生物质活性炭制备及应用研究

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1、摘要摘要活性炭(Activatedcarbon，简称AC)是一种利用生物有机物质(如木材、焦炭、石油焦、煤和各种坚果壳等)制各的具有发达孔隙结构和大比表面积的多孔炭材料，是一种优质的吸附剂。随着工业的发展，其应用越来越广泛。目前已广泛应用于环保领域、食品工业、医药工业、农业和其他各个领域中。近年来，对活性炭研究的热点之一是利用廉价的农林废弃物为原料和简单清洁的工艺来制各经济效益高吸附性能好的生物质活性炭。若将农林废弃物有效地加以利用，变废为宝，不但能够创造一定的经济效益，还可以减小其对环境的污染，达到以废治废的目的。本文首先以生物质(

2、玉米芯、稻壳和花生壳)为原料，在自行搭建的生物质制备活性炭的实验平台上进行了生物质制备活性炭的实验研究，系统地研究了活化温度、活化时间、浸渍比和浸渍时间等活化、物化特性。分别采用物理活化法和化学活化法，改变炭化和活化条件制备出比表面积和孔隙结构不同的活性炭。使用ASAP2020M型孔径分析仪分析了活性炭的孔隙结构。对活性炭的表面结构特征以及生物质的不同情况下的热解历程进行了研究，讨论并比较了两种方法制备出的活性炭的吸附性能的强弱和得率的大小。实验结果表明：活化条件和浸渍条件是最重要的影响因素。物理活化法制备的最佳活性炭的比表面积为92

3、4．48m2儋，得率26．18％。化学活化法制各的最佳活性炭的比表面积为1200．04m2／g，得率34％。虽然，化学活化法比表面积和得率最大，但是，综合考虑制备工艺的经济效益和环保价值可知，物理活化法制备的活性炭具有较高的经济效益和环保价值。最后，在生物质制备活性炭的基础上，研究7"N备的活性炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学以及对烟气中汞的吸附特性。为其在印染废水处理和烟气脱汞方面的应用给出了一定的理论依据。在活性炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学的实验中，实验结果表明：Freundlich吸附等温线模型更能够准确地描述亚甲基监在活性炭上

4、的吸附相平衡。活性炭吸附亚甲基蓝的Freundlich吸附等温线表达式为：logqe=i0959．293+0．42109C。。动力学数据符合准二级反应动力学模型，准二级反应动力学模型更能够准确地描述哑甲基蓝在活性炭上的吸附过程。制各的活性炭可以有效地吸附去除水溶液中不同浓度范同的亚甲基蓝溶液，而且去除效果较佳，是一种具有发展潜力的吸附剂。在活性炭对烟气中汞的吸附特性的实验中，实验结果表明：制备的活性炭和商业活性炭有着相同的脱汞能力，商业活性炭对汞的最大吸附效率为53．5％，物理活化法制备的活性炭对汞的最大吸附效率为47．5％，化学活化

5、法制各的活性炭对汞的最大吸附效率为57．64％。由以上实验结果可知，生物质是一种比较理想的制备活性炭的原料，制备的活性炭是一种具有发展潜力的吸附剂。综合比较物理活化法和化学活化法可知，利用物理活化法制备的活性炭具有较好的经济效益和环保价值。关键词：生物质；活性炭；制备；应用AbstractActivatedcarbonhasdevelopedporestructureandhighsurfacearea,itispreparedfrombiologicalorganicmatter,forexample，lumber,coke，ref

6、inerycoke，coal，allkindsnutshellsandSOon．ActivatedcarboniSallimportantadsorbent，anditiSextensivelyusedindifferentfields．suchasenvironmentalprotection,foodprocessing，medicalindustry,agricultureandSOon．Oneofthehotspotnowadaysistopreparebiomassactivatedcarbonswithhighadsorp

7、tionabilityandhigheconomicbenefitfromcheapagriculturalandforestrywastesviasimpleandcleanerpreparationprocess．1ftheagriculturalandforestrywastescanbeusedeffficiently,changingwasteintovaluables，thisCannotonlyproducecertaineconomicbenefit，butalsoreduceenvironmentalpollutio

8、n．Firstly,activatedcarbonpreparingfrombioamass(comcob，ricehuskandpeanutshell)werestudied，viachemicalandphysica