)特性(xing)（特別(bie)是(shi)二(er)氧化(hua)氮）氣(qi)體污(wu)染(ran)(ran)物(wu)和(he)(he)亞甲基藍色和(he)(he)無機化(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)吸附(fu)能力(li)(li)非常好。如結果所示(shi)，NO 2和(he)(he)H 從氣(qi)體通量中去除(chu)2的(de)(de)有效性(xing)S首(shou)先取(qu)決于吸附(fu)條件。已經證(zheng)明，吸附(fu)劑床的(de)(de)初(chu)步濕(shi)潤和(he)(he)蒸汽的(de)(de)存在(zai)顯(xian)著增加(jia)了(le)去除(chu)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)數量。此外，通過鹽酸(suan)去除(chu)制備的(de)(de)活性(xing)炭，顯(xian)著降低了(le)有毒氣(qi)體的(de)(de)能力(li)(li)，提高了(le)從液相中去除(chu)雜質的(de)(de)效率。