高比表面積稻殼基活性炭制備及其在廢水處理中應(yīng)用研究.pdf

1、隨著廢水污染的日益嚴(yán)重，活性炭吸附劑（尤其是高比表面積的）應(yīng)用越來越廣泛。而其傳統(tǒng)原料煤屬于不可再生資源且成本較高，故本文選用廉價易得的稻殼作為原料。當(dāng)前稻殼應(yīng)用的難題是其中的高灰分(主要是SiO2)阻塞了活性炭的孔結(jié)構(gòu)，而常用的活化劑ZnCl2和H3PO4不能有效除去灰分，且活化前需浸漬處理。鑒于此，本文采用新型的NaOH干法活化工藝制備活性炭材料。并考察炭化溫度(400～700℃)、活化溫度(600～900℃)、堿碳比(1～4)、活

2、化方法（干法與浸漬）對活性炭比表面積的影響。進(jìn)一步選用有代表性的廢水污染物苯酚（有機(jī)小分子）、亞甲基藍(lán)（有機(jī)大分子）、硝酸鹽（無機(jī)離子）、汞離子（重金屬離子）為吸附質(zhì)，系統(tǒng)研究了活性炭對其的吸附，分析探討了吸附機(jī)理及吸附模型。
　　 活性炭材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)通過N2吸附-脫附分析、熱分析、X射線衍射、紅外光譜、掃描電子顯微鏡等手段表征。分析了活性炭的孔發(fā)育機(jī)理，表明當(dāng)微孔的形成與消失速率相等時，樣品可獲得最大的比表面積。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，

3、當(dāng)炭化溫度600℃，活化溫度800℃，堿碳比3，采用干法活化時，所獲得的活性炭比表面積最大，達(dá)2841m2/g，遠(yuǎn)大于用浸漬法制得樣品的933m2/g。同時，經(jīng)濟(jì)分析表明產(chǎn)品售價40元/kg，遠(yuǎn)高于其成本25.78元/kg，則毛利率達(dá)35.6％。這表明干法活化是種簡便有效制備低成本、高比表面積活性炭的方法。
　　 對廢水污染物的吸附研究發(fā)現(xiàn)，活性炭對4種污染物的吸附數(shù)據(jù)均符合Langmuir方程和偽二級動力學(xué)方程，表明其吸附主要

4、是單分子層吸附。15℃下，活性炭對苯酚、亞甲基藍(lán)、硝酸鹽、汞離子的最大吸附量分別為271.0、822.8、66.0、342.0mg/g。并表明，活性炭對苯酚的吸附以物理吸附為主(71％)，化學(xué)吸附為輔(29％)。在此基礎(chǔ)上，建立了一個活性炭有效孔對有機(jī)物的液相單層吸附模型。通過理論計算與實驗數(shù)據(jù)對比，表明該模型的吻合度較好。
　　 研究認(rèn)為，采用新型的干法活化制備比表面積高、生產(chǎn)成本低的稻殼基活性炭，并以其處理廢水污染物，效果良