活性炭礦物質的影響

　　礦物質通(tong)過直接和物理(li)活化的(de)(de)褐煤獲得(de)了(le)一(yi)系(xi)列新的(de)(de)活性炭吸附劑(ji)，其特點(dian)是礦物質含量高。對多孔結構(gou)發育、酸堿(jian)表面團(tuan)的(de)(de)影響(xiang)以(yi)及液體和氣體污染物制備的(de)(de)活性炭的(de)(de)吸附性能進行了(le)測試。并研究以(yi)二氧(yang)化氮和硫化氫為(wei)代表的(de)(de)氣體污染物的(de)(de)物理(li)化學和吸附性質，以(yi)及以(yi)亞甲基藍和碘(dian)為(wei)代表的(de)(de)液體雜(za)質。

　　獲得煤質活性炭

　　初始(shi)樣品由(you)褐煤制成，其特(te)點是高(gao)灰(hui)含量18wt%。將(jiang)前體(ti)(B)研磨(mo)篩分至2-4mm粒度(du)分為兩部分，并進行兩種不同的處理：使(shi)用二氧化(hua)碳(tan)(BA樣品)直接(jie)激活起始(shi)煤和(2)熱(re)解原料，然后物理激活二氧化(hua)碳(tan)(BPA樣品)。

　　前(qian)體(ti)的(de)(de)(de)直接熱(re)(re)的(de)(de)(de)石英管反(fan)應器中(zhong)(zhong)，前(qian)體(ti)的(de)(de)(de)直接活化(hua)溫(wen)度為850℃，二(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)流250ml / min45分鐘的(de)(de)(de)流速(su)。氬氣(qi)流下170起始(shi)材料(liao)熱(re)(re)解ml / min流速(su)。一(yi)部分前(qian)體(ti)(約155g)室溫(wen)加熱(re)(re)(10℃/ min)至*終(zhong)的(de)(de)(de)700℃熱(re)(re)解溫(wen)度并(bing)(bing)保持30分鐘。之(zhi)后，將流過(guo)反(fan)應器的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)切換成二(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)，獲得900個碳(tan)(tan)℃，二(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)流250ml / min的(de)(de)(de)流速(su)下進行物(wu)理(li)活化(hua)45分鐘。為了檢查(cha)活性炭中(zhong)(zhong)礦(kuang)物(wu)質對物(wu)理(li)化(hua)學和(he)吸附性質的(de)(de)(de)影響，一(yi)些活性炭使用熱(re)(re)濃鹽酸(D)軟化(hua)3小時(shi)。脫礦(kuang)階段結束后，用熱(re)(re)蒸(zheng)餾水清(qing)洗樣品(pin)，直至不含氯離子，并(bing)(bing)在110℃干燥24小時(shi)。

　　活性炭的結構參數

　　更多活性(xing)炭成分(fen)(fen)數據(ju)分(fen)(fen)析(xi)表(biao)1顯示，棕煤的(de)(de)(de)直接和(he)(he)(he)(he)兩階(jie)段活化(hua)不(bu)能有效地發展表(biao)面積和(he)(he)(he)(he)多孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)結(jie)構(gou)。407和(he)(he)(he)(he)436m 2 / g總孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)體積為0.34和(he)(he)(he)(he)0.39cm 3之間變化(hua)/G。制備材料結(jie)構(gou)參數差的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原因可能是含量很高的(de)(de)(de)無(wu)機(ji)物(wu)質(zhi)，可以沉積在孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)中，防止被吸附分(fen)(fen)子進入小孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)。兩種活性(xing)炭的(de)(de)(de)多孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)結(jie)構(gou)包括介孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)比例高、總孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)體積低、平均孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)徑(jing)相對較(jiao)高、氮(dan)吸附等溫線(xian)和(he)(he)(he)(he)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)徑(jing)分(fen)(fen)布(bu)， 分(fen)(fen)別。根(gen)據(ju)IUPAC分(fen)(fen)類(lei)，獲得(de)BA和(he)(he)(he)(he)BPA樣(yang)品等溫線(xian)接近I型，具有微孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)和(he)(he)(he)(he)介孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)材料接近微孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)范圍的(de)(de)(de)特點。然(ran)而，廣(guang)泛的(de)(de)(de)滯后環(H4型)證明孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)徑(jing)較(jiao)大。從孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)徑(jing)分(fen)(fen)布(bu)曲線(xian)的(de)(de)(de)過程來看(kan)，直徑(jing)范圍主(zhu)要(yao)從2到15不(bu)等nm的(de)(de)(de)介孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)。

　　活性炭(tan)對二(er)氧化氮(dan)和硫(liu)化氫的(de)吸附(fu)(fu)能(neng)力有(you)(you)利于吸附(fu)(fu)酸(suan)性天然氣污染物(wu)(wu)的(de)主要(yao)前(qian)提是活性炭(tan)結構(gou)中(zhong)礦物(wu)(wu)質含量高，堿性表面官能(neng)團(tuan)數量多。根據(ju)之(zhi)前(qian)的(de)文獻報道，這種(zhong)污染被去除了(le)。為了(le)驗(yan)證這一假設，所有(you)(you)制備的(de)材料都經過了(le)四(si)種(zhong)變體的(de)吸附(fu)(fu)試驗(yan)。

　　上述結果證(zheng)實，礦物(wu)(wu)質(zhi)含量(liang)高的(de)(de)(de)褐煤可成功用(yong)作(zuo)廉價活(huo)性炭的(de)(de)(de)前體(ti)(ti)，對酸(suan)性特性（特別(bie)是二氧化氮）氣(qi)體(ti)(ti)污染(ran)物(wu)(wu)和(he)亞甲(jia)基藍色(se)和(he)無(wu)機化合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)吸附(fu)能力非(fei)常好。如結果所示(shi)，NO 2和(he)H 從(cong)氣(qi)體(ti)(ti)通(tong)量(liang)中(zhong)去除(chu)2的(de)(de)(de)有效性S首(shou)先取決于吸附(fu)條件(jian)。已經證(zheng)明，吸附(fu)劑床(chuang)的(de)(de)(de)初(chu)步濕(shi)潤(run)和(he)蒸汽的(de)(de)(de)存在顯著增(zeng)加了(le)去除(chu)污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)數量(liang)。此外，通(tong)過鹽酸(suan)去除(chu)制備的(de)(de)(de)活(huo)性炭，顯著降低了(le)有毒氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)能力，提高了(le)從(cong)液相中(zhong)去除(chu)雜(za)質(zhi)的(de)(de)(de)效率(lv)。