物理法竹質(zhì)活性炭制備及凈化含鉻廢水的應(yīng)用.pdf

1、活性炭作為一種優(yōu)良的吸附材料，因具有比表面積大、孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等諸多行業(yè)。隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)和工業(yè)對活性炭品質(zhì)的要求（孔徑分布集中有序及特定的表面化學(xué)性質(zhì)）越來越高，定向調(diào)控活性炭的孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)成為現(xiàn)代活性炭工業(yè)研究的核心。我國竹林資源豐富，在竹材加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢竹料。本文以廢竹料為原料，研究了水蒸氣活化對竹質(zhì)活性炭物理結(jié)構(gòu)以及表面化學(xué)性質(zhì)的影響，并對以竹質(zhì)活性炭為吸附劑處理含鉻廢

2、水進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　（1）以廢竹料為原料，經(jīng)炭化和水蒸氣活化兩步法制備竹質(zhì)活性炭，重點(diǎn)研究了活化條件對活性炭物理結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明提高活化溫度、延長活化時(shí)間有利于活性炭制造新的微孔，從而提高比表面積和孔容，但是活化時(shí)間過長，將引起明顯的擴(kuò)孔效應(yīng)，最終導(dǎo)致比表面積和總孔容降低。最佳的竹質(zhì)活性炭制備條件為：炭化溫度450℃，炭化時(shí)間60 min，活化溫度850℃，水蒸氣流量0.2 g/min，活化時(shí)間120 min，升

3、溫速率5℃/min。掃描電鏡（SEM）分析表明此條件下的竹質(zhì)活性炭內(nèi)部呈發(fā)達(dá)的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
　?。?）借助多種表征手段對活性炭制備過程中其表面化學(xué)性質(zhì)的變化進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。元素分析、Boehm滴定以及pH測定結(jié)果表明炭化料和活性炭主要含C、O元素，表面主要為堿性含氧官能團(tuán)。與炭化料相比，活性炭材料表面酸性含氧官能團(tuán)總量降低而堿性含氧官能團(tuán)總量增加。傅里葉紅外（FTIR）圖譜表明炭化料與活性炭的差別主要體現(xiàn)在譜圖的強(qiáng)度上，活性炭

4、表面官能團(tuán)包括羥基、甲基、亞甲基、芳香環(huán)、羰基和醚鍵等。X射線光電子能譜（XPS）分析進(jìn)一步表明水蒸氣活化對表面官能團(tuán)的種類無影響但影響其相對含量。X射線衍射圖譜（XRD）分析表明經(jīng)過高溫活化以后活性炭類石墨化程度增高、晶體結(jié)構(gòu)更趨規(guī)整。
　?。?）以水蒸氣法制備的竹質(zhì)活性炭作為吸附劑對廢水中的Cr(VI)進(jìn)行了吸附研究。結(jié)果表明竹質(zhì)活性炭具有適合液相吸附Cr（VI）陰離子的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。吸附實(shí)驗(yàn)表明，Cr（VI）和總鉻的去