探析高脱色竹质活性炭的复合工艺制备及性能表征

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1、厦门大学硕士学位论文高脱色竹质活性炭的复合工艺制备及性能表征姓名：林凤玲申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：叶李艺20070501摘要活性炭是一种具有丰富孔结构、高吸附能力、高表面活性的吸附剂，它是利用含碳材料作为原料，通过物理或化学方法对原料进行活化得到的。随着人们环保意识的增强，活性炭应用领域愈来愈广、需求量越来越大，对活性炭的吸附性能要求也越来越高，寻求一种廉价、易得的原料通过新活化工艺制得高脱色性能活性炭成为迫切要求。竹子不仅具有生长周期短，而且我国具有丰富的竹类资源，且其废弃物没有得到很好的利用将会造成污染，将其加以开发利用具有极大的经济效益和社会效

2、益。本文根据工业上成熟的化学活化法，采用磷酸活化与氯化锌活化结合、磷酸活化与氢氧化钾活化结合的两步法复合工艺制备竹质活性炭。考察制备工艺条件对活性炭产品表面结构和吸附性能的影响，研究了浸渍时间、浸渍率、活化温度、活化时间对产品亚甲基蓝脱色力、碘吸附值、焦糖脱色力的影响，从而获得磷酸活化与氯化锌活化结合、磷酸活化与氢氧化钾活化结合的两步法的最佳工艺条件。并且分析比较了不同复合工艺最佳产品的比表面积、孔隙结构、孔径分布、表面结构、官能团和吸附等温线的情况。实验结果表明，采用磷酸活化与氯化锌活化结合的两步法复合工艺制备竹质活性炭最佳制备工艺为浸渍率150％，第一步磷酸活化

3、温度500℃、活化时间30min，第二步氯化锌活化温度400℃、活化时间30min。采用磷酸活化与氢氧化钾活化结合的两步法复合工艺制备竹质活性炭最佳制备工艺为第一步浸渍率100％，磷酸活化温度400。C、活化时间30min，第二步浸渍率300％，氢氧化钾活化温度700℃、活化时间15min。第二步采用氢氧化钾为活化剂制备的活性炭具有丰富的微孔结构和巨大的比表面积2279m2／g，对染料废水的吸附性能也最好，而第二步采用氯化锌为活化剂制备的活性炭具有丰富的微、中孔结构和较宽的孔结构，并且对焦糖脱色优于第二步采用氢氧化钾为活化剂制备的活性炭。采用两种活化法结合的复合制备

4、工艺制得的活性炭都有丰富的表面官能团，并且对染料废水都有较好的脱色吸附能力。磷酸与氯化锌活化法结合制各样品HZ5433150以及磷酸与氢氧化钾活化法结合制备样品HK8在酸性品红染料废水中的平衡时间分别为250min和100min，当平衡浓度为140mg／L时，饱和吸附量分别为100mg／g和172mg／g，样品的吸附等温线用Fmundlieh模型比Langrnuir模型能更好地拟合实验值。在碱性品红废水中样品的平衡时间分别为500min和400min，当平衡浓度为100mg／L时，饱和吸附量分别为180mg／g和280mg／g，样品的吸附等温线用Langmuk模型比

5、Freundlich模型能更好地拟合实验值。两步法复合制备工艺制备竹质活性炭，在工艺或者性能上都比采用单一活化●法有了较大的改进。关键词：活性炭；制备：脱色AbstractTheactivatedcarbonisakindofsorbentwithabundantporosity，highadsorptioncapabilityandhighsurfaceactivity．Itismadefromcarbonrawmaterialandcanbeproducedthroughphysicalorchemicalactivationmethods．Theactivat

6、edcarbonisappliedextensivelyinchemicalindustryandgenerallytheapplicationrelatedtotheactivatedcarbonneedslargeamountofactivatedcarbon．Sincetheapplicationdemandofactivatedcarbonbecomeshigher，thelow—pricedrawmaterialandthenewactivationmethodtoprepareactivatedcarbonwithbettercapabilitybeco

7、meimportant．ThebamboocanbeusedastherawmaterialbecauseofitsshortgrowthperiodandabundantresourceinSouthernChina．Theactivatedcarbonispreparedfrombamboosawdustbytwo——stepprocessmethodinthisthesis．Theactivatedcarbonischaracterizedbymethylenebluenumber，iodinenumberandcarameldecolorization．