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成型活性炭用有机—无机复合胶粘剂的研究及应用

高翔  
【摘要】: 相对于传统的粉末状活性炭,成型活性炭具有较高的堆密度、强度和单位体积比表面积,便于储藏运输,因此成为今后开发和应用的主要方向。由于活性炭材料发达的细孔结构和特异的表面特性使它对各种有害物质具有极强的吸附性能,经常和其它的环保材料复合在一起制作成型复合活性炭,用于污水净化和有害气体吸附等环保领域,具有比各组分单独使用时所不具备的优点。综合考察了制备成型活性炭的各种方法,确定用胶粘剂将炭质前驱体粘接成型的方法工艺简单,不需要进行高温炭化和活化处理,制得的成型活性炭强度高,比表面积和孔隙率也都达到了很高的水平,所以该方法受到了广泛的关注。但是目前用于成型活性炭的各种胶粘剂中,无论有机胶粘剂还是无机胶粘剂都有各自无法克服的缺点,使它们在成型活性炭的应用上存在着很多的限制。 本课题试图用溶胶-凝胶法制备一种有机-无机复合的胶粘剂,将有机胶粘剂和一定的无机助剂进行复合,这样所制得的胶粘剂综合了有机物和无机物各自的优点,既具有有机胶粘剂优越的粘接性能、与活性炭粉体优良的亲合性,又具有无机物不燃烧、耐高温、稳定性好的优点。并且通过向有机胶粘剂基体中引入无机助剂,又极大的提高了胶粘剂的耐水性和改善了多孔性。研究了不同的反应物体系的配料比例对合成的胶粘剂的耐水性、微观形貌和孔径尺寸的影响,并对其合成机理进行了初步探讨。同时从实际应用出发,将该有机-无机复合胶粘剂用于一种复合活性炭的粘接成型,研究了不同胶/炭的质量比对成型活性炭的比表面积、孔容、孔径以及微观结构的影响。将制备的成型复合活性炭用于污水处理,考察了其对水中有毒重金属离子Cr_2O_7~(2-)的处理效果。


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