活性炭從聚合溶液中去除丙烯酸

廢水中常見的有機(jī)成分包括：蛋白質(zhì)，碳水化合物，脂肪，油，聚合物，染料，酚，石油產(chǎn)品，表面活性劑等。如此復(fù)雜的廢水成分迫使人們尋求新的效果更好的吸附劑。本文介紹的研究是在基于活性炭上進(jìn)行的，在二氧化碳和碳酸鉀的存在下對(duì)其進(jìn)行了熱化學(xué)處理，以改變其多孔結(jié)構(gòu)，表面的酸堿性質(zhì)，因此，對(duì)有機(jī)雜質(zhì)的吸附性能。確定了活性炭對(duì)陰離子聚丙烯酸(PAA)和十二烷基硫酸鈉(SDS)及其混合物的吸附性能。

本實(shí)驗(yàn)首先將起始材料在110°C干燥至恒重，然后壓碎并篩分至0.5至1 mm的粒度。在石英管式反應(yīng)器中，在吹入氮?dú)饬?0.170 L/min)下進(jìn)行起始原材料的熱解。將樣品加熱(10°C/分鐘)從室溫到最終熱解溫度600°C，并保持60分鐘。然后，將獲得的炭用800°C的蒸汽進(jìn)行物理活化，以燃燒掉約50%的碳(即，在溫度和活化劑的影響下，燃燒掉了50%的碳質(zhì)材料)。為了改變表面基團(tuán)的質(zhì)地參數(shù)和酸堿特性，對(duì)這樣制備的活性炭(表示為N)進(jìn)行兩種熱化學(xué)處理。第一個(gè)步驟包括在900℃，氮?dú)夥?流速0.330 L/min)下，用碳酸鉀(N9K樣品)進(jìn)行額外的化學(xué)活化(旨在在先前生產(chǎn)的活性炭中形成額外的微孔結(jié)構(gòu))(堿/活性炭重量比為2：1)。之后，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)兩步洗滌程序(用5%熱HCl溶液和軟化水洗滌)。最后，將樣品在110°C下干燥以獲得恒定質(zhì)量。修改的另一個(gè)變體包括在900°C的二氧化碳?xì)饬髦幸?.250 L的流速額外活化/分鐘，持續(xù)45分鐘(N9C樣品)。二氧化碳的使用旨在擴(kuò)大蒸汽活性炭中存在的孔的直徑。

活性炭和經(jīng)改性后獲得的樣品的化學(xué)成分。兩種修飾均導(dǎo)致灰分含量以及結(jié)構(gòu)中特定元素的變化，其中這些變化對(duì)N9K樣品而言更大。起始活性炭(N)暴露于碳酸鉀會(huì)導(dǎo)致礦物質(zhì)(灰分)的顯著下降，同時(shí)氫含量下降兩倍(可能是碳結(jié)構(gòu)芳構(gòu)化的結(jié)果)由于活性炭顆粒的表面氧化，增加了氧氣量。還值得注意的是，灰分含量比在CO 2中退火的N9C樣品低了近10倍。大氣層。N9K中的灰分很可能是由于活化后將其用5%的鹽酸溶液洗滌而導(dǎo)致的。圖1所示的SEM圖像也證實(shí)了各個(gè)活性炭的質(zhì)地和形態(tài)多樣性�？梢钥闯�，根據(jù)制備程序，樣品在尺寸，形狀以及孔的數(shù)量或排列方面存在顯著差異。特別是在活性炭和N9C樣品中可以觀察到的較亮片段可能是其結(jié)構(gòu)中存在灰分(礦物質(zhì))的結(jié)果。