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氧化锌/活性炭(ZnO/AC)复合材料能有效降解和消除有害污染物,已成为环境治理领域的重要研究内容。现有的制备方法均采用直接负载法、沉淀法及溶胶-凝胶法等,这些方法存在工艺流程长、废液难以回收等缺点。而醋酸乙烯合成用废催化剂本身含有活性炭和氧化锌前躯体—醋酸锌,是制备ZnO/AC复合材料的优选原料,现有的对醋酸乙烯合成用废催化剂的研究以单独提取金属锌或再生活性炭为主,流程长,操作复杂,经济效益差,导致大量的可回收资源没有得到有效的利用。以载醋酸锌废催化剂为原料制备ZnO/AC复合材料,可“变废为宝”,起到“以废治废”的作用。本文首先研究了载醋酸锌废催化剂的热解特性和热解动力学,实验在氮气气氛下进行,升温速率为10℃/min,初始温度为室温,终温为1473K,结果表明:废触媒的热解分为干燥脱水、醋酸锌分解及复杂有机物分解、C与ZnO反应3个阶段。由于有机树脂包裹醋酸锌的现象存在,造成醋酸锌的完全分解温度滞后,高达1149K时残留的醋酸锌才分解完全。醋酸锌分解和C与ZnO反应是废触媒热解的两个主要失重阶段,其热解动力学模型分别符合一级化学反应和一维扩散Parabolic法则,表观活化能分别为37.4kJ/mol和43.1 kJ/mol。在废催化剂热解分析的基础上,采用直接加热法制备ZnO/AC复合材料,应用XRD、氮气吸附、SEM等方法对其样品进行了表征,结果表明:随着制备温度的升高,产物的含锌量先升高后降低,吸附性能一直增强,比表面积逐渐增大,而得率一直降低;773K时制的复合材料中的XRD谱图中ZnO的衍射峰强度增强,ZnO的晶粒大小随制备温度升高,先减小后增大。SEM分析进一步验证了以上分析。为制备高吸附性能的ZnO/AC复合材料,在制备过程中采用水蒸气作为活化剂,重点考察活化温度对ZnO/AC复合材料的碘值、亚甲基蓝吸附值和得率的影响,采用XRD、氮气吸附、SEM-EDAX对其制备过程进行表征,研究发现,活性炭表面负载的ZnO颗粒为六方纤锌矿结构。不同的温度对活性炭表面负载的ZnO颗粒的形貌有很大的影响,随着温度的升高,ZnO晶粒尺寸先变大后变小。孔结构表征采用t-plot方程和非等域密度函数理论(NLDFT),结果表明,各制备温度下得到的ZnO/AC复合材料均具有较高的比表面积,最高达到1193m~2/g。SEM分析表明,氧化锌在活性炭孔道中呈不规则形状,且分布在活性炭孔道的周围,没有堵塞活性炭孔道。综上所述,本论文采用醋酸乙烯合成用废催化剂制备ZnO/AC复合材料,一方面以工业废弃物为原料生产出高附加值、多用途的复合材料,实现了资源综合利用;另一方面,与现有ZnO/AC复合材料制备方法相比,具有成本低,工艺简单,易于工业化实施等优点,为复合材料的制备开辟了新的途径。