膨胀石墨-活性炭成型复合材料的制备及其苯酚吸附性能的研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bingshanhu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
含酚废水是工业有机废水中最有代表性的一类,具有极强的生物毒性,是工业应用中需要重点解决的有害废水之一。作为吸附法处理含酚废水中的主要材料,活性炭吸附性能好、吸附容量大,对高、低浓度含酚废水都有着较好的去除效果。但是目前广泛使用的粉末和粒状活性炭,存在粉尘污染大、传质推动力小、压降大、浓度梯度大、机械强度低等缺点;另外每次循环使用过程中由于颗粒间摩擦作用造成的损耗高达5%-10%,导致活性炭重复利用效率不高。因此制备具有高机械强度、形状可控的成型活性炭的研究逐渐成为目前的热点。 本文利用膨胀石墨独特的微米级孔隙结构,将蔗糖以溶液的方式引入压缩膨胀石墨块,通过不同活化方法制备具有发达孔隙结构的膨胀石墨.活性炭成型复合材料,考察了活化剂种类以及活化温度、活化时间和浸渍比对所得材料微孔结构的影响。结果表明:不同活化剂活化所得材料的最大比表面积有很大差异:CO2和KOH活化所得材料最大比表面积只有1098m2/g和937m2/g,而磷酸活化法可以成功制得最大比表面积达1978m2/g的高比表面积复合材料。对材料进行整体结构分析表明,复合材料是由膨胀石墨基体的石墨炭和蔗糖炭化、活化后形成的无定形炭组成;在复合材料中,大部分活性炭铺展在膨胀石墨蠕虫表面或以蛋壳状沉积在缠绕空间中,只有少量活性炭以炭膜形式进入了膨胀石墨的二级孔内;材料中活性炭的引入使得膨胀石墨基体内部的开放孔数量有所减少,但仍部分保留了膨胀石墨的微米级孔隙结构,使得复合材料不仅具有了吸附能力极强的微孔结构,还具有了传统活性炭所不具备的微米级大孔传质通道。 使用静态吸附法和FT—IR分别研究不同活化方法所得复合材料的吸附性能和表面化学性质,结果表明:材料的吸附能力不仅取决于其微孔结构性能,还与其表面化学性质有很大关系。虽然H3PO4活化法所得材料的比表面积最大,但其苯酚吸附能力最大只有168mg/g,而CO2和KOH活化法所得材料的吸附能力最大可达299.6mg/g和272mg/g。这是由于磷酸活化复合材料表面存在的大量含氧酸性官能团(P=OOH、P=O、P—O—C等),增加了其表面亲水性,削弱了对弱极性疏水分子苯酚的吸附能力。通过高温处理的方法对磷酸活化复合材料进行处理后,材料表面酸性含氧官能团大量分解,表面疏水性增强,其吸附容量从168mg/g上升到310mg/g。 使用改性后的复合材料对含酚废水进行吸附床动态模拟实验,结果显示,复合材料特有的微米级大孔、微孔相结合的结构,不仅减少了水流在吸附柱中的流通阻力,还增大了活性炭的铺展面积,提高了其利用效率。在动态吸附实验中,颗粒活性炭的动态吸附容量仅为66.7mg/g,而复合材料的吸附容量可达178.4mg/g,且其溶液出口浓度已达我国工业含酚废水排放I级标准(GB8978-1996),具有良好的工业应用前景。
其他文献
铬盐产品是国民经济发展不可缺少的重要基本化工原料,我国是世界铬盐生产第一大国,但与发达国家相比,国内铬盐企业存在着厂点多、规模小、装备差、基本采用有钙焙烧落后工艺等问
目的 了解桐乡市托幼机构消毒质量现状,为提高托幼机构消毒工作质量提供依据.方法 随机抽取部分托幼机构,采用现场采样和实验室检测的方法对室内空气、物体表面、餐具和工作
土壤微生物是土壤生态系统的主要生物类群,担负着分解动植物残体,维持土壤养分运转、有机质分解、污染物净化等重要使命。研究土壤微生物对于维持土壤生态系统平衡,保护我们
高纬度及高寒国家和地区对铁路货车及其零部件低温性能要求较高。摇枕及侧架是铁路机车转向架的组成零部件之一,它不仅关系到转向架的性能,并且对铁路机车的行车安全具有重要
本研究工作介绍了以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为基体的硫化镉(CdS)纳米复合材料和硫化铅(PbS)纳米复合材料的制备、特性和应用,并且采用原位合成工艺制备出了CdS/PVP和PbS/PVP纳米
目的 比较托幼机构不同消毒方法对餐饮具的消毒效果,为托幼机构餐饮具消毒方法选择提供参考.方法 采用大肠菌群(纸片法)和细菌菌落总数检测法检测3种不同消毒方法对餐饮具的
根据国家标准修订计划,国家标准《高压钠灯性能要求》正在起草中.本标准技术内容对应于IEC 60662《高压钠灯性能要求》(2011年英文版第2版),与IEC 60662的一致性程度为非等效
期刊
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与浸没在污水中
现如今H13钢已广泛使用于铝合金压铸模具中,但是由于压铸过程中模具易出现热磨损及热疲劳龟裂等失效现象,导致生产效率降低。激光表面仿生强化技术作为一种新型表面强化方式
在社会经济迅速发展的背景之下,企业之间的竞争越发激烈,为了获得发展机遇以及资源,企业不断进行创新,只有持续创新才可以使企业立于不败之地,这是实现企业稳步发展的必要途