生物質(zhì)海綿基活性炭纖維制備工藝研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、本文以生物質(zhì)絲瓜絡(luò)纖維為原料,(NH4)2HPO4作為活化劑制備活性炭纖維(ACF),研究了生物質(zhì)海綿基活性炭纖維的制備,表面物理化學(xué)性質(zhì)的表征及其應(yīng)用于苯酚廢水的處理。
   根據(jù)浸漬比,預(yù)氧化溫度,預(yù)氧化時(shí)間,活化溫度,活化時(shí)間安排正交試驗(yàn),得出了最優(yōu)浸漬比,預(yù)氧化時(shí)間,活化溫度,活化時(shí)間;通過(guò)一組單因素試驗(yàn)確定了最優(yōu)預(yù)氧化溫度。制備出最優(yōu)制備條件下生物質(zhì)海綿基活性炭纖維(LSF-ACF-P),并測(cè)定了其收縮率。利用熱重分析

2、研究了(NH4)2HPO4,絲瓜絡(luò),浸漬(NH4)2HPO4絲瓜絡(luò),預(yù)氧化浸漬(NH4)2HPO4絲瓜絡(luò)的熱解機(jī)理,分析了(NH4)2HPO4與絲瓜絡(luò)可能存在的反應(yīng)。
   選取正交試驗(yàn)和單因素試驗(yàn)的部分ACF試樣和LSF-ACF-P進(jìn)行了表面物理化學(xué)性質(zhì)的表征。應(yīng)用N2吸附-脫附等溫曲線、掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對(duì)其表面物理性質(zhì)進(jìn)行表征;應(yīng)用傅里葉紅外光譜(FTIR)對(duì)其表面化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征。結(jié)果表明生物質(zhì)海綿

3、基活性炭纖維的氮?dú)馕?脫附等溫曲線均屬于IUPAC分類法中的Ⅰ型等溫線,孔道結(jié)構(gòu)主要以微孔為主。最終制得的LSF-ACF-P為最優(yōu)條件下產(chǎn)品,比表面積達(dá)1634.6cm2/g,平均孔徑為1.904nm,孔容為0.778cm3/g。FTIR檢測(cè)表明生物質(zhì)海綿基活性炭纖維中含有羧基,酚羥基和芳環(huán)化結(jié)構(gòu)。XRD檢測(cè)表明纖維素,木質(zhì)素等的結(jié)構(gòu)被破壞,內(nèi)部分子發(fā)生重排,最終得到無(wú)定形碳材料。
   選用最優(yōu)條件下產(chǎn)品LSF-ACF-P應(yīng)

4、用于苯酚廢水的處理。研究了溫度,pH,投加量對(duì)生物質(zhì)海綿基活性炭纖維吸附苯酚溶液的影響,結(jié)果表明:生物質(zhì)海綿基活性炭纖維吸附苯酚的反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)溫度為40℃和50℃時(shí),吸附平衡僅在80min左右就能達(dá)到,而反應(yīng)溫度為30℃時(shí),達(dá)到反應(yīng)平衡的時(shí)間為175min。pH≤9時(shí)有利于活性炭纖維吸附苯酚。在對(duì)400mg/L苯酚廢水的處理中,投加量為8g/L時(shí),去除率達(dá)到最大值96.5%。苯酚的吸附等溫線分別用Langmuir吸附等溫模型和F

5、reundlich吸附等溫模型描述,兩種吸附等溫線模型擬合出來(lái)的曲線相關(guān)度都達(dá)到0.95以上,用Freundlich吸附等溫模型擬合要優(yōu)于Langmuir吸附等溫模型擬合。采用Lagergren擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Lagergren擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)擬合生物質(zhì)海綿基活性炭纖維對(duì)苯酚的吸附。Lagergren擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型R2達(dá)到0.999,匹配程度良好,而Lagergren擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型幾乎不構(gòu)成線性關(guān)系。吸附后生物質(zhì)海綿基活性炭纖維

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