活性(xing)炭在工業廢氣凈化中的應用

　　活性炭具有吸附和分離的作用。活性炭作為吸附劑(ji)具有較強的(de)去(qu)除(chu)痕跡(ji)物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)能力(li)和良好的(de)選擇性，可以分離(li)結(jie)構相似(si)、物(wu)化性質(zhi)(zhi)相近的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)。

　　吸(xi)附(fu)分(fen)離(li)(li)工(gong)藝已廣泛應用(yong)于石油、化工(gong)、冶(ye)金、食品和醫藥行業，在保護環境(jing)和控制污(wu)染(ran)方面發揮著越(yue)來越(yue)重(zhong)要的作用(yong)。吸(xi)附(fu)分(fen)離(li)(li)日益成為一個完整(zheng)和獨(du)立的單元操作。

　　活(huo)性炭(tan)是一種(zhong)孔(kong)隙結構高(gao)度發達、內表面積大(da)的人(ren)工炭(tan)材料(liao)，通常孔(kong)容積為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸(xi)附(fu)是活(huo)性炭(tan)*顯著的特征之(zhi)一，它(ta)能從氣相或(huo)液相中吸(xi)附(fu)各(ge)種(zhong)物質。

　　活性炭的特性

　　高度(du)(du)(du)發(fa)達的(de)孔隙結構和巨大的(de)內(nei)表面積,表面上含(han)有(或可(ke)附(fu)加上)多種官能團(tuan)(以增加活性(xing)點),具有催化(hua)性(xing)能、性(xing)能穩定、可(ke)在(zai)不同溫度(du)(du)(du)、酸堿度(du)(du)(du)中使(shi)用(yong)可(ke)以再(zai)生，近乎“萬能”的(de)活性(xing)炭得(de)到日益廣泛的(de)應(ying)用(yong)。

　　傳統應(ying)用-食品和醫(yi)藥脫色、除味(wei)、防毒(du)面(mian)具。

　　大規模工業應用(yong)：有機合(he)成工業作為催化(hua)劑和載體，溶劑精制、回收和分離，防止原子(zi)能設(she)施釋(shi)放的(de)放射性物質。

　　近年來，在環(huan)境保護方面：凈化供水、污水處(chu)理(li)、凈化空氣(qi)(qi)，去除生產中排放的有害氣(qi)(qi)體

　　綠色存(cun)儲(chu)電(dian)源：超級(ji)電(dian)容(rong)器

　　目(mu)前，世界活性炭年(nian)(nian)消費量(liang)超過120萬噸(dun)，年(nian)(nian)增(zeng)長率為(wei)~15%。西方一些發達國家性炭年(nian)(nian)需求(qiu)量(liang)為(wei)300-400克。

　　吸附法工業(ye)有機(ji)廢氣凈化

　　SBA-16的合成

　　兩(liang)種聚(ju)(環氧烷)型三嵌段共聚(ju)物將(jiang)這些溶液溶解在40℃的HCl在水(shui)溶液中攪拌(ban)5小時。在35℃在溶液中加入(ru)原硅酸四乙酯，并在相同(tong)溫度(du)下繼續用(yong)磁力攪拌(ban)15分鐘。在相同(tong)溫度(du)下，將(jiang)混合(he)物保持在烘箱內24小時。然后將(jiang)混合(he)物放入(ru)40℃水(shui)熱處理(li)24小時。白色沉淀物通(tong)過過濾回收干燥，不在35℃下洗(xi)滌過夜(ye)。之(zhi)后，通(tong)過560℃煅(duan)燒去除表面(mian)活性劑，將(jiang)溫度(du)升高到560℃，加熱速度(du)為(wei)1℃/min。

　　活性炭和(he)SBA-16吸(xi)附(fu)脫硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸(xi)附(fu)劑用(yong)量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活(huo)性(xing)炭，SBA-16脫硫(liu)的(de)比(bi)較

　　在(zai)平(ping)(ping)衡(heng)條件(jian)下進行(xing)吸(xi)附(fu)等溫(wen)線(xian)研(yan)究(jiu)，以(yi)測量吸(xi)附(fu)容量。DBT吸(xi)附(fu)劑(ji)上的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)等溫(wen)線(xian)如圖2所示。這(zhe)些(xie)結(jie)果(guo)表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭樣品DBT吸(xi)附(fu)程(cheng)度(du)遠高于(yu)SBA-16。吸(xi)附(fu)平(ping)(ping)衡(heng)大(da)約需要40分鐘。吸(xi)附(fu)速(su)率(lv)與吸(xi)附(fu)劑(ji)基質上活(huo)(huo)性(xing)(xing)吸(xi)附(fu)位(wei)點(dian)的(de)(de)(de)含量有(you)關。結(jie)果(guo)表明(ming)，不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)介(jie)孔(kong)(kong)材料具有(you)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)硫吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)力(li)，不(bu)(bu)僅取(qu)決于(yu)結(jie)構，還取(qu)決于(yu)表面(mian)官能(neng)(neng)團。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭性(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)SBA-由(you)于(yu)吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)力(li)大(da)，吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)力(li)高BET表面(mian)積(ji)和較大(da)的(de)(de)(de)中(zhong)孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)。另(ling)一方面(mian)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)率(lv)比(bi)SBA-由(you)于(yu)介(jie)孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)大(da)，16快。建議在(zai)一系列擴散(san)步驟中(zhong)發(fa)生(sheng)吸(xi)附(fu)過程(cheng)，然(ran)后進入微孔(kong)(kong)。當樣品中(zhong)孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)小時，平(ping)(ping)衡(heng)需要更長的(de)(de)(de)時間(jian)。根據這(zhe)些(xie)結(jie)果(guo)，在(zai)本研(yan)究(jiu)中(zhong)選擇活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭作為(wei)吸(xi)附(fu)二(er)苯并噻(sai)命的(de)(de)(de)合適吸(xi)附(fu)劑(ji)。

　　不同初始濃(nong)度對活性炭吸(xi)硫能(neng)力(li)的影響(吸(xi)附劑量:20 mg / L，溫(wen)度：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)(yong)0.02g活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)實驗(圖3)顯示了活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)苯(ben)(ben)并噻命(ming)的(de)(de)(de)混合(he)時(shi)間和(he)初(chu)(chu)始濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)影響。這張照片顯示，隨著(zhu)攪拌時(shi)間的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)對二(er)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，初(chu)(chu)始濃(nong)度(du)較(jiao)低的(de)(de)(de)溶(rong)液更早達到平衡(heng)。在(zai)達到飽和(he)之(zhi)前，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)曲(qu)線略(lve)有(you)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)和(he)連續(xu)。結果表(biao)明，在(zai)相互作用(yong)(yong)期(qi)附(fu)(fu)(fu)在(zai)相互作用(yong)(yong)期(qi)的(de)(de)(de)初(chu)(chu)始階段很(hen)快，然后(hou)在(zai)平衡(heng)附(fu)(fu)(fu)近變慢。這種現象是(shi)由于(yu)初(chu)(chu)始階段有(you)大(da)量(liang)未(wei)填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)表(biao)面位(wei)點可用(yong)(yong)于(yu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，一段時(shi)間后(hou)，由于(yu)溶(rong)質(zhi)分子之(zhi)間的(de)(de)(de)排斥(chi)，難(nan)以處理未(wei)填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)未(wei)填(tian)充(chong)表(biao)面位(wei)點。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率取決于(yu)各種參數，如攪拌速(su)率、活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)物(wu)理性(xing)(xing)質(zhi)、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑量(liang)和(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)(xing)質(zhi)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)二(er)苯(ben)(ben)并噻吩量(liang)隨時(shi)間增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，有(you)時(shi)會增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，當二(er)苯(ben)(ben)并噻吩完(wan)全從溶(rong)液中吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)，它在(zai)外面不斷改進。在(zai)這些活(huo)化條件下(xia)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)*大(da)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容量(liang)是(shi)在(zai)平衡(heng)時(shi)間吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)二(er)苯(ben)(ben)和(he)噻命(ming)量(liang)。

　　在這項工(gong)作中(zhong)，成功合成了一(yi)種新(xin)型(xing)活(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑，并測試了其吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)行為。XRD和N 2.吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)結(jie)果表明(ming)，硬模板活(huo)性(xing)(xing)炭是(shi)其模板SBA-16完美復制品。許多(duo)(duo)孔吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑從(cong)(cong)汽油(you)燃料(liao)溶液(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)液(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二苯的(de)研究(jiu)(DBT)，可以得出結(jie)論，不同的(de)多(duo)(duo)孔材(cai)料(liao)不僅取決于(yu)多(duo)(duo)孔材(cai)料(liao)的(de)結(jie)構(gou)結(jie)構(gou)，還取決于(yu)表面(mian)官能團。在活(huo)性(xing)(xing)炭上(shang)發現DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)量高于(yu)SBA-16。為了更好地擬(ni)合兩種吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)平衡研究(jiu)，已經(jing)顯示了實驗結(jie)果Langmuir等溫(wen)線。簡而(er)言(yan)之，結(jie)果表明(ming)，活(huo)性(xing)(xing)炭是(shi)一(yi)種有效而(er)有前途的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑，用于(yu)從(cong)(cong)液(ye)體樣品中(zhong)分離二苯并噻命。