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优质活性炭制备及机理分析

夏洪应  
【摘要】:烟杆是烟草的附加产物,每年在摘收烟叶之后,全国各地有大量的烟杆废弃物产生。由于烟杆本身基本不具备价值,通常被丢弃于田间地头形成固体废弃物构成环境污染,或被晒干焚烧造成大气污染,这不仅破坏了生态环境,而且浪费了可供利用的资源。紫茎泽兰是一种世界性的恶性有毒杂草,广泛分布于我国云南、海南、广西、贵州、西藏、四川等省,导致了特殊的“绿色污染”及“生态灾难”,给所到之地的农业、牧业及林业等造成了难以挽回的巨大损失。对这些可循环废弃物资源进行合理有效的开发利用,已迫在眉睫。本文所提出新的工艺路线,合理有效的对资源加以开发利用,不仅可保护环境,减轻生态压力,还能创造一定的社会经济价值,具有较大的社会意义和实践价值。 本文在简述国内外活性炭制备方法及微波加热在活性炭制备中应用的基础上,提出了物理活化法制备烟杆基颗粒活性炭和微波辐射化学法制备紫茎泽兰活性炭的技术,研究了各因素对活性炭吸附性能和得率的影响,得到了最佳工艺条件,对最佳工艺条件下所制备的活性炭进行了氮气吸附测定及孔结构分析,并对活化机理进行了分析。 (1) 以烟杆炭化料为原料,木焦油为主要粘结剂制备颗粒炭,确定粘结剂的最佳比例为30%,以此条件所制备颗粒炭作为活化工艺探索的原料。 (2) 传统加热-二氧化碳法制备颗粒活性炭最佳工艺条件:活化温度900℃、活化时间100min、二氧化碳流量0.5L/min。在此条件下制得颗粒活性炭产品碘吸附值901.36mg/g、亚甲基蓝吸附值8ml/0.1g、比表面积750.65m~2/g、总孔容0.42ml/g、得率达38.53%。 (3) 微波加热-二氧化碳法制备颗粒活性炭最佳工艺条件:微波功率700W、活化时间70min、二氧化碳流量0.15L/min。在此条件下制得颗粒活性炭产品碘吸附值960.39mg/g、亚甲基蓝吸附值13ml/0.1g、比表面积847.41m~2/g、总孔容0.48ml/g、得率43.37%。 (4) 传统加热-水蒸气法制备颗粒活性炭最佳工艺条件:活化温度900℃、活化时间60min、水蒸气流量3.31g/min。在此条件下制得颗粒活性炭产品碘吸附值1028.49mg/g、亚甲基蓝吸附值19ml/0.1g、比表面积909.22m~2/g、总孔容0.61ml/g、得率24.39%。 (5) 微波加热-水蒸气法制备颗粒活性炭最佳工艺条件:微波功率700W、活


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