微波辅助化学活化制备活性炭的研究

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1、微波辅助化学活化花生壳制备活性炭的研究摘要活性炭是一种常用吸附剂，由于其良好的吸附能力被广泛应用于工业生产的各个领域，但是由于活性炭制备时间长、成本较高在一定程度上限制了其使用范围。为了制备更加优质和低廉的活性炭，本试验以活性炭的吸附能力和产率为考察目标，以花生壳为原料，采用微波磷酸活化法制备活性炭，考察了H3P04体积浓度、微波功率和辐照时间对活性炭制备的影响。本试验采用中心复合设计法进行试验设计，响应面分析法对花生壳微波法制备活性炭的工艺条件进行了优化，试验证明花生壳为原料微波法制备活性炭降低了成本、缩短了制备时间、制备的活性炭性能均一。其最佳制备条件为：H3P

2、04浓度33．04v01．％，微波功率500．70W，辐照时间9．80min，所得活性炭碘值为813．1lmg／g，产率为42．12％。对优化条件下的制备的活性炭利用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)、比表面积和孔结构分析等方法对制备的活性炭的形态、结构进行表征。结果表明经微波活化后，花生壳的表面形态、内部结构和官能团都发生了较大程度的改变，在优化条件下制备的活性炭具有较发达的孔结构和较大的比表面积，其比表面积为952．6m2／g，孔容为0．8807mL／g。接着考察了最佳条件下制各的活性炭对活性艳蓝(RBBR)的吸附。对吸附试验数据用Langm

3、uir型、Freundlich型和Temkin型三种吸附模型进行模拟，结果发现Langmuir模型能较好的描述其吸附行为，其最大吸附量为149．25mg／g，由此表明活性炭对RBBR的吸附为单分子层异构表面的吸附。另外，吸附动力学研究结果表明，活性炭对RBBR的吸附符合准二级动力学模型，属于颗粒内部扩散的一种吸附。关键词：活性炭；微波；花生壳；RBBR；响应面分析法ⅡAbstractActivatedcarbon，withstrongadsorptioncapacityduetoitshighspecificsurfacearea，adequateporesized

4、istributionandrelativelyhighmechanicalstrength，hashadbeenwidelyemployedinairpollutioncontrol，foodprocessing，catalyslsaswe儿aswastewatertreatment。Despiteitsprolificuseinadsorptionprocesses，theblggestbarrierofitsapplicationbytheindustriesisthehighcostofadsorbent·Thepeanuthull，anagricultur

5、alsolidwasteabundantlyavailableinChina，wasutlllzedasaprecursorforpreparationofactivatedcarbonviamicrowaveinducedphosphorlcacldchemicalactivation．Thecentralcompositedesign(CCD)andresponsesurfacemethodology(RSM)wereutilizedtooptimizetheprocessconditions，theeffectsoftheconcentratlonofphos

6、phoricacid，microwavepowerandradiationtimeontheadsorptlonproperty(expressedintermsoftheiodinenumber)andyieldoftheactivatedcarbonwereinvestigatedbyresponsesurfacemethodology(RSM)．Theoptimizedcondltlonswereobtained：concentrationofH3P0433．04(v01．％)，microwavepower500·70Wandradiationtime9．8m

7、in，underwhichtheiodinenumberandtheyieldoftheaetlVatedcarbonreached813．11mg／gand42．12％，respectively．Thesurfacecharactensticsofcarbonwereexaminedbyporestructureanalysis，scanningelectronmicroscopy(SEM)andfouriertransforminfraredradiation(FTIR)．FTIRspectrumofstartingmaterlalshowedmanypea