活性炭(tan)在工業(ye)廢氣凈(jing)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(de)去除(chu)痕跡物質(zhi)的(de)能力和良(liang)好(hao)的(de)選(xuan)擇性，可以分(fen)離結(jie)構相似、物化(hua)性質(zhi)相近的(de)物質(zhi)。

　　吸(xi)附分(fen)離工藝已(yi)廣(guang)泛應用于石油、化工、冶金、食品(pin)和(he)醫藥行(xing)業(ye)，在(zai)保護(hu)環境和(he)控(kong)制污染方面發揮著越來越重要的作(zuo)用。吸(xi)附分(fen)離日益成為一(yi)個(ge)完整和(he)獨立的單(dan)元操作(zuo)。

　　活(huo)性炭是一(yi)種(zhong)(zhong)孔隙結構高度(du)發(fa)達、內表面積大的人工(gong)炭材料，通常孔容積為(wei)0.2～1.0cm3/g、400~10000m2/g。吸附是活(huo)性炭*顯著的特征之一(yi)，它能從氣相或液相中(zhong)吸附各種(zhong)(zhong)物質。

　　活性炭的特性

　　高度發(fa)達的(de)(de)孔隙結構和巨大的(de)(de)內表面積(ji),表面上含有(或可(ke)附加上)多種(zhong)官能(neng)(neng)團(以增加活(huo)性(xing)點),具有催化性(xing)能(neng)(neng)、性(xing)能(neng)(neng)穩定、可(ke)在不同溫度、酸堿度中使(shi)用(yong)可(ke)以再生，近乎“萬(wan)能(neng)(neng)”的(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)得到日益廣泛的(de)(de)應用(yong)。

　　傳統應用-食(shi)品(pin)和醫藥脫色、除(chu)味、防毒(du)面具。

　　大規(gui)模工業(ye)應用：有機合成工業(ye)作(zuo)為催化劑(ji)和載體，溶劑(ji)精制(zhi)、回收(shou)和分(fen)離，防(fang)止(zhi)原子能設施釋放的放射性(xing)物質。

　　近年來，在環(huan)境(jing)保(bao)護方面：凈(jing)化供水、污水處理、凈(jing)化空氣(qi)(qi)，去除生產中排放的(de)有害氣(qi)(qi)體

　　綠色(se)存(cun)儲電源：超級電容器

　　目前(qian)，世界活性炭(tan)年消費量超過(guo)120萬噸(dun)，年增長率(lv)為(wei)~15%。西方一些(xie)發達國家性炭(tan)年需求量為(wei)300-400克(ke)。

　　吸(xi)附(fu)法工業有機廢氣凈化

　　SBA-16的合成(cheng)

　　兩種聚(環(huan)氧(yang)烷)型(xing)三嵌(qian)段共聚物(wu)將這些溶液(ye)溶解在(zai)40℃的HCl在(zai)水溶液(ye)中攪拌(ban)5小時。在(zai)35℃在(zai)溶液(ye)中加(jia)入原硅酸四乙酯(zhi)，并(bing)在(zai)相同(tong)(tong)溫度(du)下繼續用磁力(li)攪拌(ban)15分鐘。在(zai)相同(tong)(tong)溫度(du)下，將混(hun)合物(wu)保持在(zai)烘箱內(nei)24小時。然后(hou)將混(hun)合物(wu)放入40℃水熱處理24小時。白色沉淀物(wu)通過過濾回收(shou)干燥(zao)，不在(zai)35℃下洗滌過夜。之后(hou)，通過560℃煅燒去(qu)除表面活(huo)性劑，將溫度(du)升高到560℃，加(jia)熱速度(du)為1℃/min。

　　活性(xing)炭(tan)和SBA-16吸附脫硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活性炭，SBA-16脫硫的(de)比較(jiao)

　　在平(ping)衡條件下進行吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線研究(jiu)，以(yi)測量(liang)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)容(rong)量(liang)。DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑上的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)等溫線如圖2所(suo)示。這些結果(guo)表(biao)明，活性(xing)炭(tan)樣品DBT吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)程(cheng)度遠高于(yu)(yu)(yu)SBA-16。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)平(ping)衡大(da)(da)約需(xu)要40分鐘。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)速率與吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑基質上活性(xing)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)位點的(de)(de)含量(liang)有關。結果(guo)表(biao)明，不同(tong)的(de)(de)介孔(kong)材(cai)料具(ju)有不同(tong)的(de)(de)硫(liu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)力(li)，不僅取(qu)決于(yu)(yu)(yu)結構，還取(qu)決于(yu)(yu)(yu)表(biao)面官能(neng)(neng)團。活性(xing)炭(tan)性(xing)能(neng)(neng)比SBA-由于(yu)(yu)(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)力(li)大(da)(da)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能(neng)(neng)力(li)高BET表(biao)面積(ji)和較大(da)(da)的(de)(de)中(zhong)(zhong)孔(kong)體(ti)積(ji)。另(ling)一方面，活性(xing)炭(tan)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)率比SBA-由于(yu)(yu)(yu)介孔(kong)體(ti)積(ji)大(da)(da)，16快(kuai)。建議(yi)在一系(xi)列(lie)擴散(san)步(bu)驟中(zhong)(zhong)發生吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)過程(cheng)，然后進入微孔(kong)。當(dang)樣品中(zhong)(zhong)孔(kong)體(ti)積(ji)小時，平(ping)衡需(xu)要更(geng)長的(de)(de)時間。根(gen)據這些結果(guo)，在本(ben)研究(jiu)中(zhong)(zhong)選擇活性(xing)炭(tan)作為吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)二苯(ben)并噻命的(de)(de)合適吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　不同初始(shi)濃(nong)度(du)對活性炭吸硫能力的影響(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10ml溶(rong)(rong)液(ye)中用(yong)0.02g活(huo)性(xing)炭(tan)實驗(圖(tu)3)顯示了活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)命的(de)混合時間(jian)和(he)初(chu)(chu)始(shi)濃(nong)度(du)的(de)影響。這張(zhang)照(zhao)片(pian)顯示，隨(sui)著(zhu)攪拌時間(jian)的(de)增加(jia)(jia)，活(huo)性(xing)炭(tan)對二(er)苯(ben)(ben)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)增加(jia)(jia)，初(chu)(chu)始(shi)濃(nong)度(du)較低的(de)溶(rong)(rong)液(ye)更早達到(dao)平(ping)衡(heng)。在達到(dao)飽(bao)和(he)之前，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)曲(qu)線(xian)略有增加(jia)(jia)和(he)連續。結(jie)果表明，在相互(hu)作(zuo)用(yong)期附(fu)(fu)(fu)(fu)在相互(hu)作(zuo)用(yong)期的(de)初(chu)(chu)始(shi)階(jie)段(duan)很快，然(ran)后(hou)在平(ping)衡(heng)附(fu)(fu)(fu)(fu)近變慢。這種現象是由于(yu)(yu)初(chu)(chu)始(shi)階(jie)段(duan)有大(da)量未填(tian)充的(de)表面位(wei)(wei)點(dian)可(ke)用(yong)于(yu)(yu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，一段(duan)時間(jian)后(hou)，由于(yu)(yu)溶(rong)(rong)質(zhi)分子之間(jian)的(de)排斥，難以處理(li)未填(tian)充的(de)未填(tian)充表面位(wei)(wei)點(dian)。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)速(su)率取決于(yu)(yu)各種參數，如(ru)攪拌速(su)率、活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑的(de)物理(li)性(xing)質(zhi)、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑量和(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性(xing)質(zhi)。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)吩(fen)量隨(sui)時間(jian)增加(jia)(jia)，有時會增加(jia)(jia)，當(dang)二(er)苯(ben)(ben)并噻(sai)吩(fen)完全從溶(rong)(rong)液(ye)中吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時，它在外(wai)面不(bu)斷(duan)改(gai)進。在這些活(huo)化條(tiao)件下(xia)，活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)*大(da)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)容量是在平(ping)衡(heng)時間(jian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)二(er)苯(ben)(ben)和(he)噻(sai)命量。

　　在這項工作中(zhong)，成(cheng)功合成(cheng)了(le)一(yi)種(zhong)(zhong)新型活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑，并測試了(le)其吸(xi)附(fu)(fu)行(xing)為(wei)。XRD和(he)N 2.吸(xi)附(fu)(fu)結(jie)果表明(ming)(ming)，硬(ying)模(mo)板活性(xing)炭(tan)是其模(mo)板SBA-16完美(mei)復制品。許多孔吸(xi)附(fu)(fu)劑從(cong)汽油燃料溶(rong)液中(zhong)吸(xi)液中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)二苯(ben)的研(yan)(yan)究(DBT)，可以(yi)得(de)出結(jie)論，不(bu)同的多孔材料不(bu)僅取決(jue)于(yu)多孔材料的結(jie)構結(jie)構，還取決(jue)于(yu)表面官(guan)能團(tuan)。在活性(xing)炭(tan)上發現DBT吸(xi)附(fu)(fu)量高(gao)于(yu)SBA-16。為(wei)了(le)更好地擬合兩種(zhong)(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)劑的平衡研(yan)(yan)究，已經顯示了(le)實驗結(jie)果Langmuir等(deng)溫線(xian)。簡而言之，結(jie)果表明(ming)(ming)，活性(xing)炭(tan)是一(yi)種(zhong)(zhong)有效而有前途(tu)的吸(xi)附(fu)(fu)劑，用于(yu)從(cong)液體樣品中(zhong)分離二苯(ben)并噻命(ming)。