活性炭在(zai)工業廢氣凈化(hua)中的(de)應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作(zuo)為吸附劑(ji)具有較強的(de)去除痕跡物(wu)質的(de)能力和良(liang)好的(de)選(xuan)擇(ze)性，可以分離結(jie)構相(xiang)似、物(wu)化性質相(xiang)近的(de)物(wu)質。

　　吸附(fu)分離工藝已廣(guang)泛應用于石油、化工、冶金、食品(pin)和(he)醫藥行業，在保護環境和(he)控(kong)制污染方面(mian)發揮著越(yue)來越(yue)重(zhong)要的作用。吸附(fu)分離日(ri)益成為一個完(wan)整和(he)獨(du)立的單元操作。

　　活性炭(tan)是一(yi)種孔隙(xi)結構高度(du)發達(da)、內表(biao)面積大(da)的(de)人工(gong)炭(tan)材料(liao)，通(tong)常孔容積為(wei)0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是活性炭(tan)*顯著(zhu)的(de)特征之(zhi)一(yi)，它能從(cong)氣相或液相中吸附各種物質。

　　活性炭的特性

　　高度發(fa)達的孔隙結構(gou)和(he)巨大的內表面積(ji),表面上(shang)含有(或可附加上(shang))多(duo)種官能(neng)(neng)團(以(yi)增(zeng)加活(huo)性(xing)(xing)點),具有催化性(xing)(xing)能(neng)(neng)、性(xing)(xing)能(neng)(neng)穩定、可在(zai)不同溫度、酸(suan)堿(jian)度中使用可以(yi)再生，近乎(hu)“萬能(neng)(neng)”的活(huo)性(xing)(xing)炭得到(dao)日益廣泛(fan)的應用。

　　傳統(tong)應用(yong)-食品和醫藥脫色、除味(wei)、防毒面具。

　　大規模工(gong)業應用(yong)：有機(ji)合成工(gong)業作為催化(hua)劑(ji)和載體，溶劑(ji)精(jing)制、回收和分離，防(fang)止(zhi)原子(zi)能(neng)設施釋放的放射性物質。

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

　　綠色存儲電(dian)源：超級電(dian)容器

　　目前，世(shi)界活性炭年(nian)消費量超過(guo)120萬噸，年(nian)增長率為~15%。西方一(yi)些發達國家(jia)性炭年(nian)需求量為300-400克。

　　吸附(fu)法工業有機廢氣(qi)凈(jing)化

　　SBA-16的(de)合成

　　兩種(zhong)聚(環氧烷)型(xing)三嵌段共(gong)聚物將(jiang)(jiang)這些(xie)溶(rong)液溶(rong)解在(zai)(zai)(zai)(zai)40℃的HCl在(zai)(zai)(zai)(zai)水溶(rong)液中攪(jiao)拌(ban)5小(xiao)時(shi)。在(zai)(zai)(zai)(zai)35℃在(zai)(zai)(zai)(zai)溶(rong)液中加(jia)入原硅酸(suan)四乙酯，并(bing)在(zai)(zai)(zai)(zai)相同溫(wen)度下(xia)繼續用磁(ci)力(li)攪(jiao)拌(ban)15分鐘(zhong)。在(zai)(zai)(zai)(zai)相同溫(wen)度下(xia)，將(jiang)(jiang)混合物保(bao)持(chi)在(zai)(zai)(zai)(zai)烘箱內24小(xiao)時(shi)。然后將(jiang)(jiang)混合物放入40℃水熱(re)處理24小(xiao)時(shi)。白色沉(chen)淀物通(tong)過過濾回收干燥，不(bu)在(zai)(zai)(zai)(zai)35℃下(xia)洗(xi)滌過夜(ye)。之(zhi)后，通(tong)過560℃煅(duan)燒去除(chu)表面活性劑，將(jiang)(jiang)溫(wen)度升高到(dao)560℃，加(jia)熱(re)速度為1℃/min。

　　活性炭和SBA-16吸附脫(tuo)硫(liu)的比較(jiao)(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用量：20 mg / L，溫度(du)：25°C，攪拌(ban)時間(jian)：360 min)。

　　活性(xing)炭，SBA-16脫硫的比較

　　在平(ping)(ping)衡條(tiao)件下進行吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)等溫(wen)線(xian)研究(jiu)，以測量吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)容(rong)量。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)上的吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)等溫(wen)線(xian)如圖2所示(shi)。這些結果(guo)表(biao)明(ming)，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)樣(yang)品DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)程度遠高(gao)于SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)平(ping)(ping)衡大(da)約需要40分(fen)鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)速率(lv)與吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)基質上活性(xing)(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)位點(dian)的含量有關。結果(guo)表(biao)明(ming)，不(bu)(bu)同的介(jie)孔(kong)材料具有不(bu)(bu)同的硫吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)能力，不(bu)(bu)僅取(qu)決(jue)于結構(gou)，還取(qu)決(jue)于表(biao)面官能團。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)性(xing)(xing)能比(bi)SBA-由于吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)能力大(da)，吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)能力高(gao)BET表(biao)面積和較(jiao)大(da)的中(zhong)孔(kong)體積。另一方面，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)率(lv)比(bi)SBA-由于介(jie)孔(kong)體積大(da)，16快。建(jian)議(yi)在一系列擴(kuo)散步驟中(zhong)發(fa)生吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)過程，然后進入(ru)微孔(kong)。當樣(yang)品中(zhong)孔(kong)體積小(xiao)時，平(ping)(ping)衡需要更長的時間。根據這些結果(guo)，在本研究(jiu)中(zhong)選(xuan)擇(ze)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)作為吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)二苯并噻命(ming)的合適(shi)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)。

　　不同初(chu)始濃(nong)度(du)對(dui)活性(xing)炭吸硫能力的影響(xiang)(吸附劑量:20 mg / L，溫度(du)：25°C，攪(jiao)拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)(zai)10ml溶(rong)(rong)液中(zhong)用0.02g活性(xing)(xing)炭實驗(圖3)顯示(shi)了活性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)(er)(er)(er)(er)苯(ben)并噻命的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混合(he)時間(jian)和初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。這張照(zhao)片顯示(shi)，隨著攪(jiao)拌時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)，活性(xing)(xing)炭對二(er)(er)(er)(er)(er)苯(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)增(zeng)加(jia)(jia)，初始(shi)濃(nong)度(du)較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液更早達(da)到平(ping)衡。在(zai)(zai)達(da)到飽和之前，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)曲(qu)線略有增(zeng)加(jia)(jia)和連續。結果表(biao)明(ming)，在(zai)(zai)相互(hu)作用期(qi)附(fu)(fu)(fu)(fu)在(zai)(zai)相互(hu)作用期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)初始(shi)階(jie)段(duan)很快，然后在(zai)(zai)平(ping)衡附(fu)(fu)(fu)(fu)近變慢。這種現象是由于初始(shi)階(jie)段(duan)有大量(liang)未(wei)填充的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面位點可用于吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，一(yi)段(duan)時間(jian)后，由于溶(rong)(rong)質(zhi)(zhi)分(fen)子之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排斥，難以(yi)處理(li)未(wei)填充的(de)(de)(de)(de)(de)(de)未(wei)填充表(biao)面位點。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)速率(lv)取(qu)決于各(ge)種參數，如攪(jiao)拌速率(lv)、活性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)、吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)量(liang)和吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)。活性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)(er)(er)(er)(er)苯(ben)并噻吩量(liang)隨時間(jian)增(zeng)加(jia)(jia)，有時會增(zeng)加(jia)(jia)，當二(er)(er)(er)(er)(er)苯(ben)并噻吩完(wan)全從溶(rong)(rong)液中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時，它在(zai)(zai)外面不斷(duan)改進。在(zai)(zai)這些活化條件下，活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)*大吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)容量(liang)是在(zai)(zai)平(ping)衡時間(jian)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)(er)(er)(er)(er)苯(ben)和噻命量(liang)。

　　在這項工作中(zhong)(zhong)，成功合(he)成了一(yi)種(zhong)新型活性炭(tan)吸(xi)附劑，并測試了其(qi)吸(xi)附行為(wei)。XRD和N 2.吸(xi)附結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明，硬模板活性炭(tan)是其(qi)模板SBA-16完美復制品。許多(duo)孔吸(xi)附劑從汽(qi)油燃料溶液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)附二(er)(er)苯(ben)的研究(DBT)，可以得出結(jie)(jie)論，不同(tong)的多(duo)孔材(cai)料不僅取決(jue)于多(duo)孔材(cai)料的結(jie)(jie)構結(jie)(jie)構，還取決(jue)于表(biao)面官能(neng)團。在活性炭(tan)上發現(xian)DBT吸(xi)附量高于SBA-16。為(wei)了更好地擬合(he)兩種(zhong)吸(xi)附劑的平衡研究，已經顯示了實驗結(jie)(jie)果(guo)Langmuir等溫線。簡而言之，結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明，活性炭(tan)是一(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)而有(you)前途的吸(xi)附劑，用(yong)于從液(ye)體(ti)樣品中(zhong)(zhong)分離(li)二(er)(er)苯(ben)并噻命。