廢舊紡織品制備活性炭及其應(yīng)用研究.pdf

1、本論文以廢舊紡織品為原料，采用化學(xué)活化法制備活性炭，對(duì)制備工藝條件、活性炭表面物理化學(xué)性質(zhì)的表征、活性炭吸附染料的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)以及活性炭處理模擬印染廢水進(jìn)行了研究。
　　 在制備活性炭時(shí)，以磷酸為活化劑，采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，以碘吸附值和亞甲基藍(lán)吸附值為衡量標(biāo)準(zhǔn)，確定的最佳工藝條件為：活化劑濃度40％、浸漬時(shí)間24h、活化溫度500℃、活化時(shí)間30min。在該條件下制備的活性炭碘吸附值為967mg/g，亞甲基藍(lán)吸附值為112mL

2、/g，產(chǎn)率為37.96％。熱重分析實(shí)驗(yàn)表明活化劑磷酸起到脫水縮合的作用，使原料中的炭得到充分利用。
　　 采用掃描電鏡、氮吸附等溫線、紅外光譜和Boehm滴定對(duì)最佳條件下的活性炭進(jìn)行表面物理化學(xué)性質(zhì)的表征。活性炭和直接熱解樣品的SEM圖比較表明，活化劑磷酸起到造孔的作用。活性炭BET比表面積達(dá)1107.509m2/g，總孔容積為1.239cm3/g，中孔率為82.647％，具有較為開闊的孔結(jié)構(gòu)，適合吸附染料分子。紅外光譜分析和B

3、oehm滴定測(cè)得，活性炭表面含有羥基、羰基、內(nèi)酯基官能團(tuán)及多種含磷官能團(tuán)，主要表面含氧基團(tuán)-堿性基團(tuán)、酚羥基、內(nèi)酯基和羧基的含量依次為：0.847mmol/g、0.951mmol/g、0.444mmol/g、0.522mmol/g、0.847mmol/g。
　　 選用酸性藍(lán)62和活性艷藍(lán)KN-R染料，對(duì)活性炭進(jìn)行了吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)研究。吸附動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明，兩種染料在活性炭上的吸附均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，且由準(zhǔn)二級(jí)速率方

4、程計(jì)算的平衡吸附量接近實(shí)驗(yàn)測(cè)得的平衡吸附量。吸附熱力學(xué)研究結(jié)果表明，活性炭對(duì)酸性藍(lán)62的吸附既符合Langumir等溫線模型又符合Freundlich等溫線模型，對(duì)活性艷藍(lán)KN-R符合Langmuir等溫線模型。活性炭對(duì)兩種染料的吸附均是一個(gè)吸熱過程(吸附焓△H＞0)，提高溫度有利于吸附的進(jìn)行，吸附過程自發(fā)進(jìn)行(吸附自由能△G＜0)，并伴隨著吸附熵(△S＞0)的增加。
　　 對(duì)活性炭應(yīng)用于印染廢水的深度處理，并與商品活性炭的處理

5、效果進(jìn)行了比較?；钚蕴吭趐H為2、投加量2g/L、振蕩60min條件下的CODcr去除率為88％，去除效果優(yōu)于商品活性炭；在強(qiáng)酸條件下，有利于印染廢水的處理，因此可以通過調(diào)節(jié)pH提高處理效果。吸附酸性藍(lán)62的活性炭經(jīng)過三次熱再生后仍有較大的吸附能力。溶劑再生法可以用乙醇作為再生溶劑，再生效率比較顯著。
　　 研究結(jié)果表面，廢舊紡織品可以制備出吸附性能良好的活性炭，其可以作為一種高效、安全、經(jīng)濟(jì)的吸附材料，可用于含染料等污染物的工