狼毒活性炭的制備及吸附性能的研究.pdf

1、本文以可再生資源、草原破壞性植物瑞香狼毒為原材料，磷酸溶液為活化劑，采用一步法低溫制備高效活性炭吸附劑。通過(guò)正交試驗(yàn)考察了活化劑的濃度、浸漬比、活化時(shí)間和活化溫度4個(gè)因素，分別對(duì)活性炭產(chǎn)率、碘吸附值和亞甲基藍(lán)吸附值的影響。確定了最優(yōu)的制備條件為：磷酸溶液的濃度為50％，浸漬比為m(原料):m(磷酸溶液)=1:4，活化時(shí)間為60min，活化溫度為400℃。在該最佳條件下制備的狼毒活性炭平均得率為57.41%，平均碘吸附值為1067mg·g

2、-1，平均亞甲基藍(lán)吸附值為375mg·g-1，灰分含量?jī)H為2.95%。
　　使用全自動(dòng)比表面積及孔隙分析儀，依據(jù)BJH法和BET原理，采用氮?dú)馕?脫附等溫線，測(cè)定了狼毒活性炭的孔徑分布、孔容和比較面積。測(cè)定結(jié)果表明，在上述最佳條件下所得狼毒活性炭的BET比表面積為1370m2·g-1，孔容積為1.091cm3·g-1，介孔所占的比例約為87%，平均孔徑為3.18nm。采用熱重分析研究了狼毒原料和被磷酸浸漬后的炭化過(guò)程。采用掃描電

3、子顯微鏡、傅里葉紅外光譜儀、X-射線衍射儀和X-射線光電子能譜分析儀等對(duì)狼毒活性炭的表面結(jié)構(gòu)及形貌、表面所含的官能團(tuán)及表面元素含量等性質(zhì)進(jìn)行分析表征。
　　采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)方法，在不同的活性炭用量、吸附時(shí)間、吸附溫度、初始濃度和pH等條件下，考察了狼毒活性炭對(duì)焦糖溶液的脫色能力和對(duì)苯酚廢水的凈化能力。結(jié)果表明，在活性炭劑量為1g·L-1，吸附時(shí)間為30min，吸附溫度為60℃，溶液初始濃度為2 g·L-1時(shí)為最佳脫色條件下，狼毒活性炭

4、對(duì)焦糖的脫色能力達(dá)到114%。不同初始濃度的苯酚溶液所需加入的活性炭的劑量越大，達(dá)到吸附平衡所需時(shí)間也越長(zhǎng)。pH在3~8范圍內(nèi)，狼毒活性炭對(duì)苯酚的平衡吸附量基本保持在較大值，pH大于8以后，苯酚的平衡吸附量明顯下降。狼毒活性炭對(duì)苯酚的吸附符合Langmuir等溫吸附模型，基于Langmuir等溫吸附假設(shè)，得出吸附過(guò)程為單分子層吸附，最大吸附容量為349.65mg·g-1，吸附動(dòng)力學(xué)遵循準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)合上述分析結(jié)果，研究狼毒活性炭與