生物質(zhì)-低階煤復(fù)合活性炭的制備及其吸附性能研究.pdf

1、活性炭作為一種高比表面積的吸附劑，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中的各個領(lǐng)域。隨著活性炭需求的增加，研究開發(fā)新型活性炭原料成為人們研究的焦點。蘆葦和褐煤在我國資源豐富，且碳含量較多，巨藻是青島地區(qū)海藻化工的重要原料，產(chǎn)生的巨藻廢渣量較大，都有較大的開發(fā)利用價值。本論文以巨藻廢渣、蘆葦秸稈和霍林河褐煤及其混合物為原料，研究了其熱解特性，并通過KOH活化法制備活性炭，考察了煤質(zhì)比、料堿比、炭化溫度和炭化時間對活性炭碘吸附值的影響，并對在最適條件下制備

2、的活性炭進(jìn)行表征，同時對亞甲基藍(lán)溶液進(jìn)行吸附研究，主要結(jié)論如下:
　　(1)巨藻廢渣、蘆葦秸稈和霍林河褐煤三種原料的熱解過程都可分為三個階段:第一階段為水分的蒸發(fā)階段，第二階段是揮發(fā)分析出的主要階段，第三階段是殘余物質(zhì)的緩慢熱解階段，其混合物的TG和DTG曲線與原生物質(zhì)原料的曲線更為接近;從不同比例混合物失重的理論計算值和實際失重值的比較來看，巨藻廢渣、蘆葦秸稈與褐煤的共熱解之間可能存在協(xié)同效應(yīng)。
　　(2)通過單因素和響應(yīng)

3、面法優(yōu)化試驗，得到的制備巨藻廢渣-褐煤復(fù)合活性炭的最佳工藝條件為煤質(zhì)比為1∶6，料堿比為1∶0.6，炭化溫度為700℃，各因素對其碘吸附值影響的主次順序是炭化溫度＞料堿比＞煤質(zhì)比;得到制備蘆葦秸稈-褐煤復(fù)合活性炭的最佳工藝條件為煤質(zhì)比為1∶5.9，料堿比為1∶1.75，炭化溫度為750℃，各因素對蘆葦秸稈-褐煤復(fù)合活性炭碘吸附值影響的主次順序是料堿比＞炭化溫度＞煤質(zhì)比;選擇最適宜的制備工藝，制得的巨藻廢渣-褐煤復(fù)合活性炭和蘆葦秸稈-褐煤

4、復(fù)合活性炭的碘吸附值分別是639.8mg/g和413.5mg/g。
　　(3)通過BET比表面積、吸附等溫線、孔徑分布、SEM等分析表征了優(yōu)化條件下制備的兩種活性炭，可知兩種活性炭表面有較多孑孔隙，巨藻廢渣-褐煤復(fù)合活性炭的比表面積是214.25m2/g，平均孔半徑為2.32nm，吸附等溫線屬于Ⅱ型等溫線，孔徑多集中在1 nm-2nm之間;而蘆葦秸稈-褐煤復(fù)合活性炭的比表面積是168.39m2/g，平均孔半徑為3.18nm，吸附等

5、溫線屬于Ⅱ型等溫線，孔徑在2nm處有一個峰值。
　　(4)對兩種活性炭進(jìn)行亞甲基藍(lán)吸附實驗，可以發(fā)現(xiàn)兩種活性炭對亞甲基藍(lán)的去除率都是隨著時間和活性炭投加量的增加呈現(xiàn)先增加后不變的趨勢，去除率隨著溫度的增加而增加，但變化較小。
　　(5)兩種活性炭對亞甲基藍(lán)的吸附都符合偽二級動力學(xué)模型所描述的規(guī)律，擬合度較高。
　　本論文的研究結(jié)果對利用生物質(zhì)和煤共熱解制備活性炭提供了一定的理論支持，并對所制備的活性炭的吸附性能做了有益