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活性炭的改性及其对VOCs吸附能力的研究

柯涛  
【摘要】: 本文通过微波法、电炉直接加热法、氢氧化钠法和硝酸法对活性炭进行改性,并对改性后活性炭分别对含甲苯和丁酮气体的吸附能力进行了研究。 活性炭微波改性研究表明:随活性炭改性温度的升高,活性炭表面的含酸性官能团降低而含碱性官能团和碘吸附值增大,孔道更加通畅。改性前后对甲苯和丁酮的吸附实验结果表明:改性后活性炭对甲苯和丁酮的吸附量比原始的增大,且最大增幅为MW850的28.3%和32.9%,同时达到饱和吸附的时间也大大延长,而MW450和MW650的吸附能力相差不大,但与原始相比也有较大的提升。 电炉直接加热改性后的活性炭吸附甲苯和丁酮的实验结果表明:改性温度愈高,活性炭表面的含酸性官能团降低而含碱性官能团和碘吸附值增大,孔道更加通畅;EH850对甲苯和丁酮的饱和吸附量最大,分别达到249mg/gAC和240mg/gAC,而EH450和EH650的吸附能力相差很小。 氢氧化钠改性后主要引起活性炭表面的含氧官能团的变化,而且,氢氧化钠的浓度是变化的主导因素,实验结果表明:浓度越高,含氧酸性官能团降低,而含氧碱性官能团比重增加,极性增大;在浓度低于10%时,活性炭改性后对甲苯的吸附能力是增强的,但是,随浓度的升高,吸附能力逐渐减弱,当浓度超过10%时,吸附能力低于原始的吸附能力。 硝酸改性活性炭后,根据硝酸的浓度的不同,活性炭表面的含氧酸碱官能团的含量也随之改变,改性后对甲苯和丁酮的吸附实验结果显示:活性炭随硝酸浓度的增大,其对甲苯和丁酮的饱和吸附量减小;从吸附甲苯实验结果可得出最大降幅达到50%以上,达到饱和的时间约为2.3h,比原始的要缩短超过1.5h;从吸附丁酮的实验结果可以看出最大降幅达到约52%,达到饱和的时间为2.4h,比原始的要缩短1.6h左右。


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