【摘 要】
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本文以废弃聚苯乙烯泡沫(waste foam polystyrene,缩写为WFPS)为原料,通过磺化、炭化,最后分别采用KOH、H3PO4活化法成功制备了高比表面活性炭(High Surface Area Activated Carbon
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本文以废弃聚苯乙烯泡沫(waste foam polystyrene,缩写为WFPS)为原料,通过磺化、炭化,最后分别采用KOH、H3PO4活化法成功制备了高比表面活性炭(High Surface Area Activated Carbon,缩写为HSAAC)。分别考察了活化剂种类,炭化料与活化剂的配比,活化温度、活化时间等因素对HSAAC的吸附性能、孔结构、比表面积的影响,确定出制备HSAAC的最佳工艺条件。磺化-炭化工艺的最佳条件是:硫酸/物料比为2,浸渍时间为2.5h,炭化温度为350℃,炭化时间2h。此时WFPS的碳化物产率可达82.01%。活化工艺的最佳条件是:活化剂KOH/炭化料为2,活化时间为1.5h,活化温度为700℃。经检测,产品活性炭的比表面积1981.5m2/g,碘吸附值为1400.0mg/g,亚甲基蓝吸附值为130.9ml/g,总孔容为1.38ml/g,微孔孔容为1.02ml/g,孔径分布在0.5-2.5nm之间。磷酸也可以做活化剂,实验表明,活化效果不如KOH。磷酸活化活性炭的比表面积仅为1203.95m2/g。利用扫描电镜观察HSAAC的表面形貌,利用红外光谱分析HSAAC表面官能团,并通过BET低温氮气吸附法测定HSAAC比表面积和孔结构。本研究制备的HSAAC对金属离子具有一定的吸附能力,且对硬酸离子吸附能力更强。 研究表明,硫酸用量,炭化时间,炭化温度,活化剂用量,活化时间,活化温度是影响活性炭产率和性能的主要工艺因素。随着硫酸用量,炭化时间的增加,碳化产率逐渐增加;随着活化温度的升高,活性炭产率先增后减,碘吸附值则呈现先增大后减小的变化规律。在碱炭比为2,活化温度为700℃,活化时间为1.5h时,活性炭对碘的吸附出现峰值。活性炭孔径分布、比表面积和孔容对碘吸附值有较大的影响。
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