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以桐壳为原料、H<,3>PO<,4>为活化剂,采用因素分析和正交实验设计法,考察并比较了管式炉加热制备法和微波辐射加热制备法的特点,探讨了影响活性炭孔隙结构和亚甲基蓝、碘的吸附性能的各种制备因素,分别确定了上述两种制备方法的适宜工艺条件。结果表明:与管式炉加热制备法相比,采用微波辐射加热法可显著缩短制备时间,获得中孔结构发达且吸附性能优良的桐壳基活性炭。同时,本文还以桐壳的炭化物为前驱体、KOH为活化剂,采用正交实验设计方法,分析了影响活性炭比表面积、孔隙结构及亚甲基蓝和苯酚吸附性能的因素,确立了制备的最佳工艺条件。
对于上述所制备的活性炭,采用比表面积和细孔分布测定仪,在77K下测定其N<,2>吸附-解附等温线,通过BET方程、MP法和BJH法计算其比表面积、细孔体积和孔径分布:并采用SEM、XRD、FT-IR等手段对其形貌特征、微晶结构及化学结构进行了表征。结果表明:桐壳基活性炭存在乱层类石墨结构的微晶结构;由H<,3>PO<,4>活化制备的活性炭中孔孔隙结构发达,孔径分布较宽,而由KOH活化制备的活性炭则主要呈微孔结构,孔径分布较窄。
Cr(Ⅵ)吸附实验结果表明:体系酸碱度是控制Cr(Ⅵ)吸附过程的重要因素;当溶液的pH=2~3,Cr(Ⅵ)溶液的初始浓度为40~60 mg/L,AC投加量为2.0 mg/L,吸附时间为180 min时,桐壳基活性炭对含Cr(Ⅵ)废水的处理能力最强。