活性炭在工業(ye)廢氣凈化(hua)中的應(ying)用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸附(fu)劑(ji)具(ju)有較強的去除(chu)痕跡物質的能力和良(liang)好(hao)的選擇性，可以分離結構相(xiang)似(si)、物化(hua)性質相(xiang)近的物質。

　　吸附(fu)分離工藝已廣泛應用(yong)于石油、化工、冶金、食品和醫藥行業，在保(bao)護環境(jing)和控(kong)制污染(ran)方面發揮著越(yue)來越(yue)重要的(de)作(zuo)用(yong)。吸附(fu)分離日益成(cheng)為一個(ge)完整和獨(du)立的(de)單元操作(zuo)。

　　活(huo)性炭(tan)(tan)是(shi)一(yi)種孔(kong)隙結構(gou)高度(du)發達(da)、內(nei)表(biao)面(mian)積(ji)大(da)的人工炭(tan)(tan)材料，通常孔(kong)容積(ji)為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸(xi)附是(shi)活(huo)性炭(tan)(tan)*顯著的特征之一(yi)，它能(neng)從氣相(xiang)或液相(xiang)中(zhong)吸(xi)附各種物(wu)質。

　　活性炭的特性

　　高度發達的(de)孔(kong)隙(xi)結構和(he)巨大的(de)內表(biao)面積,表(biao)面上(shang)含(han)有(或可附加上(shang))多種官能(neng)團(以增加活性(xing)點(dian)),具有催化性(xing)能(neng)、性(xing)能(neng)穩定(ding)、可在不同溫度、酸堿度中(zhong)使用可以再生(sheng)，近乎“萬(wan)能(neng)”的(de)活性(xing)炭得到(dao)日益廣泛的(de)應用。

　　傳統應用-食品和醫藥(yao)脫色、除(chu)味、防毒面具。

　　大規模工業應(ying)用(yong)：有機合成工業作為催化劑(ji)和載體，溶劑(ji)精制(zhi)、回(hui)收和分離，防(fang)止(zhi)原(yuan)子能設施釋放的放射性(xing)物質。

　　近年來，在(zai)環境保護方面：凈(jing)化供水、污水處理、凈(jing)化空氣(qi)，去除生產中(zhong)排放的有(you)害氣(qi)體

　　綠色存儲電源：超級電容器(qi)

　　目前，世界活(huo)性炭年消費量超過120萬噸(dun)，年增長(chang)率(lv)為~15%。西(xi)方一(yi)些發(fa)達(da)國(guo)家性炭年需求量為300-400克(ke)。

　　吸附(fu)法工業有機廢氣(qi)凈化(hua)

　　SBA-16的合成(cheng)

　　兩(liang)種聚(環(huan)氧烷)型(xing)三嵌段共聚物(wu)將(jiang)這(zhe)些溶液溶解在(zai)40℃的(de)HCl在(zai)水溶液中攪(jiao)拌(ban)5小(xiao)時(shi)。在(zai)35℃在(zai)溶液中加入原硅酸四乙(yi)酯，并在(zai)相同(tong)溫度下繼續用磁(ci)力攪(jiao)拌(ban)15分鐘。在(zai)相同(tong)溫度下，將(jiang)混(hun)合(he)物(wu)保持在(zai)烘箱內24小(xiao)時(shi)。然后(hou)將(jiang)混(hun)合(he)物(wu)放入40℃水熱(re)處理24小(xiao)時(shi)。白色沉淀物(wu)通(tong)過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾(lv)回收(shou)干(gan)燥，不在(zai)35℃下洗(xi)滌(di)過(guo)(guo)夜。之后(hou)，通(tong)過(guo)(guo)560℃煅燒(shao)去除(chu)表面活性劑，將(jiang)溫度升高(gao)到560℃，加熱(re)速度為1℃/min。

　　活(huo)性炭(tan)和SBA-16吸(xi)附脫硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸(xi)附劑用(yong)量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活(huo)性炭，SBA-16脫硫的比較

　　在(zai)平衡條件(jian)下進行(xing)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線研(yan)(yan)究(jiu)，以測量(liang)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)容量(liang)。DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)上的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線如(ru)圖2所示(shi)。這(zhe)些(xie)結果表明(ming)，活(huo)性(xing)炭樣(yang)品(pin)DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)程(cheng)(cheng)度遠(yuan)高于SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)平衡大約(yue)需要(yao)40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)速(su)率與吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)基(ji)質上活(huo)性(xing)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)位(wei)點(dian)的(de)含量(liang)有關。結果表明(ming)，不(bu)同(tong)的(de)介孔(kong)材料具有不(bu)同(tong)的(de)硫吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)力(li)，不(bu)僅取決于結構(gou)，還取決于表面官能(neng)(neng)團。活(huo)性(xing)炭性(xing)能(neng)(neng)比SBA-由于吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)力(li)大，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)力(li)高BET表面積(ji)和較大的(de)中(zhong)孔(kong)體積(ji)。另一方面，活(huo)性(xing)炭的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)率比SBA-由于介孔(kong)體積(ji)大，16快。建議(yi)在(zai)一系列(lie)擴散步驟(zou)中(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)過程(cheng)(cheng)，然(ran)后(hou)進入微孔(kong)。當樣(yang)品(pin)中(zhong)孔(kong)體積(ji)小(xiao)時，平衡需要(yao)更長的(de)時間。根據這(zhe)些(xie)結果，在(zai)本(ben)研(yan)(yan)究(jiu)中(zhong)選擇(ze)活(huo)性(xing)炭作為吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)二苯(ben)并(bing)噻(sai)命的(de)合適吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)。

　　不同初始濃(nong)度(du)(du)對活性炭(tan)吸硫(liu)能力的(de)影(ying)響(吸附劑量:20 mg / L，溫度(du)(du)：25°C，攪(jiao)拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)10ml溶(rong)液中用(yong)0.02g活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭實驗(yan)(圖(tu)3)顯示了活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯(ben)(ben)并(bing)(bing)(bing)噻(sai)(sai)命的(de)(de)(de)混合時(shi)間(jian)(jian)和初(chu)始濃度的(de)(de)(de)影響。這(zhe)張照(zhao)片顯示，隨著攪拌(ban)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)增加(jia)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭對二(er)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)增加(jia)，初(chu)始濃度較低的(de)(de)(de)溶(rong)液更早(zao)達到平(ping)衡。在(zai)達到飽(bao)和之前(qian)，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)曲線(xian)略有增加(jia)和連續(xu)。結(jie)果表明，在(zai)相互作用(yong)期附(fu)(fu)(fu)(fu)在(zai)相互作用(yong)期的(de)(de)(de)初(chu)始階段很快(kuai)，然后(hou)在(zai)平(ping)衡附(fu)(fu)(fu)(fu)近(jin)變慢。這(zhe)種(zhong)現(xian)象是由于初(chu)始階段有大(da)(da)量(liang)未(wei)填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)表面位點(dian)可用(yong)于吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，一段時(shi)間(jian)(jian)后(hou)，由于溶(rong)質(zhi)(zhi)分子之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)排斥，難以(yi)處理未(wei)填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)未(wei)填(tian)充(chong)表面位點(dian)。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)速(su)率取決于各(ge)種(zhong)參數，如攪拌(ban)速(su)率、活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)物(wu)理性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)、吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑量(liang)和吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)二(er)苯(ben)(ben)并(bing)(bing)(bing)噻(sai)(sai)吩(fen)量(liang)隨時(shi)間(jian)(jian)增加(jia)，有時(shi)會(hui)增加(jia)，當(dang)二(er)苯(ben)(ben)并(bing)(bing)(bing)噻(sai)(sai)吩(fen)完(wan)全(quan)從溶(rong)液中吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時(shi)，它在(zai)外(wai)面不斷改(gai)進。在(zai)這(zhe)些活(huo)(huo)(huo)化(hua)條件下，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)*大(da)(da)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)容量(liang)是在(zai)平(ping)衡時(shi)間(jian)(jian)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)二(er)苯(ben)(ben)和噻(sai)(sai)命量(liang)。

　　在這項(xiang)工(gong)作中，成(cheng)(cheng)功(gong)合成(cheng)(cheng)了一種新(xin)型活性(xing)炭吸(xi)附(fu)劑(ji)，并測試了其(qi)吸(xi)附(fu)行(xing)為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)結(jie)果表明(ming)，硬模(mo)板活性(xing)炭是其(qi)模(mo)板SBA-16完美(mei)復(fu)制品(pin)。許多孔吸(xi)附(fu)劑(ji)從汽(qi)油(you)燃料溶(rong)液中吸(xi)液中吸(xi)附(fu)二苯的(de)研(yan)究(jiu)(DBT)，可以得(de)出結(jie)論(lun)，不(bu)同的(de)多孔材料不(bu)僅取(qu)決于(yu)多孔材料的(de)結(jie)構結(jie)構，還取(qu)決于(yu)表面官(guan)能(neng)團。在活性(xing)炭上發現DBT吸(xi)附(fu)量高(gao)于(yu)SBA-16。為了更好地擬合兩種吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)平衡研(yan)究(jiu)，已經顯示(shi)了實(shi)驗結(jie)果Langmuir等溫線(xian)。簡(jian)而言之，結(jie)果表明(ming)，活性(xing)炭是一種有(you)效而有(you)前途的(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)，用于(yu)從液體樣品(pin)中分離二苯并噻命。