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与粉状活性炭相比,成型活性炭具高强度,使用方便等优点。本论文以椰壳活性炭为原料制备了聚氨酯基泡沫炭;以木质粉末活性炭为原料,分别以羧甲基纤维素钠(CMC)和淀粉为粘结剂制备了木质柱状成型活性炭。采用聚氨酯为基体,在泡沫制备过程中加入颗粒活性炭,免粘结成型,再经热处理制得泡沫炭。以低温液氮(N2/77K)吸附测定泡沫炭的孔径结构,以SEM观测泡沫炭表面多孔结构,采用热分析仪分析聚氨酯骨架热分解过程,以苯酚吸附容量、亚甲基蓝值和碘值为评价指标测定泡沫炭的吸附性能。分别利用CMC及淀粉为粘结剂低温下制得成型活性炭,考察炭化温度及粘结剂添加量对成型炭各项性能指标的影响,以低温液氮(N2/77K)吸附测定泡沫炭的孔径结构,采用热分析仪分析成型炭前驱体热分解过程,以甲苯吸附容量、亚甲基蓝值和碘值为评价指标测定成型活性炭的吸附性能。研究表明:聚氨酯基泡沫炭吸附材料的研究结果表明:以聚氨酯为基体免粘结成型制备的泡沫炭与原料活性炭相比性能下降的比较少,比表面积下降率仅为30%~63%,最高可达655m2/g。PU/AC-1-n(组合聚醚:MDI=10:9)各项指标明显优于PU/AC-2-n(组合聚醚:MDI=10:7), SEM结果表明聚氨酯的存在虽然堵塞了活性炭的一部分孔隙,但聚氨酯与活性炭结合紧密,聚氨酯的存在为泡沫炭提供了良好的强度。热分析结果表明聚氨酯和活性炭在较低温度下结合即可制得性能良好的泡沫炭。CMC-柱状成型活性炭的制备与表征研究结果显示:随着炭化温度的升高,CMC-柱状成型活性炭的各项性能都呈现下降趋势,在炭化温度为200℃时表现出最好的性能;随着CMC添加量的增加,所制成型活性炭的各项性能逐渐降低,而所制成型活性炭的强度逐渐增大,对甲苯的吸附性能逐渐降低,甲苯吸附值在CMC添加量为10%达到最高,可达65.5%,并得出制备CMC-成型活性炭的最佳工艺为炭化温度200℃,CMC添加量10%。淀粉-柱状成型活性炭的制备结果表明:淀粉-成型活性炭随着炭化温度的升高,所制成型活性炭的各项性能都呈现先上升后下降的趋势,在250℃是表现出最好的性能;随着淀粉粘结剂添加量的增加,所制成型活性炭的各项性能逐渐降低,但所制成型活性炭的强度逐渐增大,在淀粉粘结剂添加量为55%时强度下降,对甲苯的吸附性能表现为逐渐降低,甲苯吸附值在淀粉粘结剂添加量为35%达到最高可达56.2%,并得出制备淀粉-柱状成型活性炭的最佳工艺为炭化温度250℃,淀粉粘结剂添加量40%。综合比较,聚氨酯基泡沫炭吸附材料因其配比方式多样化,且可制成任意形状,因而有着更为广阔的应用前景,而对于粘结成型的柱状成型活性炭,粘结剂的选择及添加量的影响对最终的成型活性炭的性能起着很重要的作用。所以如何选择合适的粘结剂及适宜的添加量将成为以后研究的重点。