物理活化法生物炭吸附VOCs性能研究.pdf

1、近年來國家開始關(guān)注環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放與治理問題。揮發(fā)性有機(jī)化合物又叫VOCs，全稱Volatile Organic Compounds，各種處理VOCs的手段和技術(shù)不斷被提出，其中就包括活性炭吸附法處理技術(shù)，而同時(shí)農(nóng)業(yè)廢棄物的處理也一直是一個(gè)難題。本文從熱裂解入手，對農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行炭化，制得活化生物炭的前體物質(zhì)-生物炭，并把研究重心放在活化生物炭的制備以及其對VOCs的吸附性能研究上，將農(nóng)業(yè)廢棄物處理和VOCs治理有機(jī)地結(jié)合起

2、來，探索活化生物炭替代煤質(zhì)活性炭來作為吸附劑處理VOCs的可能性。在本研究中采用的生物炭活化方法是物理活化法，包括水蒸氣活化、二氧化碳活化。水蒸氣活化主要考察了不同炭水質(zhì)量比對活化生物炭的吸附效果有何影響;二氧化碳活化主要考察了不同溫度下活化同種生物炭，其所得產(chǎn)物對VOCs吸附性能差異和同一溫度下以不同生物質(zhì)為前體所制備的活化生物炭對VOCs吸附性能差異。具體的研究包括表觀密度測定、主動吸附實(shí)驗(yàn)、被動吸附實(shí)驗(yàn)、碘吸附值測定、表面含氧官能

3、團(tuán)測定等實(shí)驗(yàn)。結(jié)論主要包括:1、物理活化法生物炭表觀密度為（0.2±0.02）g/mL;2、主動吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水蒸氣活化法生物炭在VOCs排放源濃度不飽和的情況下，MPCL1-1對正己烷飽和吸附量可以達(dá)到54.80 mg/g，吸附性能稍低的MPCL6-1也達(dá)到了22.90 mg/g;3、二氧化碳活化實(shí)驗(yàn)中，隨著活化溫度的升高活化生物炭對正己烷的吸附量不斷下降，從750℃時(shí)的17.8 mg/g下降到850℃時(shí)的6.2 mg/g;4、被

4、動吸附實(shí)驗(yàn)一方面驗(yàn)證了主動吸附實(shí)驗(yàn)中的一些參數(shù)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)同一種炭對不同種VOC的吸附性能是不相同的，對苯吸附效果好的炭對正己烷卻可能不理想。一級動力學(xué)反應(yīng)方程的擬合結(jié)果表明被動吸附很符合一級動力學(xué)模型，R2在0.956-0.998之間;5、通過Boehm滴定實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在水蒸氣活化過程中，炭表面沒有檢測到酚羥基的形成;6、碘吸附值實(shí)驗(yàn)測定了市售優(yōu)質(zhì)活性炭和實(shí)驗(yàn)室自制的物理活化法生物炭的碘值，通過結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)編號為MPCL1-1的炭吸附效果