酸改性活性炭吸附甲苯的性能研究

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1、第４０卷第５期湖南大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．５２０１３年５月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）Ｍａｙ．２０１３文章编号：１６７４－２９７４（２０１３）０５－００９２－０７＊酸改性活性炭吸附甲苯的性能研究李立清，石瑞，顾庆伟，梁鑫，唐琳，李海龙，马卫武（中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙４１００８３）摘要：商业活性炭分别经过１ｍｏｌ／Ｌ的硝酸、盐酸、硫酸处理．采用Ｂｏｅｈｍ滴定、傅式转换红外光谱仪（ＦＴＩＲ）、比表面积分析仪对活性炭样品的物化性质进行测试．以甲苯为吸附质，在２８３Ｋ下进行了固定床吸附实验．研

2、究讨论了改性前后活性炭对甲苯的吸附量影响，计算了相应的动力学参数和吸附能．结果表明：酸改性可以增加活性炭表面酸性官能团的总数量；改变孔径分布．酸改性活性炭对甲苯的吸附量大小顺序为：Ｎ－ＡＣ，Ｓ－ＡＣ，ＡＣ，Ｃｌ－ＡＣ．准二阶动力学方程比准一阶动力学能更好地描述甲苯在改性活性炭上的吸附过程；酸改性增大了微孔占有率，提高了吸附速度；酸改性增大活性炭吸附有机气体的吸附能，导致酸改性活性炭与甲苯结合度降低．关键词：改性活性炭；表面基团；孔结构；吸附动力学；吸附能中图分类号：Ｏ６１３．７１文献标识码：ＡＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＴｏｌｕｅｎｅｏｎＡｃｔｉｖａｔｅｄＣａｒｂｏｎｓｗｉｔ

3、ｈＡｃｉｄＭｏｄｉｆｉｅｄ，ＳＨＩＲｕｉ，ＧＵＱｉｎｇ－ｗｅｉ，ＬＩＡＮＧＸｉｎｇ，ＴＡＮＧＬｉｎ，ＬＩＨａｉ－ｌｏｎｇ，ＭＡＷｅｉ－ｗｕＬＩＬｉ－ｑｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｌｙａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｗａｓｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈ１ｍｏｌ／Ｌｎｉｔｒｉｃａｃｉｄ，１ｍｏｌ／Ｌｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄａｎｄ１ｍｏｌ／Ｌｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｐｈｙ

4、ｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｗｉｔｈＢｏｅｈｍｔｉｔｒａｔｉｏｎ，Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴＩＲ）ａｎｄＢＥＴｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｆｉｘｅｄ－ｂｅｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｔ２８３Ｋ，ｗｈｅｒｅｔｏｌｕｅｎｅｗａｓａｃｔｉｖａｔｅｄａｓａｄｓｏｒｂａｔｅｓ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ

5、ｃａｐａｃｉｔｙｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍ－ｉｃｓａｎｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔｏｆａｃｉｄｇｒｏｕｐｓｉｎｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒａｃｉｄｍｏｄｉｆｉｃａ－ｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ．Ｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｏｌｕｅｎｅｏｎａｃｉｄｍｏ

6、ｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｈｏｗｓｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｏｒｄｅｒ：Ｎ－ＡＣ，Ｓ－ＡＣ，ＡＣ，Ｃｌ－ＡＣ．Ｔｈｅｐｓｅｕｄｏ－ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒｋｉ－ｎｅｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｐｓｅｕｄｏ－ｆｉｒｓｔ－ｏｒｄｅｒｋｉｎｅｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｏｌｕｅｎｅｏｎｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓ．Ａｃｉｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｍｉｃｒｏｐｏｒｅａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｒａｔｅｏｆａ

7、ｄｓｏｒｐ－ｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙ，ｉｔｉｓｈａｒｄｆｏｒｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｔｏｊｏｉｎｔｏｌｕｅｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ；ｓｕｒｆａｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓ；ｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙ＊收稿日期：２０１２－０５－１６基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０６７６１５４；２０９７６２００）作者简介：李立清（１９