沙柳活性炭制备及吸附性能地研究

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1、摘要活性炭作为一种比表面积高、吸附力强的优质吸附剂，广泛应用于环境保护、化学工业、食品加工、药物精制等各个领域。本论文以内蒙古沙柳为原料，采用化学活化法，在氮气保护条件下制备活性炭。沙柳是一种西北地区及内蒙古西部地区的沙生植物，资源丰富且其中含有丰富的固定碳，开发利用沙柳有着重要的意义。本实验通过正交试验法确定了以氯化锌、磷酸和氢氧化钾为活化剂制备沙柳活性炭的适宜工艺参数，所考虑的因素有液料比、活化剂浓度、活化时间、炭化温度和活化温度。并在适宜工艺条件下，对三种沙柳活性炭吸附亚甲基蓝溶液的吸附动力学和吸附热力学的研究。在吸附动力学研究中，采用准一级动力学模型、准二

2、级动力学模型、Elovich方程和颗粒内扩散模型进行曲线拟合；在吸附热力学研究中，分别采用Langmuir、Freundlich和Temkin吸附等温线方程对实验数据进行拟合。并采用XRD、FTIR、BET比表面积等表征手段对沙柳活性炭的结晶度、表面化学状态、表面结构特征进行了研究。结果表明：（1）以氯化锌作为活化剂的工艺条件为:液料比为1.5:1，活化剂浓度为45%，活化温度为500℃，活化时间为60min；以磷酸作为活化剂的适宜工艺条件为:液料比为2.0:1，活化剂浓度为55%，活化温度为550℃，活化时间为150min；以氢氧化剂作为活化剂的适宜工艺条件为:

3、碱料比为1:1，炭化温度为400℃，活化温度为850℃，活化时间为120min；（2）沙柳活性炭的石墨化程度较低，其结构由无定型碳和少量石墨微晶组成；三种沙柳活性炭均含有含氧官能团羟基、羰基、内酯基等官能团。以氯化锌为活化剂制2备的活性炭其比表面积为323.0119m/g；以磷酸为活化剂制备的活性炭其比表面积22为1251.428m/g；以氢氧化钾为活化剂制备的活性炭其比表面积为1780.296m/g。（3）三种沙柳活性炭随着吸附温度的升高，吸附时间的延长以及pH值的增大都使吸附量逐渐增加；沙柳活性炭对亚甲基蓝的吸附动力学行为符合准二级反应动力学方程所描述的规律；

4、Langmuir吸附等温线模型更能够准确地描述亚甲基蓝在沙柳活性炭上的吸附相平衡，且拟合度非常高。关键词：沙柳；适宜工艺条件；性能表征；吸附动力学；吸附热力学StudyonpreparationandadsorptionperformanceofactivatedcarbonfromSalixpsammophylaAbstractActivatedcarbonwithhighspecificsurfaceareaandstrongadsorptionhasbeenusedasaqualityadsorbent.Sofar，activatedcarbonhasbee

5、nwidelyusedinenvironmentprotection,chemicalindustry,foodindustry，pharmaceutics,etc.TheactivatedcarbonispreparedfromsailxbychemicalactivationintheprotectionofN2.ThesalixissandplantwhichisgrowninNorthwestTerritoriesandwestofInnerMongolia.Thesalixresourcesareplentifulandcontainplentifulf

6、ixedcarbon.Itissignificanttoexploittheapplicationofsalix.ThestudieswerecarriedoutonthepreparationofsalixactivatedcarbonwithZnCl2,H3PO4andKOHasactivator,orthogonaltestdeterminedtheoptimumconditionsandtheratio,activatorconcentration,theactivatetime,theactivatetemperatureandcarbonization

7、temperaturehavebeeninvestigated.Undertheoptimumconditions,theadsorptionkineticsandadsorptionthermodynamicswhichthreedifferentkindsofsalixadsorptioncapacityonmethylenebluehavebeenstudied.Inadsorptionkinetics,thepseudo-first-ordermodel,pseudo-second-ordermodel,Elovichequationandintrapar

8、ticle