新型無粘結(jié)劑成型活性炭的吸附行為研究.pdf

1、由于成型活性炭在工業(yè)生產(chǎn)以及生活的使用中較傳統(tǒng)活性炭有更多的優(yōu)勢,受到越來越多的關(guān)注。而無粘結(jié)劑添加的成型活性炭其吸附以及強度的綜合性能更優(yōu)于普通活性炭,是活性炭發(fā)展的重要方向。活性炭成型后,較大的表觀尺寸會引起吸附行為的變化。成型活性炭的吸附性能與傳統(tǒng)的小尺寸活性炭完全不同,不能沿用各類測試小尺寸活性炭的標(biāo)準(zhǔn)以及方法。為了使成型活性炭能夠更有效地被利用,本論文對無粘結(jié)劑成型活性炭的吸附性能進行了整體研究。在液相吸附實驗中,選取碘和亞甲

2、基藍(lán)作為吸附質(zhì),分別測試成型活性炭對于小分子和大分子物質(zhì)的吸附能力。在使用顆?；钚蕴俊㈤L方形薄片型和蜂窩型無粘結(jié)劑成型活性炭進行一系列吸附實驗后發(fā)現(xiàn):成型活性炭的吸附性能要用一條吸附量-時間曲線來表示,并且孔結(jié)構(gòu)相同的薄片炭的最小表觀尺寸越大,飽和吸附值越低,飽和吸附時間越長,但顆粒炭和蜂窩炭的吸附結(jié)果不受表觀尺寸影響,且蜂窩炭的吸附時間接近1mm厚薄片炭的吸附時間。這是因為成型活性炭的大尺寸使得吸附質(zhì)擴散到吸附劑內(nèi)部這一步驟成為了吸附

3、的關(guān)鍵。吸附溫度和攪拌速度對吸附性能的影響也是一個證據(jù)。在實驗中我們還發(fā)現(xiàn),成型活性炭對亞甲基藍(lán)的吸附效果遠(yuǎn)小于碘吸附值,這是因為成型活性炭的孔徑分布嚴(yán)重阻礙了亞甲基藍(lán)的內(nèi)擴散。薄片炭含較多微孔,中孔以及大孔數(shù)量較少,大尺寸的亞甲基藍(lán)分子的內(nèi)擴散很難進行。氣相吸附實驗使用添加粘結(jié)劑的蜂窩炭和不添加粘結(jié)劑的蜂窩炭以及薄片炭靜態(tài)吸附氯仿、甲苯、四氯化碳和苯的飽和蒸汽,吸附結(jié)果同樣使用吸附值-時間曲線表示。成型活性炭的表觀尺寸對于氣相吸附的影

4、響與液相吸附相同,但無粘結(jié)劑蜂窩炭表面的酸性含氧官能團較少,其選擇吸附性比添加粘結(jié)劑的蜂窩炭弱,適應(yīng)于吸附成分復(fù)雜的揮發(fā)性有機氣體。采用濃氨水浸漬處理后,無粘結(jié)劑蜂窩活性炭的部分孔道尤其是微孔被打通,增大了比表面積和微孔比例,表面含氧官能團數(shù)量明顯減少,炭樣表面向非極性轉(zhuǎn)化,對于非極性四氯化碳?xì)怏w的吸附性能得到大幅度提高。本實驗所用此類無粘結(jié)劑成型活性炭無論是在液相還是氣相環(huán)境中,對于小分子的物質(zhì)的吸附能力均較強,應(yīng)適合用于這類污染物的