bet356下载

活性炭高新技术企业活性炭产学研合作基地

全国免费咨询热线:400-000-1319

联系我们
全国服务热线:400-000-1319

电话(hua):13570151199

传真(zhen):020-39972520

邮箱:hanyancarbon@fuhcode.com

地址:广州市番禺区 南村镇兴业(ye)大道自编工业(ye)园M区1号(hao)

活性炭用氢氧化钾和碳酸钾活化
文章作者:bet356下载网络部 更新时间:2021-6-8 16:24:49

  活性炭用氢氧化钾和碳酸钾活化

  活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)在其(qi)表(biao)面(mian)有(you)(you)许多反应位点,因此,它被广泛用作水净化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)空气质量控(kong)制行(xing)业的(de)(de)吸附(fu)剂(ji)。由于空气和(he)水质要(yao)求的(de)(de)加强,对(dui)高(gao)(gao)质量活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)需求一直(zhi)在迅速增(zeng)加。物理和(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)学活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)过程(cheng)都可以用于制备活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan),高(gao)(gao)品(pin)质的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)需要(yao)苛(ke)刻的(de)(de)条件(例如,更(geng)长(zhang)的(de)(de)停留时间(jian)和(he)更(geng)高(gao)(gao)的(de)(de)试(shi)剂(ji)负载量)。化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)学活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)比物理活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)具有(you)(you)优势(shi),用氢(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钾(jia)对(dui)碳(tan)前体进行(xing)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)学活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)通常会产生具有(you)(you)高(gao)(gao)比表(biao)面(mian)积的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)。然而,该过程(cheng)会产生大量废水,其(qi)中包(bao)括溶(rong)解的(de)(de)碱金属,主要(yao)以碳(tan)酸钾(jia)的(de)(de)形式存(cun)在。因此,具有(you)(you)高(gao)(gao)浓度溶(rong)解碳(tan)酸钾(jia)的(de)(de)废水可以代替氢(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钾(jia)作为(wei)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)学试(shi)剂(ji)使用。本次(ci)主要(yao)研究活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)使用活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)剂(ji)的(de)(de)局限性(xing)(xing)(xing)。

  活性炭前体的准备和化学活化

  研(yan)究中的(de)碳(tan)前(qian)体(ti)是(shi)由木材制成,它具有(you)相对(dui)较高的(de)水(shui)分(fen)(13.0%)和挥发(fa)性(xing)(18.2%)含(han)量,而固定碳(tan)约为(wei)63.4%,这与基于椰壳的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)不同。对(dui)于化(hua)学(xue)活(huo)化(hua),两种类型的(de)钾(jia)化(hua)合物(wu)(wu)(氢氧化(hua)钾(jia)和碳(tan)酸钾(jia))被使用。在(zai)化(hua)学(xue)活(huo)化(hua)之前(qian),约30g活(huo)性(xing)炭(tan)与200mL钾(jia)化(hua)合物(wu)(wu)溶液混合,然后(hou)浸(jin)渍(zi)在(zai)旋(xuan)转蒸发(fa)器。溶液蒸发(fa)后(hou),将(jiang)样(yang)品在(zai)105℃下干燥24小时以(yi)准备(bei)活(huo)化(hua)。将(jiang)5克浸(jin)渍(zi)过(guo)的(de)碳(tan)前(qian)驱体(ti)置于氮气流动(dong)的(de)管式(shi)炉中,以(yi)5℃/分(fen)钟的(de)速度升(sheng)温,直至达到(dao)活(huo)化(hua)温度(850℃);然后(hou)将(jiang)活(huo)化(hua)温度保持2小时。活(huo)化(hua)终止后(hou),用蒸馏水(shui)多次洗涤样(yang)品,直至浸(jin)出液呈(cheng)中性(xing),以(yi)去除杂质。

  化学试剂热稳定性的变化

  图1显示(shi)了(le)用(yong)(yong)作(zuo)碳(tan)(tan)前(qian)体(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)木质活性(xing)炭(tan)(tan)、化(hua)(hua)学活化(hua)(hua)剂(ji)(氢(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)钾(jia)和(he)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia))以及浸渍有化(hua)(hua)学试剂(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)TGA结果。使用(yong)(yong)氢(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)钾(jia)和(he)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia)活化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)样品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)(liang)损失反映了(le)活化(hua)(hua)剂(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同热(re)(re)(re)性(xing)能(neng)。由于(yu)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia)相对于(yu)氢(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)钾(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)稳定(ding)性(xing)高(gao),因此在(zai)850℃时(shi)不(bu)会(hui)起(qi)到活化(hua)(hua)剂(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。然(ran)(ran)而(er),用(yong)(yong)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia)浸渍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)(liang)损失起(qi)始点,即分解温(wen)度,比(bi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低约200℃。事(shi)实上,用(yong)(yong)试剂(ji)浸渍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)样品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)TGA曲(qu)线(xian)取决于(yu)混(hun)合(he)物(wu)(wu)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)与(yu)试剂(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例。因此,此类混(hun)合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)TGA曲(qu)线(xian)通(tong)常与(yu)两种(zhong)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)性(xing)能(neng)一起(qi)绘制。然(ran)(ran)而(er),在(zai)高(gao)于(yu)750℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)温(wen)度下,用(yong)(yong)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia)浸渍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)比(bi)含(han)有未(wei)(wei)经处理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)样品(pin)表现(xian)出更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)(liang)损失。鉴(jian)于(yu)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia)由于(yu)其热(re)(re)(re)稳定(ding)性(xing)而(er)在(zai)891℃之前(qian)表现(xian)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)(liang)损失可以忽略(lve)不(bu)计,与(yu)未(wei)(wei)处理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)相比(bi),碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia)浸渍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)(liang)损失更(geng)大表明热(re)(re)(re)性(xing)能(neng)由于(yu)浸渍而(er)改(gai)变(bian)。这些结果表明溶解在(zai)氢(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)钾(jia)化(hua)(hua)学活化(hua)(hua)废水中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)钾(jia)可以通(tong)过浸渍过程重(zhong)新使用(yong)(yong)。

  图(tu)1:用(yong)每种化学品浸渍的(de)(de)化学试(shi)剂(ji)和(he)碳前体的(de)(de)热重分析结果(guo)。

  用氢氧化钾和碳酸钾进行化学活化

  对于化(hua)(hua)学(xue)(xue)(xue)活(huo)化(hua)(hua),碳(tan)(tan)(tan)前体通过(guo)与氢氧(yang)化(hua)(hua)钾(jia)和碳(tan)(tan)(tan)酸钾(jia)进行(xing)物理(li)和化(hua)(hua)学(xue)(xue)(xue)混(hun)合(he)来(lai)制备。无论混(hun)合(he)方(fang)法如何,活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在(zai)(zai)用(yong)(yong)氢氧(yang)化(hua)(hua)钾(jia)化(hua)(hua)学(xue)(xue)(xue)活(huo)化(hua)(hua)后的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)积(ji)都优(you)于用(yong)(yong)碳(tan)(tan)(tan)酸钾(jia)化(hua)(hua)学(xue)(xue)(xue)活(huo)化(hua)(hua)后的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(图2)。在(zai)(zai)钾(jia)/炭(tan)比(bi)(bi)为0.5时,用(yong)(yong)氢氧(yang)化(hua)(hua)钾(jia)活(huo)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)积(ji)增加1倍多(duo)点(dian),比(bi)(bi)用(yong)(yong)碳(tan)(tan)(tan)酸钾(jia)活(huo)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)积(ji)大(da)(da)30%在(zai)(zai)其他条件相同的(de)(de)(de)(de)(de)情况(kuang)下。这些结果清楚地显示了使(shi)(shi)用(yong)(yong)氢氧(yang)化(hua)(hua)钾(jia)和碳(tan)(tan)(tan)酸钾(jia)处(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)热性(xing)(xing)(xing)能(neng)差异。然而(er),以相同的(de)(de)(de)(de)(de)钾(jia)/炭(tan)比(bi)(bi)浸(jin)渍碳(tan)(tan)(tan)酸钾(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)积(ji)比(bi)(bi)物理(li)混(hun)合(he)有碳(tan)(tan)(tan)酸钾(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)积(ji)大(da)(da)24%。因(yin)此,碳(tan)(tan)(tan)酸钾(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)性(xing)(xing)(xing)质在(zai)(zai)浸(jin)渍过(guo)程中发(fa)生了变化(hua)(hua)(图1),使(shi)(shi)掺(chan)杂(za)到碳(tan)(tan)(tan)前体中的(de)(de)(de)(de)(de)钾(jia)更容易(yi)嵌(qian)入到碳(tan)(tan)(tan)基质中。

  图2:(a)氮(dan)等温(wen)线和(he)(b)通过用氢(qing)氧化钾和(he)碳酸(suan)钾以不同钾/炭比浸渍制备的活性炭的孔径分布。

  图2显示(shi)了(le)在各种钾(jia)(jia)(jia)/炭(tan)(tan)比率(lv)下使用氢(qing)(qing)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)钾(jia)(jia)(jia)和碳酸钾(jia)(jia)(jia)处理的活(huo)性炭(tan)(tan)的氮等温线(xian)和PSD。氮等温线(xian)和PSD的形(xing)状随钾(jia)(jia)(jia)/炭(tan)(tan)比而变化(hua)(hua)(hua)(hua);然而,使用这两种化(hua)(hua)(hua)(hua)学剂(ji)活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)的活(huo)性炭(tan)(tan)之间没(mei)有观察(cha)到实质性差异。然而,在活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)过(guo)程中用碳酸钾(jia)(jia)(jia)浸渍的活(huo)性炭(tan)(tan)在活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)过(guo)程中与用氢(qing)(qing)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)钾(jia)(jia)(jia)处理的活(huo)性炭(tan)(tan)相似,钾(jia)(jia)(jia)/炭(tan)(tan)比为0.25。这些结(jie)果反(fan)映了(le)在相同的钾(jia)(jia)(jia)/炭(tan)(tan)比率(lv)下,与以(yi)氢(qing)(qing)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)钾(jia)(jia)(jia)形(xing)式(shi)浸渍的钾(jia)(jia)(jia)相比,当(dang)以(yi)碳酸钾(jia)(jia)(jia)形(xing)式(shi)浸渍时,钾(jia)(jia)(jia)作为化(hua)(hua)(hua)(hua)学试剂(ji)的反(fan)应(ying)性相对较(jiao)低。

  在(zai)本研(yan)究(jiu)中(zhong),碳(tan)(tan)酸钾(jia)(jia)作为(wei)化(hua)学(xue)试剂的(de)(de)反(fan)(fan)应性(xing)与氢氧化(hua)钾(jia)(jia)的(de)(de)反(fan)(fan)应性(xing)进行了比(bi)(bi)较,以评(ping)估在(zai)化(hua)学(xue)活(huo)化(hua)过程中(zhong)作为(wei)副产品产生(sheng)的(de)(de)碱性(xing)废(fei)(fei)水回收利用(yong)的(de)(de)可(ke)行性(xing)。氢氧化(hua)钾(jia)(jia)在(zai)碳(tan)(tan)前(qian)体上的(de)(de)湿浸渍(zi)很(hen)好(hao)地(di)降(jiang)低了碳(tan)(tan)酸钾(jia)(jia)的(de)(de)热稳定性(xing),如(ru)其熔点(dian)的(de)(de)降(jiang)低所示。然(ran)而,碳(tan)(tan)酸钾(jia)(jia)浸渍(zi)活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)比(bi)(bi)表面积(ji)(ji)仍(reng)仅为(wei)氢氧化(hua)钾(jia)(jia)浸渍(zi)活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)50%。尽管如(ru)此,碳(tan)(tan)酸钾(jia)(jia)活(huo)化(hua)活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)比(bi)(bi)表面积(ji)(ji)仍(reng)比(bi)(bi)碳(tan)(tan)前(qian)体大1.6倍,表明通过将废(fei)(fei)水作为(wei)化(hua)学(xue)试剂再利用(yong)来进行资(zi)源(yuan)回收的(de)(de)可(ke)能性(xing)。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

本文链接:http://fuhcode.com/hangye/hy1006.html

查看更多分类请点击:公司资讯    行业新闻    媒体报导    百科知识    

var _hmt = _hmt || []; (function() { var hm = document.createElement("script"); hm.src = "https://hm.baidu.com/hm.js?78ebdacae9da971faf025645ab77d367"; var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(hm, s); })();