活性(xing)炭在工(gong)業(ye)廢氣凈化中的應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸附劑具有較強的去除痕跡物質(zhi)的能(neng)力和良(liang)好的選擇性(xing)，可以(yi)分離(li)結構相(xiang)似、物化(hua)性(xing)質(zhi)相(xiang)近的物質(zhi)。

　　吸附分離(li)工藝已(yi)廣泛應用(yong)于石油、化工、冶金、食品和醫藥行業(ye)，在保護環(huan)境和控制(zhi)污染方面(mian)發揮著越(yue)來越(yue)重要的作用(yong)。吸附分離(li)日益成為一個(ge)完整和獨(du)立的單(dan)元(yuan)操作。

　　活性炭(tan)(tan)是一種孔隙結構高度(du)發達、內表面積大的(de)人(ren)工炭(tan)(tan)材料，通常孔容積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是活性炭(tan)(tan)*顯(xian)著(zhu)的(de)特(te)征之一，它能從氣相(xiang)(xiang)或液相(xiang)(xiang)中吸附各種物質。

　　活性炭的特性

　　高度(du)發達的(de)孔隙結(jie)構和巨大的(de)內表面積,表面上含有(you)(或可附(fu)加上)多種(zhong)官能(neng)(neng)團(以(yi)增(zeng)加活性點),具有(you)催化性能(neng)(neng)、性能(neng)(neng)穩定、可在不同溫度(du)、酸堿度(du)中使(shi)用可以(yi)再生，近乎“萬能(neng)(neng)”的(de)活性炭得到日益廣泛的(de)應用。

　　傳統應用-食品和醫藥脫色、除味、防(fang)毒面具。

　　大(da)規模工(gong)業(ye)應用：有機合成工(gong)業(ye)作為催化劑和載體，溶劑精制、回收和分離，防止(zhi)原子(zi)能設施釋放的放射(she)性物質。

　　近年來，在環境(jing)保護方面：凈(jing)化供水、污水處理、凈(jing)化空氣，去除生(sheng)產中(zhong)排放(fang)的有害氣體

　　綠(lv)色存儲(chu)電源：超級電容器

　　目前，世界活性(xing)炭年(nian)消(xiao)費量(liang)超過120萬噸，年(nian)增長率為~15%。西(xi)方一些(xie)發(fa)達(da)國家(jia)性(xing)炭年(nian)需求量(liang)為300-400克。

　　吸(xi)附法(fa)工(gong)業(ye)有機廢氣凈(jing)化

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(環氧烷)型三嵌段共聚物將(jiang)(jiang)這些溶液溶解在(zai)40℃的HCl在(zai)水(shui)溶液中(zhong)攪(jiao)拌5小(xiao)時(shi)。在(zai)35℃在(zai)溶液中(zhong)加入原硅(gui)酸四(si)乙(yi)酯，并在(zai)相同溫度(du)下繼(ji)續用磁力攪(jiao)拌15分鐘。在(zai)相同溫度(du)下，將(jiang)(jiang)混(hun)合物保持在(zai)烘箱內24小(xiao)時(shi)。然后將(jiang)(jiang)混(hun)合物放入40℃水(shui)熱(re)處(chu)理24小(xiao)時(shi)。白色(se)沉淀物通過(guo)過(guo)濾回收干(gan)燥，不在(zai)35℃下洗滌(di)過(guo)夜。之(zhi)后，通過(guo)560℃煅(duan)燒去除表面活(huo)性(xing)劑，將(jiang)(jiang)溫度(du)升(sheng)高到(dao)560℃，加熱(re)速度(du)為1℃/min。

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

　　活性炭，SBA-16脫(tuo)硫的比較

　　在平(ping)(ping)衡(heng)條(tiao)件下進行吸(xi)(xi)(xi)附(fu)等溫(wen)線研(yan)究(jiu)(jiu)，以(yi)測量(liang)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)容量(liang)。DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)上的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)等溫(wen)線如圖2所示(shi)。這些結果(guo)表(biao)明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)炭樣品DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)程(cheng)度遠高于(yu)(yu)(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)平(ping)(ping)衡(heng)大(da)約需要40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)速(su)率與吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)基質上活(huo)(huo)性(xing)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)位點的(de)含(han)量(liang)有關。結果(guo)表(biao)明(ming)，不(bu)同的(de)介孔(kong)(kong)材料具有不(bu)同的(de)硫吸(xi)(xi)(xi)附(fu)能(neng)力(li)(li)，不(bu)僅取決于(yu)(yu)(yu)結構，還取決于(yu)(yu)(yu)表(biao)面(mian)官能(neng)團(tuan)。活(huo)(huo)性(xing)炭性(xing)能(neng)比(bi)SBA-由(you)于(yu)(yu)(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)能(neng)力(li)(li)大(da)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)能(neng)力(li)(li)高BET表(biao)面(mian)積(ji)和較大(da)的(de)中(zhong)孔(kong)(kong)體積(ji)。另一方面(mian)，活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)率比(bi)SBA-由(you)于(yu)(yu)(yu)介孔(kong)(kong)體積(ji)大(da)，16快。建(jian)議(yi)在一系列(lie)擴散步驟(zou)中(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)附(fu)過程(cheng)，然后進入微孔(kong)(kong)。當(dang)樣品中(zhong)孔(kong)(kong)體積(ji)小時(shi)，平(ping)(ping)衡(heng)需要更長的(de)時(shi)間。根據這些結果(guo)，在本研(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)選(xuan)擇活(huo)(huo)性(xing)炭作(zuo)為吸(xi)(xi)(xi)附(fu)二苯(ben)并噻命(ming)的(de)合(he)適吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)。

　　不同初始濃(nong)度對活性炭吸硫(liu)能力的影響(吸附劑(ji)量:20 mg / L，溫度：25°C，攪拌(ban)時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)10ml溶液中用(yong)(yong)0.02g活(huo)性炭(tan)(tan)實驗(圖3)顯(xian)(xian)示了活(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二苯(ben)并(bing)噻(sai)命的(de)(de)混(hun)合時(shi)間(jian)(jian)和(he)初(chu)始(shi)濃度(du)的(de)(de)影響。這張照片顯(xian)(xian)示，隨著攪拌(ban)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)增(zeng)加，活(huo)性炭(tan)(tan)對二苯(ben)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)增(zeng)加，初(chu)始(shi)濃度(du)較低的(de)(de)溶液更早(zao)達(da)到(dao)(dao)平衡。在(zai)達(da)到(dao)(dao)飽和(he)之(zhi)前，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)曲線略有增(zeng)加和(he)連續。結果表明，在(zai)相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong)期附(fu)(fu)在(zai)相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong)期的(de)(de)初(chu)始(shi)階(jie)段很快(kuai)，然后在(zai)平衡附(fu)(fu)近(jin)變慢。這種(zhong)現(xian)象是由(you)于(yu)初(chu)始(shi)階(jie)段有大量(liang)未填(tian)(tian)充的(de)(de)表面(mian)位點可用(yong)(yong)于(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)，一段時(shi)間(jian)(jian)后，由(you)于(yu)溶質分子之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)排斥，難(nan)以處理未填(tian)(tian)充的(de)(de)未填(tian)(tian)充表面(mian)位點。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)速率取(qu)決(jue)于(yu)各種(zhong)參數，如攪拌(ban)速率、活(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)物理性質、吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑量(liang)和(he)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)性質。活(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)二苯(ben)并(bing)噻(sai)吩量(liang)隨時(shi)間(jian)(jian)增(zeng)加，有時(shi)會(hui)增(zeng)加，當(dang)二苯(ben)并(bing)噻(sai)吩完(wan)全從(cong)溶液中吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)時(shi)，它在(zai)外面(mian)不斷改進。在(zai)這些(xie)活(huo)化條件下，活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)*大吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量(liang)是在(zai)平衡時(shi)間(jian)(jian)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)二苯(ben)和(he)噻(sai)命量(liang)。

　　在(zai)這項工作中，成(cheng)(cheng)功合成(cheng)(cheng)了一種(zhong)新型活性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(ji)，并(bing)測試了其(qi)吸(xi)(xi)附(fu)行為。XRD和(he)N 2.吸(xi)(xi)附(fu)結果(guo)表明，硬模板(ban)活性炭(tan)是其(qi)模板(ban)SBA-16完美復制品。許(xu)多(duo)孔(kong)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(ji)從(cong)汽油燃料(liao)溶液中吸(xi)(xi)液中吸(xi)(xi)附(fu)二苯的(de)研究(DBT)，可以得出結論，不同的(de)多(duo)孔(kong)材料(liao)不僅取決于多(duo)孔(kong)材料(liao)的(de)結構(gou)結構(gou)，還取決于表面(mian)官(guan)能(neng)團。在(zai)活性炭(tan)上(shang)發現DBT吸(xi)(xi)附(fu)量(liang)高于SBA-16。為了更(geng)好(hao)地擬(ni)合兩種(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(ji)的(de)平衡(heng)研究，已(yi)經(jing)顯示(shi)了實驗結果(guo)Langmuir等溫線。簡(jian)而(er)言之，結果(guo)表明，活性炭(tan)是一種(zhong)有(you)效而(er)有(you)前途(tu)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(ji)，用于從(cong)液體樣品中分離二苯并(bing)噻命。