生物質海綿基活性炭纖維制備工藝研究.pdf

1、本文以生物質絲瓜絡纖維為原料，(NH4)2HPO4作為活化劑制備活性炭纖維(ACF)，研究了生物質海綿基活性炭纖維的制備，表面物理化學性質的表征及其應用于苯酚廢水的處理。
　　 根據(jù)浸漬比，預氧化溫度，預氧化時間，活化溫度，活化時間安排正交試驗，得出了最優(yōu)浸漬比，預氧化時間，活化溫度，活化時間;通過一組單因素試驗確定了最優(yōu)預氧化溫度。制備出最優(yōu)制備條件下生物質海綿基活性炭纖維(LSF-ACF-P)，并測定了其收縮率。利用熱重分析

2、研究了(NH4)2HPO4，絲瓜絡，浸漬(NH4)2HPO4絲瓜絡，預氧化浸漬(NH4)2HPO4絲瓜絡的熱解機理，分析了(NH4)2HPO4與絲瓜絡可能存在的反應。
　　 選取正交試驗和單因素試驗的部分ACF試樣和LSF-ACF-P進行了表面物理化學性質的表征。應用N2吸附-脫附等溫曲線、掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對其表面物理性質進行表征;應用傅里葉紅外光譜(FTIR)對其表面化學性質進行表征。結果表明生物質海綿

3、基活性炭纖維的氮氣吸附-脫附等溫曲線均屬于IUPAC分類法中的Ⅰ型等溫線，孔道結構主要以微孔為主。最終制得的LSF-ACF-P為最優(yōu)條件下產品，比表面積達1634.6cm2/g，平均孔徑為1.904nm，孔容為0.778cm3/g。FTIR檢測表明生物質海綿基活性炭纖維中含有羧基，酚羥基和芳環(huán)化結構。XRD檢測表明纖維素，木質素等的結構被破壞，內部分子發(fā)生重排，最終得到無定形碳材料。
　　 選用最優(yōu)條件下產品LSF-ACF-P應

4、用于苯酚廢水的處理。研究了溫度，pH，投加量對生物質海綿基活性炭纖維吸附苯酚溶液的影響，結果表明:生物質海綿基活性炭纖維吸附苯酚的反應為放熱反應，反應溫度為40℃和50℃時，吸附平衡僅在80min左右就能達到，而反應溫度為30℃時，達到反應平衡的時間為175min。pH≤9時有利于活性炭纖維吸附苯酚。在對400mg/L苯酚廢水的處理中，投加量為8g/L時，去除率達到最大值96.5％。苯酚的吸附等溫線分別用Langmuir吸附等溫模型和F

5、reundlich吸附等溫模型描述，兩種吸附等溫線模型擬合出來的曲線相關度都達到0.95以上，用Freundlich吸附等溫模型擬合要優(yōu)于Langmuir吸附等溫模型擬合。采用Lagergren擬一級動力學模型和Lagergren擬二級動力學模型來擬合生物質海綿基活性炭纖維對苯酚的吸附。Lagergren擬二級動力學模型R2達到0.999，匹配程度良好，而Lagergren擬一級動力學模型幾乎不構成線性關系。吸附后生物質海綿基活性炭纖維