活性炭(tan)在工業廢(fei)氣凈化中(zhong)的應(ying)用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸(xi)附劑具有較強的(de)(de)去除痕(hen)跡物質的(de)(de)能力和良(liang)好的(de)(de)選(xuan)擇性(xing)，可(ke)以分離結(jie)構相似、物化性(xing)質相近的(de)(de)物質。

　　吸(xi)(xi)附(fu)分(fen)離工藝(yi)已廣泛(fan)應用(yong)(yong)于石油(you)、化工、冶(ye)金(jin)、食品(pin)和醫藥(yao)行業，在保護環(huan)境和控制(zhi)污染方面(mian)發揮(hui)著越來越重要的作用(yong)(yong)。吸(xi)(xi)附(fu)分(fen)離日益(yi)成為一個完整和獨立的單元(yuan)操作。

　　活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是一種孔(kong)隙(xi)結構(gou)高度發達、內(nei)表面積大的人工炭(tan)(tan)(tan)材(cai)料，通常孔(kong)容(rong)積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附(fu)(fu)是活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)*顯著的特征之一，它能從(cong)氣相(xiang)(xiang)或液相(xiang)(xiang)中(zhong)吸附(fu)(fu)各種物(wu)質(zhi)。

　　活性炭的特性

　　高度(du)發(fa)達的孔隙結(jie)構(gou)和巨大的內(nei)表面積,表面上(shang)含有(you)(或可(ke)附加(jia)上(shang))多(duo)種(zhong)官(guan)能(neng)(neng)團(以(yi)(yi)增加(jia)活性點),具(ju)有(you)催化性能(neng)(neng)、性能(neng)(neng)穩定、可(ke)在不同溫(wen)度(du)、酸(suan)堿度(du)中(zhong)使用可(ke)以(yi)(yi)再(zai)生，近乎“萬能(neng)(neng)”的活性炭(tan)得到日益廣泛(fan)的應用。

　　傳統應用(yong)-食品和醫藥脫色、除(chu)味、防毒面具。

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

　　近年來，在環(huan)境保(bao)護方面：凈化供(gong)水(shui)、污水(shui)處理、凈化空氣，去除生產(chan)中排放的有害(hai)氣體

　　綠色存儲電(dian)源：超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器

　　目前，世界活性(xing)炭(tan)年消費(fei)量(liang)超過120萬噸，年增長率為~15%。西方(fang)一(yi)些發達國家性(xing)炭(tan)年需求量(liang)為300-400克。

　　吸附法工業有機(ji)廢氣凈化

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(ju)(環氧烷)型三嵌段共聚(ju)物(wu)將(jiang)這些溶(rong)液(ye)溶(rong)解在(zai)(zai)(zai)40℃的HCl在(zai)(zai)(zai)水溶(rong)液(ye)中攪(jiao)拌5小時。在(zai)(zai)(zai)35℃在(zai)(zai)(zai)溶(rong)液(ye)中加入原硅酸四乙酯，并(bing)在(zai)(zai)(zai)相(xiang)同(tong)溫(wen)度(du)下繼(ji)續用磁(ci)力(li)攪(jiao)拌15分鐘。在(zai)(zai)(zai)相(xiang)同(tong)溫(wen)度(du)下，將(jiang)混合物(wu)保持在(zai)(zai)(zai)烘箱內24小時。然后將(jiang)混合物(wu)放入40℃水熱處(chu)理24小時。白(bai)色沉淀物(wu)通過過濾(lv)回收干燥，不在(zai)(zai)(zai)35℃下洗(xi)滌過夜(ye)。之(zhi)后，通過560℃煅燒去除(chu)表面活性劑，將(jiang)溫(wen)度(du)升高到560℃，加熱速度(du)為1℃/min。

　　活性炭和SBA-16吸附脫(tuo)硫的比較(jiao)(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用(yong)量(liang)：20 mg / L，溫度(du)：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活(huo)性炭，SBA-16脫硫的比較(jiao)

　　在(zai)平衡(heng)條件下進行吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫線研(yan)究，以測量(liang)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容量(liang)。DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑上的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫線如(ru)圖(tu)2所(suo)示。這(zhe)些結(jie)果(guo)表明，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)樣(yang)(yang)品DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)程(cheng)度(du)遠高于(yu)(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)平衡(heng)大(da)(da)約需要40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率(lv)與吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑基質上活(huo)(huo)性(xing)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)位點的含量(liang)有(you)關。結(jie)果(guo)表明，不同(tong)的介孔材料具有(you)不同(tong)的硫吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力，不僅(jin)取決于(yu)(yu)結(jie)構，還取決于(yu)(yu)表面(mian)(mian)官能團。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)性(xing)能比SBA-由于(yu)(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力大(da)(da)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力高BET表面(mian)(mian)積和較(jiao)大(da)(da)的中孔體積。另一(yi)方面(mian)(mian)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)率(lv)比SBA-由于(yu)(yu)介孔體積大(da)(da)，16快。建議在(zai)一(yi)系列擴散(san)步(bu)驟(zou)中發生(sheng)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過程(cheng)，然后進入微孔。當樣(yang)(yang)品中孔體積小(xiao)時，平衡(heng)需要更(geng)長(chang)的時間。根(gen)據這(zhe)些結(jie)果(guo)，在(zai)本研(yan)究中選擇(ze)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)作為(wei)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二苯并(bing)噻(sai)命的合適吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同初(chu)始濃(nong)度對活性炭吸(xi)硫(liu)能力的影響(吸(xi)附劑量:20 mg / L，溫度：25°C，攪(jiao)拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)10ml溶(rong)(rong)液中(zhong)用0.02g活(huo)性(xing)炭(tan)實(shi)驗(圖3)顯示了活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)(er)(er)(er)苯(ben)并噻(sai)(sai)命的(de)混合時(shi)(shi)間(jian)和(he)(he)(he)初(chu)(chu)始(shi)濃度(du)的(de)影(ying)響(xiang)。這(zhe)張(zhang)照片顯示，隨著攪拌時(shi)(shi)間(jian)的(de)增(zeng)加(jia)，活(huo)性(xing)炭(tan)對二(er)(er)(er)(er)苯(ben)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)增(zeng)加(jia)，初(chu)(chu)始(shi)濃度(du)較低的(de)溶(rong)(rong)液更早達(da)到平(ping)衡。在(zai)達(da)到飽(bao)和(he)(he)(he)之(zhi)前，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)曲線(xian)略有增(zeng)加(jia)和(he)(he)(he)連續(xu)。結果表(biao)明(ming)，在(zai)相互(hu)作(zuo)(zuo)用期附(fu)(fu)(fu)在(zai)相互(hu)作(zuo)(zuo)用期的(de)初(chu)(chu)始(shi)階(jie)段(duan)很快，然后在(zai)平(ping)衡附(fu)(fu)(fu)近變慢。這(zhe)種現象是由于初(chu)(chu)始(shi)階(jie)段(duan)有大量未填充的(de)表(biao)面位點可(ke)用于吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，一段(duan)時(shi)(shi)間(jian)后，由于溶(rong)(rong)質(zhi)分子之(zhi)間(jian)的(de)排斥(chi)，難以(yi)處理未填充的(de)未填充表(biao)面位點。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率取(qu)決(jue)于各(ge)種參(can)數，如攪拌速(su)率、活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)物(wu)理性(xing)質(zhi)、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑量和(he)(he)(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)質(zhi)。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)二(er)(er)(er)(er)苯(ben)并噻(sai)(sai)吩量隨時(shi)(shi)間(jian)增(zeng)加(jia)，有時(shi)(shi)會(hui)增(zeng)加(jia)，當二(er)(er)(er)(er)苯(ben)并噻(sai)(sai)吩完全從(cong)溶(rong)(rong)液中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)(shi)，它在(zai)外面不(bu)斷改(gai)進(jin)。在(zai)這(zhe)些活(huo)化條(tiao)件下，活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)*大吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容量是在(zai)平(ping)衡時(shi)(shi)間(jian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)二(er)(er)(er)(er)苯(ben)和(he)(he)(he)噻(sai)(sai)命量。

　　在(zai)這項工作中，成(cheng)功合成(cheng)了(le)(le)一種新型活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)劑，并測(ce)試了(le)(le)其吸(xi)(xi)附(fu)行為。XRD和N 2.吸(xi)(xi)附(fu)結(jie)果(guo)表(biao)明，硬模板(ban)活(huo)性炭(tan)是其模板(ban)SBA-16完美(mei)復制品。許多孔吸(xi)(xi)附(fu)劑從汽油(you)燃(ran)料(liao)溶液中吸(xi)(xi)液中吸(xi)(xi)附(fu)二苯的(de)(de)研(yan)究(jiu)(DBT)，可(ke)以得(de)出結(jie)論，不同(tong)的(de)(de)多孔材(cai)料(liao)不僅取決于多孔材(cai)料(liao)的(de)(de)結(jie)構結(jie)構，還(huan)取決于表(biao)面(mian)官能團(tuan)。在(zai)活(huo)性炭(tan)上發現DBT吸(xi)(xi)附(fu)量高于SBA-16。為了(le)(le)更好地擬合兩(liang)種吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)平衡(heng)研(yan)究(jiu)，已經顯示了(le)(le)實驗(yan)結(jie)果(guo)Langmuir等溫線。簡而言之(zhi)，結(jie)果(guo)表(biao)明，活(huo)性炭(tan)是一種有效而有前途的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑，用于從液體樣品中分離(li)二苯并噻命(ming)。