活(huo)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(wei)吸附(fu)劑具有(you)較強(qiang)的(de)去(qu)除痕跡物質(zhi)(zhi)的(de)能力(li)和(he)良好的(de)選擇性(xing)，可(ke)以分(fen)離結構相(xiang)似、物化性(xing)質(zhi)(zhi)相(xiang)近的(de)物質(zhi)(zhi)。

　　吸附分(fen)離(li)工(gong)藝已(yi)廣泛(fan)應用于石(shi)油、化工(gong)、冶金(jin)、食(shi)品(pin)和(he)醫藥(yao)行業，在保護(hu)環境和(he)控制污染方面發揮著越來越重(zhong)要的作用。吸附分(fen)離(li)日(ri)益成為一(yi)個(ge)完整和(he)獨立的單元操作。

　　活(huo)性炭是一種孔隙結構高(gao)度(du)發達、內表面積(ji)大(da)的(de)人工(gong)炭材(cai)料，通常孔容積(ji)為0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附(fu)是活(huo)性炭*顯著的(de)特(te)征之一，它能從氣(qi)相(xiang)或液相(xiang)中吸附(fu)各種物質。

　　活性炭的特性

　　高度發(fa)達的(de)孔隙結構(gou)和巨大的(de)內表(biao)面積,表(biao)面上含有(或可附加上)多種官(guan)能(neng)(neng)團(以增加活性點),具有催化性能(neng)(neng)、性能(neng)(neng)穩定(ding)、可在(zai)不(bu)同(tong)溫度、酸堿度中使用可以再生，近乎“萬(wan)能(neng)(neng)”的(de)活性炭得到日益廣泛的(de)應用。

　　傳統應用(yong)-食品和醫(yi)藥脫色、除味、防毒面具。

　　大規模工(gong)業應用：有機合成(cheng)工(gong)業作為催化劑(ji)和(he)載體，溶(rong)劑(ji)精(jing)制、回(hui)收和(he)分離，防止原子能設施釋放(fang)的放(fang)射性物質(zhi)。

　　近年來，在環(huan)境保護方面：凈化(hua)供水(shui)、污水(shui)處理、凈化(hua)空氣，去除生產(chan)中排放的有害(hai)氣體

　　綠(lv)色存儲(chu)電源：超級(ji)電容器

　　目前，世(shi)界活性炭年消費(fei)量超過120萬噸，年增長率(lv)為(wei)~15%。西方一些(xie)發達國家性炭年需求量為(wei)300-400克。

　　吸(xi)附法工業(ye)有機廢氣(qi)凈化

　　SBA-16的(de)合成

　　兩種聚(環(huan)氧烷(wan))型三嵌(qian)段共聚物(wu)(wu)將這些溶(rong)液(ye)溶(rong)解在40℃的HCl在水(shui)溶(rong)液(ye)中攪(jiao)拌5小時。在35℃在溶(rong)液(ye)中加入(ru)原(yuan)硅酸四乙酯，并在相(xiang)同溫(wen)度(du)(du)(du)下繼續用磁力攪(jiao)拌15分鐘。在相(xiang)同溫(wen)度(du)(du)(du)下，將混合(he)物(wu)(wu)保持在烘箱內24小時。然后(hou)(hou)將混合(he)物(wu)(wu)放入(ru)40℃水(shui)熱(re)處理24小時。白色沉淀物(wu)(wu)通過過濾回收干燥，不在35℃下洗滌(di)過夜。之后(hou)(hou)，通過560℃煅燒去除表(biao)面活性劑，將溫(wen)度(du)(du)(du)升高到560℃，加熱(re)速度(du)(du)(du)為1℃/min。

　　活性炭和(he)SBA-16吸附脫硫的比(bi)較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑(ji)用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活性炭，SBA-16脫硫(liu)的比(bi)較

　　在(zai)平(ping)衡條(tiao)件下進行吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫(wen)線研究(jiu)，以測量吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容量。DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑上的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫(wen)線如圖2所示。這(zhe)些結(jie)(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，活性(xing)炭(tan)樣品DBT吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)程度遠高(gao)于(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)平(ping)衡大(da)約(yue)需要(yao)40分(fen)鐘。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)速率與(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑基質上活性(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)位點的(de)(de)含(han)量有(you)關。結(jie)(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)介孔(kong)材(cai)料(liao)具有(you)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)硫(liu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力，不(bu)僅取(qu)決于(yu)結(jie)(jie)構，還(huan)取(qu)決于(yu)表(biao)面官能(neng)團。活性(xing)炭(tan)性(xing)能(neng)比(bi)SBA-由于(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力大(da)，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力高(gao)BET表(biao)面積和較大(da)的(de)(de)中(zhong)孔(kong)體(ti)積。另一方面，活性(xing)炭(tan)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)率比(bi)SBA-由于(yu)介孔(kong)體(ti)積大(da)，16快。建議(yi)在(zai)一系列擴散(san)步驟中(zhong)發生(sheng)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過(guo)程，然后進入(ru)微孔(kong)。當樣品中(zhong)孔(kong)體(ti)積小時，平(ping)衡需要(yao)更長的(de)(de)時間。根據這(zhe)些結(jie)(jie)果(guo)(guo)，在(zai)本(ben)研究(jiu)中(zhong)選擇(ze)活性(xing)炭(tan)作為吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二苯并噻命(ming)的(de)(de)合(he)適吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同(tong)初始濃度對活性炭(tan)吸硫能力(li)的影響(吸附(fu)劑量:20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在(zai)10ml溶(rong)液(ye)(ye)中用0.02g活性(xing)(xing)炭實(shi)驗(圖(tu)3)顯(xian)示了活性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)二苯(ben)(ben)(ben)并噻命的(de)(de)混合(he)時(shi)間(jian)(jian)和(he)(he)初始(shi)濃度(du)的(de)(de)影響。這張照片顯(xian)示，隨著攪拌(ban)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)增(zeng)加，活性(xing)(xing)炭對二苯(ben)(ben)(ben)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)增(zeng)加，初始(shi)濃度(du)較(jiao)低(di)的(de)(de)溶(rong)液(ye)(ye)更早達到平(ping)衡。在(zai)達到飽(bao)和(he)(he)之前(qian)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)曲線(xian)略有增(zeng)加和(he)(he)連續。結(jie)果表(biao)明，在(zai)相(xiang)互作(zuo)用期(qi)附(fu)(fu)(fu)在(zai)相(xiang)互作(zuo)用期(qi)的(de)(de)初始(shi)階(jie)段很快，然后在(zai)平(ping)衡附(fu)(fu)(fu)近變慢。這種現(xian)象是由于初始(shi)階(jie)段有大量(liang)未填(tian)充的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)位點可用于吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，一段時(shi)間(jian)(jian)后，由于溶(rong)質(zhi)分子之間(jian)(jian)的(de)(de)排斥，難以(yi)處理(li)未填(tian)充的(de)(de)未填(tian)充表(biao)面(mian)(mian)位點。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)速率(lv)取(qu)決(jue)于各種參數，如攪拌(ban)速率(lv)、活性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)物(wu)理(li)性(xing)(xing)質(zhi)、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)量(liang)和(he)(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)(xing)質(zhi)。活性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)二苯(ben)(ben)(ben)并噻吩量(liang)隨時(shi)間(jian)(jian)增(zeng)加，有時(shi)會增(zeng)加，當二苯(ben)(ben)(ben)并噻吩完全(quan)從(cong)溶(rong)液(ye)(ye)中吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)，它(ta)在(zai)外面(mian)(mian)不斷改進(jin)。在(zai)這些活化條件下，活性(xing)(xing)炭的(de)(de)*大吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容量(liang)是在(zai)平(ping)衡時(shi)間(jian)(jian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)二苯(ben)(ben)(ben)和(he)(he)噻命量(liang)。

　　在這(zhe)項工作中(zhong)，成(cheng)功合成(cheng)了(le)一種(zhong)新(xin)型活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)劑，并測試了(le)其(qi)吸(xi)附(fu)(fu)行為。XRD和N 2.吸(xi)附(fu)(fu)結(jie)果(guo)表(biao)明，硬模板(ban)(ban)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭是其(qi)模板(ban)(ban)SBA-16完美復制品。許(xu)多(duo)孔吸(xi)附(fu)(fu)劑從汽油燃(ran)料溶液(ye)中(zhong)吸(xi)液(ye)中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)二(er)苯(ben)的(de)研究(DBT)，可以得出結(jie)論，不同的(de)多(duo)孔材(cai)料不僅取(qu)決(jue)于(yu)多(duo)孔材(cai)料的(de)結(jie)構結(jie)構，還取(qu)決(jue)于(yu)表(biao)面官(guan)能團。在活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭上(shang)發現(xian)DBT吸(xi)附(fu)(fu)量高于(yu)SBA-16。為了(le)更好地擬(ni)合兩種(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)平(ping)衡(heng)研究，已經顯示(shi)了(le)實驗結(jie)果(guo)Langmuir等溫線。簡而言之，結(jie)果(guo)表(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭是一種(zhong)有效而有前(qian)途的(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑，用于(yu)從液(ye)體樣品中(zhong)分離二(er)苯(ben)并噻命。