具有不同孔结构的沥青基球状活性炭对肌酐及维生素B_(12)吸附性能的研究共46页
生物基活性炭对有机-水共混溶剂中的甲基橙吸附平衡与动力学研究
生物基活性炭对有机-水共混溶剂中的甲基橙吸附平衡与动力学研究许湖敏;石刚;顾文秀;王大伟;桑欣欣;倪才华;李赢【摘要】探究生物基活性炭对有机-水共混溶剂中的甲基橙的吸附性能、吸附平衡和动力学研究.结果表明,生物基活性炭对甲基橙的最大单层吸附量为80.4 mg/g.相比准一级动力学模型,准二级动力学模型更适合于描述有机-水共混溶剂中活性炭吸附甲基橙的过程.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)011【总页数】5页(P2309-2313)【关键词】生物基活性炭;有机-水共混溶剂;吸附平衡;准二级动力学模型【作者】许湖敏;石刚;顾文秀;王大伟;桑欣欣;倪才华;李赢【作者单位】江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室,江苏无锡 214122;江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室,江苏无锡 214122;江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室,江苏无锡 214122;江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室,江苏无锡 214122;江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室,江苏无锡 214122;江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室,江苏无锡 214122;江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室,江苏无锡 214122【正文语种】中文【中图分类】TQ014印染废水中含有很多有毒的、难于降解的染料化合物[1-2]。
活性炭拥有高比表面积，富含微孔，吸附能力强，常用来去除印染废水中的染料等污染物[3-5]。
生物质废弃物具有低成本、环保、可再生等优点，已经成为一种最具发展潜能的活性炭原材料[6-11]。
Gao等采用蟹壳为原料，制备了比表面积高达2 197 m2/g的活性炭，对水系中酸性红有良好的吸附性能，饱和吸附量高达1 667 m2/g[12]。
印染行业在生产过程中使用了大量有机溶剂，最后排放的废水中仍含有部分有机溶剂，而且有机溶剂的存在与否，直接影响活性炭对染料分子的吸附能力。
牛粪生物炭对沥青加热释放的VOCs的吸附性能
第35卷第6期2023年12月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.35,N o.6D e c.2023文章编号:2095-5456(2023)06-0464-06牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s的吸附性能林静雯1,张带军1,吴浩2,牛晓巍1,吴国昊1(1.沈阳大学区域污染环境生态修复教育部重点实验室,辽宁沈阳110044;2.辽宁万益职业卫生技术咨询有限公司,辽宁沈阳110163)摘要:以牛粪为原料制备吸附剂,考察牛粪生物炭的制备温度㊁添加量㊁吸附时间㊁沥青加热温度对加热沥青释放的V O C s吸附效果的影响,并对其吸附特性进行了分析㊂结果表明:牛粪生物炭制备温度为600ħ㊁生物炭投加量为10g㊁沥青加热温度达到160ħ㊁吸附时间为20m i n时,牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s的吸附效果最佳,去除率最高,为88.69%㊂对牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的过程进行热力学分析,朗格缪尔方程更加符合其吸附特征,吸附过程以单分子吸附为主;对牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的过程进行动力学分析,准二级动力学方程更加符合其吸附特征,推测发生了化学吸附㊂关键词:牛粪;生物炭;吸附;加热沥青;V O C s中图分类号:X51文献标志码:AA d s o r p t i o n P e r f o r m a n c eo f C o w M a n u r eB i o c h a r o n V OC s R e l e a s e db y H e a t e dA s p h a l tL I NJ i n g w e n1,Z HA N GD a i j u n1,WU H a o2,N I UX i a o w e i1,WUG u o h a o1(1.K e y L a b o r a t o r y o f R e g i o n a lP o l l u t i o na n d E c o l o g i c a l R e s t o r a t i o n,M i n i s t r y o f E d u c a t i o n,S h e n y a n gU n i v e r s i t y,S h e n y a n g,110044,C h i n a;2.L i a o n i n g W a n y iO c c u p a t i o n a lH e a l t h T e c h n i c a lC o n s u l t i n g C o., L T D.,S h e n y a n g110163,C h i n a)A b s t r a c t:T h ee f f e c t so f p r e p a r a t i o nt e m p e r a t u r e,a d d i t i o na m o u n t,a d s o r p t i o nt i m ea n d a s p h a l th e a t i n g t e m p e r a t u r eo nt h ea d s o r p t i o no f V O C sr e l e a s e db y h e a t e da s p h a l t w e r e i n v e s t i g a t e d,a n d t h e a d s o r p t i o nc h a r a c t e r i s t i c sw e r ea n a l y z e d.T h e r e s u l t s s h o wt h a tw h e n t h e p r e p a r a t i o n t e m p e r a t u r e o f c o wd u n g b i o c h a rw a s600ħ,t h e d o s a g e o f b i o c h a rw a s10g, t h eh e a t i n g t e m p e r a t u r eo fa s p h a l tw a s160ħ,a n dt h ea d s o r p t i o nt i m e w a s20m i n,t h e a d s o r p t i o n e f f e c t o f c o wd u n g b i o c h a r o nV O C s r e l e a s e d b y a s p h a l t h e a t i n g w a s t h e b e s t,a n d t h e r e m o v a l r a t ew a s t h eh i g h e s t(88.69%).T h e t h e r m o d y n a m i c a n a l y s i s o f t h e a d s o r p t i o n p r o c e s s o fV O C sr e l e a s e db y b i t u m e nh e a t e db y b i o c h a rf r o m c o w d u n g w a sc a r r i e do u t. L a n g m u i re q u a t i o n w a s m o r e c o n s i s t e n t w i t h t h e a d s o r p t i o n c h a r a c t e r i s t i c s,a n d t h e a d s o r p t i o n p r o c e s s w a s m a i n l y s i n g l e m o l e c u l ea d s o r p t i o n.T h e p r o c e s so fa d s o r p t i o no f V O C s r e l e a s e db y b i t u m e nh e a t e db y b o v i n ed u n g b i o c h a r w a sa n a l y z e d,a n dt h e q u a s i-s e c o n d-o r d e rk i n e t i c e q u a t i o n w a s m o r e c o n s i s t e n t w i t h t h e a d s o r p t i o n c h a r a c t e r i s t i c s, s u g g e s t i n g t h a t c h e m i s o r p t i o no c c u r r e d.K e y w o r d s:c o wd u n g;b i o c h a r;a d s o r p t i o n;h e a t i n g a s p h a l t;V O C sV O C s主要来自于工业源排放,且排放逐年增长[1],其中沥青加热过程中释放的V O C s也是污染的一个重要来源㊂沥青具有良好的延展性和黏性,在道路建设㊁涂料和橡胶等行业广泛应用㊂2020年我国沥青总产量高达3.679ˑ107t[2],其中80%的沥青应用于道路建设和养护㊂在道路建设和养护过程收稿日期:20221115基金项目:国家自然科学基金青年科学基金资助项目(21507091)㊂作者简介:林静雯(1965)女,辽宁沈阳人,教授㊂中,沥青的加热温度一般在150~170ħ,在搅拌和铺设沥青过程中会伴随有大量V O C s 释放到空气中,其质量浓度高达2179μg㊃m -3[3]㊂早在十三五时期,我国就明确规定了V O C s 的总减排量,如何减少V O C s 的释放已经成为我国大气环境保护的一项重要课题㊂目前常采用冷凝㊁吸附㊁催化燃烧㊁膜分离和低温等离子体处理技术对末端V O C s 进行处理,冷凝法和催化燃烧法虽然具有处理效果好的优点,但是成本比较高[4];膜分离技术由于清理操作问题造成的污染导致无法对V O C s 进行有效分解[5];低温等离子技术适用于浓度较低的V O C s 的处理[6];吸附技术由于耗能低㊁操作简单㊁成本低而成为V O C s 吸附的常用技术[7]㊂近年来,国内外应用生物炭吸附技术对V O C s 进行处理成为研究热点,用植物生物炭作为吸附剂进行V O C s 污染的防治已成为吸附技术最主要的发展方向之一,但利用动物粪便特别是牛粪作为原料制备生物炭吸附剂处理V O C s 的研究较少,尤其是对沥青加热释放的V O C s 的吸附鲜有文献报道㊂牛粪作为我国急需资源化的物质,其制备的生物炭通过热消解技术可具有良好的再生性能,使生物炭的应用具有较好的循环利用前景[8]㊂本文以牛粪为原料制备生物炭吸附剂,并对沥青加热释放的V O C s 的吸附特性及影响因素进行研究,以期为牛粪生物炭吸附剂对沥青加热释放的V O C s 的吸附应用提供一定的数据参考㊂1 材料与方法1.1 实验材料与仪器1.1.1 实验材料牛粪来源于内蒙古锡林郭勒,风干备用㊂牛粪生物炭性质:pH 值为9.95;灰分为27.3%;比表面积为86.43m 2㊃g-1㊂沥青来源于盘锦P J90#铺路沥青㊂沥青的基本性能参数:针入度为920mm ;延度>100c m ㊃m i n -1;软化温度为48ħ㊂1.1.2 实验仪器D F -101S 型恒温磁力搅拌器(上海力辰邦西仪器科技有限公司),B S A 224S 型电子天平(上海尚仪仪器有限公司),K Q 5200D E 型数显超声清洗器(深圳市洁盟清洗设备有限公司),101-3A B 型烘箱(上海精宏仪器有限公司),S R J X 型马弗炉(浙江佳宁仪器科技有限公司),W J -60B 型皮托管平行全自动烟尘(油烟)采样器(广东万安迪有限公司),耐高温磁力搅拌转子,搅拌子回收器,二甲基硅油(黏度100c s ),V O C s 气体采样袋,导管等其他实验常见用品㊂1.2 牛粪生物炭的制备将风干㊁烘干后的牛粪放于坩埚容器中,送入控温马弗炉内,以缓慢升温的方式(10ħ㊃m i n-1)加热至300㊁400㊁500㊁600㊁700ħ分别进行热解炭化2h ,取出后放入干燥器中㊂将热解炭化后的牛粪生物炭放入粉碎机中粉碎,过孔径为0.150mm (100目)筛后放入密封袋保存㊂1.3 吸附实验1.3.1 牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的去除方法将沥青放置在烧瓶中,烧瓶放入恒温磁力搅拌器中,加热并开始搅拌㊂采用气体采样袋采样法和吸附管采样法进行采样[910],将吸附管按气体流动方向连接,两端分别连接到采样器和气体连接装置上,使用玻璃针管将气体收集到气体收集袋,采样体积为500m L ㊂牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s 装置见图1㊂1 搅拌子;2 磁力加热搅拌器;3 两口烧瓶;4 牛粪吸附剂;5 吸附器;6 全自动采样器图1 牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s 装置F i g .1 V O C s d e v i c e f o r a d s o r p t i o na n dh e a t i n g r e l e a s eo f a s p h a l t b y co w m a n u r eb i o c h a r 564第6期 林静雯等:牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的吸附性能1.3.2 沥青加热释放的V O C s 测定V O C s 的分析方法有多种,主要为气相色谱质谱联用法和热重质谱联用法,这2种方法可以对沥青加热释放的V O C s 组分进行准确分析,但存在成本高㊁花费时间长等缺点㊂本实验选择非甲烷总烃作为V O C s 的代表物质㊂测定方法参考‘环境空气质量手工监测技术规范“(H J 194 2017)[11]㊂在液相色谱仪中用高纯氮气对甲烷气体进行稀释配置甲烷标准样,在气相色谱仪中放入1.0m L 不同质量浓度的甲烷标准样品,将甲烷和总烃的质量浓度进行测定并得到其标准曲线㊂将沥青加热释放的V O C s 收集并按照甲烷和总烃绘制的步骤对其进行测定[12]㊂1.3.3 不同制备温度的牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的吸附影响称取50g 沥青放入烧瓶中,将烧瓶放入恒温磁力搅拌器中进行加热至160ħ后,利用采样器使沥青加热释放的V O C s 通过装有生物炭的装置㊂称取制备温度为300~700ħ的牛粪生物炭各10g 对沥青加热释放的V O C s 进行吸附,吸附时间为10m i n ㊂利用液相色谱仪测定质量浓度,确定最佳生物炭制备温度㊂1.3.4 不同因素对牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的吸附影响选取最佳温度制定的牛粪生物炭,分别考察生物炭投加量㊁吸附时间㊁沥青加热温度等条件对牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 去除率的影响㊂1.3.5 等温吸附实验称取50㊁80㊁100㊁120㊁150g 沥青放入烧瓶中,在恒温磁力搅拌器中加热至120ħ,使沥青加热释放的V O C s 通过装有10g 生物炭的装置,利用液相色谱仪测定非甲烷总烃的质量浓度,计算牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的去除率㊂1.3.6 吸附动力学实验称取50g 沥青放入烧瓶中,在恒温磁力搅拌器中加热至160ħ,使沥青加热释放的V O C s 通过装有10g 生物炭的装置,于10㊁15㊁20㊁25㊁30m i n 时取样,利用液相色谱仪测定非甲烷总烃的质量浓度,计算牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的吸附量㊂1.4 数据分析与计算方法1.4.1 牛粪生物炭的去除率牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 去除率公式为R =ρ0-ρt ρ0ˑ100%㊂(1)式中:R 为牛粪生物炭的去除率,%;ρ0和ρt 为吸附时间为0和t 时V O C s 的质量浓度,m g ㊃L -1㊂1.4.2 吸附等温线拟合方程用朗格缪尔㊁比弗罗因德利希模型对牛粪生物炭的吸附等温线进行拟合,朗格缪尔模型方程式为Q e =Q m a xw e K p +w e;(2) 比弗罗因德利希模型方程为Q e =K f w 1/ne ㊂(3)式中:Q e 为吸附平衡时的吸附量,m g ㊃g -1;Q m a x 为吸附剂的最大吸附量,m g ㊃g -1;w e 为吸附平衡时V O C s 的质量分数,m g ㊃g -1;K p 为朗缪尔常数,L ㊃m g -1;K f 为比弗罗因德利希常数,L ㊃m g -1;n 为吸附强度常数㊂1.4.3 动力学拟合方程分别用准一级动力学模型和准二级动力学模型对吸附过程进行非线性拟合[13],准一级动力学方程为Q t =Q e [1-e x p (K 1t )];(4) 准二级动力学方程为t Q t =1K 2Q 2e +t Q e㊂(5)式中:Q t 为t 时刻的吸附量,m g ㊃g -1;t 为吸附时间,m i n ;K 1为动力学一级反应速率常数,m i n -1;K 2664沈阳大学学报(自然科学版) 第35卷为动力学二级反应速率常数,g ㊃(m g㊃m i n )-1㊂2 结果与讨论2.1 不同制备温度的牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 去除率的影响图2为不同制备温度的牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 去除率影响㊂从图2中可以看出,改图2 不同制备温度的牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 去除率的影响F i g.2 T h ee f f e c t o f c o w m a n u r eb i o c h a r a t d i f f e r e n t p r e p a r a t i o n t e m p e r a t u r e s o n t h e r e m o v a l r a t e o f V O C s r e l e a s e db y a s p h a l t h e a t i n g变牛粪生物炭的制备温度对沥青加热释放的V O C s 去除率有较大的影响,当牛粪生物炭制备温度在300ħ时,V O C s 的去除率为68%;当牛粪生物炭制备温度在600ħ时,V O C s 的去除率增加到76%;当牛粪生物炭制备温度为700ħ时,V O C s 的去除率降至72%㊂研究表明,制备温度升高时,牛粪进行了高度的炭化,使牛粪生物炭光滑的表面在高温的影响下逐渐变得粗糙,孔隙逐渐增加[1416],对V O C s 去除率逐渐增加,但当制备温度升高到一定程度后,牛粪生物炭表面的粗糙结构遭到破坏,高温炭化形成的孔隙被破坏,生物炭中的灰分含量增加[17],比表面积减小,导致V O C s 的去除率下降㊂本文中牛粪生物炭制备温度为600ħ时对沥青加热释放的V O C s 去除率效果最好,说明此时的牛粪生物炭形成的孔径最适合V O C s 的吸附㊂2.2 牛粪生物炭添加量对沥青加热释放的V O C s 去除率的影响图3为牛粪生物炭添加量对沥青加热释放的V O C s 去除率的影响,由图3可以看出,当牛粪生物炭图3 牛粪生物炭添加量对沥青加热释放的V O C s 去除率的影响F i g.3 T h ee f f e c t o f t h ea d d i t i o na m o u n t o f c o w m a n u r e b i o c h a r o n t h e r e m o v a l r a t eo f V O C s r e l e a s e db y a s p h a l t h e a t i n g的添加量从5g 增加到15g 时,其对沥青加热释放的V O C s 去除率从55.85%增加到86.33%㊂当牛粪生物炭的添加量小于10g 时,V O C s 的去除率显著增加;当牛粪生物炭的添加量大于10g 时,去除率的增加速率逐渐缓慢,考虑到成本问题,本文选择10g为最佳添加量㊂研究表明,牛粪经过热解炭化,其表面会出现孔洞和粗糙的表面,有利于对沥青加热释放的V O C s 进行吸附[18]㊂牛粪生物炭的添加量会增加生物炭表面的吸附点位,当吸附点位增加时,V O C s 的去除率随之增加,同时牛粪生物炭表面的氢键和静电力对生物炭吸附V O C s 有一定作用,生物炭添加量增加到一定程度后,V O C s 的吸附基本已达饱和,去除率也逐渐趋于稳定[19]㊂2.3 牛粪生物炭吸附时间对沥青加热释放的V O C s 去除率的影响图4为牛粪生物炭吸附时间对沥青加热释放的V O C s 去除率的影响,由图4可以看出,开始阶段随着牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s 的时间增加,生物炭对V O C s 的去除率逐渐增大,当吸附时间达到20m i n 时,V O C s 的去除率最大,为88.69%,之后随吸附时间的增加,V O C s 的去除率下降后小幅回升,整体较低㊂分析原因,推测在吸附初期,牛粪生物炭表面的吸附点位较多,对V O C s 的吸附较快,去除率不断增大,随着吸附时间的增加,吸附逐渐达到平衡[2021],去除率达到最大后开始下降㊂2.4 牛粪生物炭对沥青不同加热温度下释放的V O C s 去除率的影响图5为牛粪生物炭对沥青不同加热温度下释放的V O C s 去除率的影响,由图5可以看出,随着沥青764第6期 林静雯等:牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的吸附性能加热温度的不断增加,牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s的去除率不断增加,当温度为160ħ时,牛粪生物炭对V O C s的去除率达到最大,之后逐渐趋于平缓㊂分析原因,推测主要由于沥青加热温度的升高使其释放的V O C s的浓度增大,从而增加了牛粪生物炭吸附V O C s的几率,当沥青加热温度达到160ħ时,牛粪生物炭吸附V O C s的孔隙基本已达到饱和状态,此时V O C s的去除率最大㊂图4牛粪生物炭吸附时间对沥青加热释放的V O C s去除率的影响F i g.4T h ee f f e c t o f a d s o r p t i o n t i m eo f c o w m a n u r eb i oc h a r o n t h e r e m o v a l r a t eo f V O C s r e l e a s e db y a s p h a l t h e a t i n g图5牛粪生物炭对沥青不同加热温度下释放的V O C s去除率的影响F i g.5T h ee f f e c t o f c o w m a n u r eb i o c h a r o n t h e r e m o v a lr a t eo f V O C s r e l e a s e d f r o ma s p h a l t a t d i f f e r e n th e a t i n g t e m p e r a t u r e s2.5牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的热力学等温线拟合方程分析根据朗格缪尔模型和弗罗因德利希模型对牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的等温线拟合方程,研究V O C s在生物炭上的吸附热力学行为,拟合方程参数如表1所示㊂从表1可以看到,朗格缪尔模型参数R2相对较高,在0.99以上,而弗罗因德利希模型参数R2相对较小,说明朗格缪尔模型更符合牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的过程,推测牛粪生物炭吸附V O C s主要以单层吸附为主㊂表1牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的热力学等温线拟合方程参数T a b l e1T h e r m o d y n a m i c i s o t h e r mf i t t i n g e q u a t i o n p a r a m e t e r s f o r t h ea d s o r p t i o no f V O C s r e l e a s e d f r o ma s p h a l t h e a t e db y c o w m a n u r eb i o c h a r吸附时间m i n朗格缪尔模型参数Q e/(m g㊃g-1)K p/(L㊃m g-1)R2Q em g㊃g-1弗罗因德利希模型参数K f/(m g㊃g-1㊃L-1)1/n R21072.63890.02740.996680.26100.56420.41240.9400 2045.46510.02650.997542.38450.51640.46570.97022.6牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的动力学拟合方程分析对牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的过程进行动力学准一级方程和准二级方程拟合,动力学参数如表2所示㊂由表2可以看出,动力学准一级方程和准二级方程的R2均在0.9以上,但准二级动力学方程R2更大,更符合牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的吸附特征㊂推测生物炭对V O C s 的吸附非单一元素控制[22],牛粪生物炭中含有的芳香碳,脂肪碳等物质可能对V O C s中的苯类和烃类物质进行了化学吸附㊂表2牛粪生物炭吸附沥青加热释放的V O C s的动力学参数T a b l e2K i n e t i c p a r a m e t e r s o f a d s o r p t i o no f V O C s r e l e a s e d f r o ma s p h a l t b y c o w m a n u r eb i o c h a r d u r i n g h e a t i n g动力学准一级方程参数Q e/(m g㊃g-1)K1/m i n-1R2动力学准二级方程参数Q e/(m g㊃g-1)K2/(g(m g㊃m i n)-1)R265.16390.04520.928973.96490.03460.98263结论1)考察了牛粪生物炭的制备温度㊁添加量㊁吸附时间和沥青加热温度对沥青加热释放的V O C s去864沈阳大学学报(自然科学版)第35卷除率的影响㊂牛粪生物炭制备温度为600ħ时㊁生物炭添加量为10g ㊁吸附时间为20m i n ,50g 沥青加热温度为160ħ时,牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的吸附效果最佳,去除率最高,为88.69%㊂2)通过对牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 吸附热力学和动力学分析可知,朗格缪尔拟合方程和准二级动力学方程更符合其吸附特征,推测吸附主要以单分子吸附为主,发生了化学吸附㊂参考文献:[1]黄鹤雯,沙青娥,朱曼妮,等.珠三角2010 2017年主要工业源V O C s 排放结构与组分变化[J ].中国环境科学,2020,40(11):46414651.HU A N G H W ,S H A QE ,Z HU M N ,e t a l .E v o l u t i o n o f e m i s s i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n d s pe c i e s of i n d u s t r i a lV O C s e m i s s i o n i nP e a r l R i v e rD e l t aR eg i o n ,2010-2017[J ].Chi n aE n v i r o n m e n t a l S c i e n c e ,2020,40(11):46414651.[2]杨建云,罗莎.国内沥青市场 十三五 回顾及 十四五 展望[J ].石油沥青,2022,36(1):6368.Y A N GJY ,L U OS .13t h f i v e y e a r p l a n r e v i e wa n d 14t h f i v e y e a r p l a no u t l o o ko fC h i n a a s p h a l tm a r k e t [J ].P e t r o l e u m A s ph a l t ,2022,36(1):6368.[3]李婷婷,郭送军,黄礼海,等.沥青路面铺设V O C s 排放特征及风险评估[J ].中国环境科学,2021,41(1):7380.L IT T ,G U O SJ ,HU A N G L H ,e ta l .E m i s s i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dh e a l t hr i s ka s s e s s m e n to fV O C s f r o m a s p h a l t p a v e m e n t c o n s t r u c t i o n [J ].C h i n aE n v i r o n m e n t a l S c i e n c e ,2021,41(1):7380.[4]王瑜华.大气中V O C s 的污染现状及治理技术研究进展[J ].环境与发展,2020,32(5):8081.WA N G Y H.P o l l u t i o ns t a t u s o fV O C s i n t h e a t m o s p h e r e a n dr e s e a r c h p r o g r e s s o n i t s c o n t r o l t e c h n o l o g y[J ].E n v i r o n m e n t a n d D e v e l o pm e n t ,2020,32(5):8081.[5]栾志强,郝郑平,王喜芹.工业固定源V O C s 治理技术分析评估[J ].环境科学,2011,32(12):34763486.L U A NZ Q ,H A O Z P ,WA N G X Q.E v a l u a t i o no ft r e a t m e n tt e c h n o l o g y o fv o l a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d sf o rf i x e di n d u s t r i a l r e s o u r c e s [J ].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e ,2011,32(12):34763486.[6]宋华,王保伟,许根慧.低温等离子体处理挥发性有机物的研究进展[J ].化学工业与工程,2007,24(4):356361.S O N G H ,WA N G B W ,X U G H.P r o g r e s s i nt r e a t m e n to fv o l a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d sb y n o n -t h e r m a l p l a s m a [J ].C h e m i c a l I n d u s t r y a n dE n g i n e e r i n g ,2007,24(4):356361.[7]刘晨星,任爱玲,谷丹丹,等.生物及其组合技术净化V O C s 的研究进展[J ].现代化工,2022,42(9):6065.L I U C X ,R E N A L ,G U D D ,e ta l .R e s e a r c h p r o g r e s so n V O C s p u r i f i c a t i o nb y b i o l o g i c a lt e c h n o l o g y a n di t sc o m b i n a t i o n t e c h n o l o g i e s [J ].M o d e r nC h e m i c a l I n d u s t r y ,2022,42(9):6065.[8]丁艺.基于可再生生物质炭的四环素吸附去除行为机制研究[D ].西安:西安建筑科技大学,2020.D I N G Y.S t u d y o na d s o r p t i o na n dr e m o v a lb e h a v i o r m e c h a n i s m o f t e t r a c yc l i n eb a s e do nr e n e w a b l eb i o c h a [D ].X i a n :X i a n U n i v e r s i t y o fA r c h i t e c t u r e a n dT e c h n o l o g y ,2020.[9]中华人民共和国环境保护部.固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法:H J732 2014[S ].北京:中国环境科学出版社,2015.M i n i s t r y o fE c o l o g y a n dE n v i r o n m e n t o f t h eP e o p l e sR e p u b l i co fC h i n a .E m i s s i o n f r o ms t a t i o n a r y s o u r c e s s a m p l i n g o f v o l a t i l e o r g a n i c c o m p o u n d s b a g sm e t h o d :H J 732-2014[S ].B e i j i n g:C h i n aE n v i r o n m e n t a l P r e s s ,2015.[10]中华人民共和国环境保护部.环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法:H J 644 2013[S ].北京:中国环境科学出版社,2013.M i n i s t r y o f E c o l o g y a n d E n v i r o n m e n to ft h e P e o p l e s R e p u b l i c o f C h i n a .A m b i e n ta i r d e t e r m i n a t i o n o fv o l a t i l e o r ga n i c c o m p o u n d s s o rb e n t a d s o r p t i o na n dt h e r m a ld e s o r p t i o n g a sc h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t r y m e t h od :H J644 2013[S ].Be i j i n g:C h i n aE n v i r o n m e n t a l P r e s s ,2013.[11]中华人民共和国环境保护部.环境空气质量手工监测技术规范:H J 194 2017[S ].北京:中国环境科学出版社,2018.M i n i s t r y o fE c o l o g y a n dE n v i r o n m e n t o f t h eP e o p l e sR e p u b l i co fC h i n a .T e c h n i c a l s pe c if i c a t i o n so n m a n u a lm e t h o d s f o r a m b i e n t a i r q u a l i t y m o n i t o r i ng :H J 194 2017[S ].B e i j i n g :Chi n aE n v i r o n m e n t a l P r e s s ,2018.[12]中华人民共和国环境保护部.固定污染源废气总烃㊁甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法:H J 38 2017[S ].北京:中国环境科学出版社,2018.M i n i s t r y o fE c o l o g y a n d E n v i r o n m e n to ft h eP e o p l e s R e p u b l i co fC h i n a .S t a t i o n a r y so u r c ee m i s s i o n d e t e r m i n a t i o no ft o t a l h y d r o c a r b o n s ,m e t h a n e a n dn o n m e t h a n e g a s c h r o m a t o g r a p h y :H J 38 2017[S ].B e i J i n g:C h i n aE n v i r o n m e n t a l P r e s s ,2018.[13]G E R E N T EC ,L E E V K C ,L E C L O I R E C P ,e ta l .A p p l i c a t i o no fc h i t o s a nf o rt h er e m o v a lo f m e t a l sf r o m w a s t e w a t e r sb ya d s o r p t i o n :m e c h a n i s m s a n dm o d e l s r e v i e w [J ].C r i t i c a l R e v i e w s i nE n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2007,37(1):41127.[14]王晓霞,杨涛,肖璐睿,等.稻草秸秆生物质炭对重金属C d 2+的吸附性能研究[J ].环境科学学报,2021,41(7):26912699.WA N G XX ,Y A N G T ,X I A O L R ,e ta l .S t u d y o nt h ea d s o r p t i o n p e r f o r m a n c eo f r i c es t r a w b i o m a s sc h a r c o a l t oh e a v y me t a l C d 2+[J ].A c t aS c i e n t i a eC i r c u m s t a n t i a e ,2021,41(7):26912699.[15]谭珍珍,张学杨,骆俊鹏,等.小麦秸秆生物炭对四环素的吸附特性研究[J ].水处理技术,2019,45(2):3238.T A NZZ ,Z HA N G X Y ,L U OJP ,e ta l .A d s o r p t i o n p r o p e r t y o fw h e a t s t a l kb i o c h a r t ot e t r a c y c l i n e [J ].T e c h n o l o g y o f W a t e r T r e a t m e n t ,2019,45(2):3238.[16]E S S A N D O H M ,WO L G E MU T H D ,P I T TMA NC U ,e t a l .A d s o r p t i o no fm e t r i b u z i n f r o ma q u e o u s s o l u t i o nu s i n g m a gn e t i ca n d n o n m a g n e t i c s u s t a i n a b l el o w -c o s t b i o c h a r a d s o r b e n t s [J ].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d P o l l u t i o n R e s e a r c h ,2017,24(5):45774590.964第6期 林静雯等:牛粪生物炭对沥青加热释放的V O C s 的吸附性能[17]张海波,苏龙,程红艳,等.不同热解温度制备的香菇菌糠生物炭对孔雀石绿的吸附及其机理分析[J ].核农学报,2021,35(5):12311242.Z HA N G H B ,S U L ,C H E N G H Y ,e t a l .A d s o r p t i o na n d m e c h a n i s ma n a l y s i so fm a l a c h i t e g r e e na d s o r p t i o nb y s p e n tL e n t i n u s e d o d e s s u b s t r a t e b a s e db i o c h a r p r e p a r e da t d i f f e r e n t p y r o l y s i s t e m p e r a t u r e s [J ].J o u r n a l o fN u c l e a rA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,2021,35(5):12311242.[18]陈黎,孔祥生,刘秋新,等.抗生素菌渣生物炭的制备及特性[J ].环境科学与技术,2019,42(6):128133.C H E NL ,K O N G XS ,L I U Q X ,e t a l .P r e p a r a t i o na n d c h a r a c t e r i s t i c s o f b i o c h a r s p r o d u c e d f r o ma n t i b i o t i cb a c t e r i a l r e s i d u e s [J ].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e&T e c h n o l o g y,2019,42(6):128133.[19]A L S HAM E R IA ,H EHP ,Z HUJX ,e t a l .A d s o r p t i o n o f a mm o n i u mb y d i f f e r e n t n a t u r a l c l a y mi n e r a l s :c h a r a c t e r i z a t i o n ,k i n e t i c s a n d a d s o r p t i o n i s o t h e r m s [J ].A p p l i e dC l a y Sc i e n c e ,2018,159:8393.[20]连念.秸秆生物炭吸附废水中N i (Ⅱ)的实验研究[J ].当代化工,2021,50(9):20332036.L I A N N.E x p e r i m e n t a l s t u d y o na d s o r p t i o no fN i (Ⅱ)i nw a s t e w a t e rb y s t o v e rb i o c h a r [J ].C o n t e m p o r a r y C h e m i c a l I n d u s t r y ,2021,50(9):20332036.[21]傅宇虹.稻壳基活性炭吸附液态与气态半挥发性苯酚化合物[D ].南京:南京信息工程大学,2019.F U H Y.A c t i v a t e d c a r b o n s d e r i v e d f r o mr i c eh u s k f o r s o r p t i o no f s e m i -v o l a t i l e p h e n o l i n t h e l i q u i d a n d g a s p h a s e [D ].N a n j i n g :N a n j i n g U n i v e r s i t y o f I n f o r m a t i o nS c i e n c e&T e c h n o l o g y,2019.[22]Z HA N G X Y ,G A OB ,Z H E N G Y L ,e ta l .B i o c h a r f o rv o l a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d (V O C )r e m o v a l :s o r pt i o n p e r f o r m a n c ea n d g o v e r n i n g m e c h a n i s m s [J ].B i o r e s o u r c eT e c h n o l o g y,2017,245:606614.ʌ责任编辑:智永婷췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍ɔ(上接第463页)参考文献:[1]王福贞.沉积硬质涂层技术的新发展[J ].真空,2007,44(4):1319.WA N GFZ .N e wd e v e l o p m e n t o f d e p o s i t i n g h a r d c o a t i n g t e c h n o l o g y[J ].V a c u u m ,2007,44(4):1319.[2]赵彦辉,史文博,刘忠海,等.电弧离子镀沉积工艺参数的影响[J ].真空,2018,55(6):4959.Z HA O Y H ,S H IW B ,L I U Z H ,e t a l .E f f e c to f d e p o s i t i o n p r o c e s s p a r a m e t e r so na r c i o n p l a t i n g [J ].V a c u u m ,2018,55(6):4959. [3]包改磊,张大童,邱诚,等.沉积气压对多弧离子镀M o N 涂层结构和性能的影响[J ].热加工工艺,2018,47(24):119122.B A O GL ,Z H A N G D T ,Q I UC ,e ta l .E f f e c to fd e p o s i t i o n p r e s s u r eo ns t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e so fm u l t i -a r c i o n p l a t i n g M o N c o a t i n g [J ].H o tW o r k i n g T e c h n o l o g y,2018,47(24):119122.[4]刘怡飞,包改磊,李助军,等.沉积气压对氮化钒(V N )涂层微结构及其性能的影响[J ].润滑与密封,2021,46(5):6874.L I U YF ,B A O G L ,L IZJ ,e ta l .E f f e c to fd e p o s i t i o n p r e s s u r eo n m i c r o s t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e so fv a n a d i u m n i t r i d e (V N )c o a t i n g [J ].L u b r i c a t i o nE n g i n e e r i n g,2021,46(5):6874.[5]Y U G Q ,T A YBK ,L A USP ,e t a l .E f f e c t so fNi o ne n e r g y o n t i t a n i u m n i t r i d e f i l m sd e p o s i t e db y i o na s s i s t e d f i l t e r e dc a t h o d i c v a c u u ma r c [J ].C h e m i c a l P h y s i c sL e t t e r s ,2003,374(3/4):264270.[6]J I M ÉN E Z H ,R E S T R E P OE ,D E V I A A.E f f e c t o f t h e s u b s t r a t e t e m p e r a t u r e i nZ r Nc o a t i n g s g r o w nb y t h e p u l s e da r c t e c h n i qu e s t u d i e db y X R D [J ].S u r f a c e a n dC o a t i n g sT e c h n o l o g y ,2006,201(3/4):15941601.[7]Z HA O Y H ,Y A N G WJ ,G U OC Q ,e t a l .E f f e c t o f a x i a lm a g n e t i c f i e l do nt h em i c r o s t r u c t u r e ,h a r d n e s sa n dw e a r r e s i s t a n c eo f T i Nf i l m s d e p o s i t e db y a r c i o n p l a t i n g [J ].A c t aM e t a l l u r g i c aS i n i c a (E n g l i s hL e t t e r s ),2015,28(8):984993.[8]S O N G X ,WA N G Q ,L I N Z ,e t a l .C o n t r o l o fv a c u u m a r cs o u r c ec a t h o d es p o t sc o n t r a c t i o n m o t i o nb y c h a n g i n g e l e c t r o m a g n e t i c f i e l d [J ].P l a s m aS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,2018,20(2):115121.[9]Z H I R K O VI ,P E T R UH I N SA ,P O L C I KP ,e t a l .G e n e r a t i o no f s u p e r -s i z em a c r o p a r t i c l e s i na d i r e c t c u r r e n t v a c u u ma r c d i s c h a r g e f r o maM o -C u c a t h o d e [J ].A p p l i e dP h y s i c sL e t t e r s ,2016,108(5):054103.1054103.5.[10]魏永强,魏永辉,蒋志强,等.基体放置状态与脉冲偏压幅值对大颗粒形貌和分布的影响[J ].真空科学与技术学报,2014,34(10):10121018.W E IYQ ,W E IY H ,J I A N GZQ ,e t a l .E f f e c t s o fm a t r i x p l a c e m e n t s t a t e a n d p u l s e b i a s a m p l i t u d e o nm o r p h o l o g y an d d i s t r i b u t i o n o f l a r g e p a r t i c l e s [J ].C h i n e s e J o u r n a l o fV a c u u mS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2014,34(10):10121018.[11]T A K I K AWA H ,T A N O U E H.R e v i e wo f c a t h o d i c a r c d e p o s i t i o n f o r p r e p a r i n g d r o p l e t -f r e e t h i n f i l m s [J ].I E E ET r a n s a c t i o n s o n P l a s m aS c i e n c e ,2007,35(4):992999.[12]L E Y L A N D A ,MA T T H E W S A.O nt h es i g n i f i c a n c eo f t h e H /E r a t i oi n w e a rc o n t r o l :an a n o c o m p o s i t ec o a t i n g a p pr o a c ht o o p t i m i s e d t r i b o l o gi c a l b e h a v i o u r [J ].W e a r ,2000,246(1/2):111.ʌ责任编辑:智永婷ɔ074沈阳大学学报(自然科学版) 第35卷。
沥青基球状活性炭对若干酶类分子的吸附性能研究
Ａｄｓ ｒ ｔｏ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ ｓ ｕ ｙ ｏ ｔ ｈ ｂａ ｅ ｐ ｒ ｃ ｌａ ｔｖ ｔ ｄ ｃ ｒ ｏ ｏ ｐ ｉ ｎ ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ ｔ ｄ ｆｐｉｃ － ｓ ｄ ｓ ｈｅ ｉ ａ ｃ ｉ ａ ｅ ａ ｂ ｎ
ｆ ｒｓ ｖ ｒ ｌ ｙ ｏ ｍ ｏ ｅ ｕｌ ｒ ｏ ｅ ｅ ａ ｍ － ｌ ｃ ａ ｓ ｚ
ｓｈｒ ａ ａｔ ａ ｄ ｃ ｂｎ ＯＳ Ｃ ｉ ｉｅ ｎ Ｂ Ｔ ｓｒ ｃ ｅ ｄ ｐ ｒ ｓ ｕｔ ｅｈ ｅｎ ｓ ｄ ｄ ｂ ｐ ｅ ｃｌ ｃｖｔ ａ ｏ ＇Ａ ）ｗｔ ｄ ｒ ｔ Ｅ ｕｆ ｅ ａ ａ ａ ｏｅ ｔ ｃ ｒ ａ ｂｅ ｔ ｉ ｙ ＵＶ ｉ ｉ ｅ ｒ ｈ ｆ ｅ ａ ｒ ｎ ｒ ｕ ｓ ｕｅ
（ 东理 工 大 学化 学工 程 联 合 １ 家重 点 实验 室 ，上 海 ２ ０ ３ ） 华 ５ １ ０２ ７
摘 要 ：考察具有不同比表面积及不同孔结构的沥青基球状活性炭（Ｓ ） Ｐ ＡＣ 对溶液 中有益分子ｃ 淀粉酶和 胃蛋 白酶的 ｃ －
吸附行为 ，并对其孔结构的相关性进行关联 。结果表明：Ｐ ＡＣ Ｓ 对 淀粉酶及脂肪酶选择性差 ，对体 内有益分子的吸
第 ４ 年９ 期 ２０ 第 ９ ０卷 ９ 月
中国科技论 文在线
Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｅ ｌ ｅ ｃ ｃｐ ｐ ｒ ｉ ｅ Ｏｎ ｎ
Ｖ１ Ｏ ｂ４ ． ．Ｎ ９
Ｓ ｐ２ ０ ｅ ．０ ９
沥 青 基球 状 活性 炭 对 若 干 酶类 分 子 的 吸 附 性 能 研 究
刘朝 军 ，詹 亮 ， 刘 小 军 ，乔 文 明 ，梁 晓 怿 ，凌 立 成
附量比药用炭少 的多。几乎全部是微孔结构的ｐ ＡＣＤ的吸附性能最优 ，对 一 Ｓ — 淀粉酶 的吸附为零，对胃蛋 白酶的吸附 率略高，为 ２％；而药用炭对 以上两种酶的吸附率均高于 ９ ％。因此，沥青基球形活性炭具有 良好 的吸附选择性。 ５ ５
活性炭对不同有机物质的吸附能力比较研究
活性炭对不同有机物质的吸附能力比较研究1. 研究背景活性炭作为一种重要的吸附材料，广泛应用于环境治理、水处理、化学工业等领域。
其优异的吸附性能使其成为处理有机污染物的首选材料之一。
然而，不同有机物质的特性差异，可能导致它们在活性炭表面的吸附能力存在差异。
本研究旨在系统地比较活性炭对不同有机物质的吸附能力，以提供更好的活性炭选择和应用指导。
2. 研究目的本研究的目的是比较活性炭对不同有机物质的吸附能力，分析各种有机物质的吸附特性和机制，从而揭示活性炭吸附过程中的关键因素。
通过比较不同有机物质在活性炭上的吸附效果，可以为活性炭的选择和应用提供科学依据。
3. 研究方法本研究将采用以下步骤进行：3.1 试验样品准备选择一系列常见的有机物质，如苯、甲醇、乙醇和丙酮等作为试验样品。
制备一定浓度的这些有机物溶液，以便进行后续的吸附实验。
3.2 活性炭样品选择选择几种常见的活性炭样品作为研究对象。
确保这些样品具有不同的孔径分布、表面性质和化学组成。
3.3 吸附实验使用吸附实验仪器对各种有机物质在不同活性炭样品上的吸附性能进行测试。
根据实验结果，记录吸附量、吸附速率等关键参数。
3.4 数据处理和分析对吸附实验结果进行数据处理和分析，包括计算吸附等温线、动力学参数等。
通过比较不同有机物质在不同活性炭样品上的吸附性能，揭示活性炭对不同有机物质的吸附能力差异。
4. 预期结果和意义通过对不同有机物质在活性炭上的吸附能力比较研究，预计可以得出以下结论：- 不同有机物质在活性炭上的吸附能力存在差异，其大小与有机物质的特性有关。
- 活性炭的吸附能力与其表面性质和孔结构特征密切相关。
- 对于不同种类的有机物质，可能需要选择不同的活性炭样品以实现最佳的吸附效果。
本研究的结果将为活性炭选择和应用提供科学依据，有助于提高活性炭在环境治理和水处理领域的效能，同时也为相关研究和工程实践提供参考。
5. 研究计划本研究计划将于XX年X月开始，预计历时X个月。
碳纳米管活性炭复合微球的制备及其对VB12的吸附应用
碳纳米管/活性炭复合微球的制备及其对VB 12的吸附应用卢月美1,2巩前明1,2梁吉1,2,*(1清华大学机械工程系,北京100084;2清华大学先进成形制造教育部重点实验室,北京100084)摘要：采用反相乳液法制备碳纳米管/壳聚糖复合微球(CNTs/CTS),并对其进一步炭化、活化制得碳纳米管/活性炭复合微球(CNTs/AC).以此复合微球为吸附材料,探索了其对中分子代表物质VB 12的吸附.研究结果表明,碳纳米管含量70%(w )的复合微球经水蒸气适当活化后球形度好、吸附性能优异,其对VB 12的吸附量达23.59mg ·g -1,分别是活性炭和大孔吸附树脂的5.4和2.7倍.分析表明这是由于碳纳米管/活性炭复合微球具有发达的中孔结构.关键词：碳纳米管;壳聚糖;复合微球;吸附中图分类号：O643;Q647Preparation of Carbon Nanotubes/Activated Carbon CompositeMicrospheres and Their Application to Adsorption of VB 12LU Yue ⁃Mei 1,2GONG Qian ⁃Ming 1,2LIANG Ji 1,2,*(1Department of Mechanical Engineering,Tsinghua University,Beijing100084,P.R.China ;2Key Laboratory for AdvancedMaterials Processing Technology,Ministry of Education,Tsinghua University,Beijing 100084,P.R.China )Abstract ：Novel carbon nanotubes/activated carbon (CNTs/AC)composite microspheres were prepared by inverse emulsion polymerization,carbonization,and activation,and were applied to the adsorption of VB 12,a representative of middle molecular weight toxins found in the human body.Results show that CNTs/AC composite microspheres with 70%(w )CNTs have good sphericity and their adsorption of VB 12reaches 23.59mg ·g -1,which is 5.4and 2.7times as much as that of activated carbon and macroporous resin,respectively.This is attributed to the more developed mesopores found in the microspheres.Key Words ：CNTs;Chitosan;Composite microsphere;Adsorption[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.鄄Chim.Sin .,2009,25(8)：1697-1702多壁碳纳米管(CNTs)除了具有独特中空管状结构外,还可形成大量堆积孔,且以中孔为主[1,2].尤其是碳纳米管还具有较大的比表面积,且表面可修饰多种官能团,因而可用作新型吸附材料.一些研究表明,碳纳米管对人体血液中的中、小分子毒素物质具有较好吸附能力,特别是对中分子毒素物质的吸附远优于活性炭等传统吸附材料[3-5],而且吸附十分迅速[5],因此若应用于血液灌流医疗领域,不仅可以提高疗效,而且可减少灌流时间,减轻病痛.但由于碳纳米管为粉末状,血液相容性差,无法直接将其运用于临床[6],因此,必须将碳纳米管与其他物质复合制备成宏观体.通常作为基体材料的有各种树脂、沥青等,但在生物、医疗领域应用较多的是壳聚糖(CTS).壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物,是一种可生物降解的多糖大分子,具有良好的生物相容性、血液August Received:December 23,2008;Revised:April 22,2009;Published on Web:June 19,2009.∗Corresponding author.Email:liangji@;Tel:+86⁃10⁃62773641;Fax:+86⁃10⁃62782413.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (50602026).国家自然科学基金(50602026)资助项目ⒸEditorial office of Acta Physico ⁃Chimica Sinica1697Acta Phys.鄄Chim.Sin.,2009Vol.25相容性和成膜性,且壳聚糖及其分解产物无毒副作用,是近年来应用研究比较活跃的药剂辅料.壳聚糖分子结构中含有游离氨基和羟基,这些基团有良好的化学反应特性,可通过酰化、羧基化、羟基化、鳌合、水解、氧化、接枝、交联等反应制得不同结构和不同性能的壳聚糖衍生物.所以壳聚糖及其衍生物在环保、纺织、印染、生物、医药等领域均有很高的应用价值[7-17].球形被认为是血液灌流吸附剂的理想形状[18].本文主要探索采用壳聚糖为炭的前驱体,制备球形度好、有一定机械强度的碳纳米管/活性炭(CNTs/ AC)复合微球,探讨其对中分子毒素的代表性物质VB12的吸附能力,并与商用活性炭和大孔吸附树脂的吸附性能进行对比.1实验部分1.1试剂与仪器多壁碳纳米管,化学气相沉积法制备,外径约为20-40nm,内径约10nm;乙酸,分析纯,北京现代东方精细化学品有限公司产品;壳聚糖,脱乙酰度逸90.0%,国药集团化学试剂有限公司产品;液体石蜡,北京现代东方精细化学品有限公司产品;span80,分析纯,北京益利精细化学品有限公司产品;戊二醛溶液(50%,w),生化试剂,北京益利精细化学品有限公司;氢氧化钠,分析纯,北京化工厂生产;维生素B12(VB12),生化试剂,国药北京市试剂公司(进口分装);其它试剂均为市售分析纯试剂.商用活性炭和大孔吸附树脂均为廊坊市爱尔血液净化器材厂提供,大孔吸附树脂为聚苯乙烯基.实验用水为去离子水.美国Thermo Electron公司Sorptomatic1990型分析仪;德国蔡司公司LEO⁃1530型热场发射扫描电子显微镜(SEM);美国TA Instruments公司Q5000IR 型热重分析仪(TGA);美国PerkinElmer公司Spec⁃trum Gx型傅立叶变换红外光谱,拉曼光谱(FT⁃IR, FT⁃Raman)仪(分辨率:4cm-1);北京瑞利公司UV9100型紫外⁃可见分光光度计(UV⁃Vis spectrometer);江苏荣华公司SHA⁃B型水浴恒温振荡器.1.2CNTs/AC复合微球的制备与表征采用反相乳液法制备复合微球[19-24].将CTS溶于2%(w)乙酸溶液中形成CTS的乙酸溶液,加入一定量CNTs,混合后制得均匀水相;往装有搅拌器的三口烧瓶中加入液体石蜡和适量span80混溶,构成连续油相;将水相在800r·min-1机械搅拌作用下加入油相,搅拌混合液40min,使水相充分分散在油相中;升温至50℃后滴加50%(w)戊二醛溶液,恒温搅拌1h;戊二醛是一种五碳醛,含有两个醛基,它能快速而不可逆地与氨基反应,生成Schiff键化合物[23,24].一般情况下,Schiff键在酸性条件下不稳定,而在中、碱性条件下比较稳定.但壳聚糖只能溶于酸性溶液,为了解决这一矛盾,先将壳聚糖溶于2%乙酸中,与戊二醛进行交联反应完成后,再加入碱性溶液,将体系pH值调到10左右,则可得到具有稳定Schiff键的网状聚合物———交联壳聚糖(CCTS),依次用热乙醇、丙酮、无水乙醇、去离子水洗至中性,烘干即可获得粒径为0.20-1.00mm的碳纳米管/壳聚糖(CNTs/CTS)复合微球.将此微球进一步炭化、活化以制得碳纳米管/活性炭(CNTs/AC)复合微球.采用傅立叶变换红外分析仪、扫描电镜分析CNTs/CTS复合微球的交联情况和微观形貌,并采用Sorptomatic1990型分析仪分析CNTs/AC复合微球的孔结构.用数码相机拍摄复合微球的外观. 1.3CNTs/AC复合微球对中分子的吸附性能检测依照中华人民共和国医药行业标准YY0464⁃2003(《一次性血液灌流器》),选取维生素B12(分子量为1355)作为中分子毒素的代表.采用静态吸附的方式,通过测定吸附剂对水溶液中VB12的吸附量来评价吸附剂对中分子毒素的吸附性能.准确称取0.1g吸附剂加入到50mL浓度为100mg·L-1的VB12溶液中,在恒温37℃下避光振荡吸附2h后,取样稀释,采用分光光度法在姿=361 nm处测定VB12的浓度,以此计算吸附量.2结果与讨论2.1复合微球的性能2.1.1CNTs/CTS复合微球的FT鄄IR图1是壳聚糖未交联(CTS)及交联(CCTS)的FT⁃IR图(扫描次数为32),其中CTS曲线上1030 cm-1处吸收峰代表一级羟基C6⁃OH,1076cm-1吸收峰代表二级羟基C3⁃OH,1602cm-1吸收峰代表自由氨基的弯曲振动,表示C2⁃NH2的存在[25,26].由图1中CCTS曲线可知,CTS由反相乳液法制备成复合微球后,CTS中的1602、1076cm-1峰消失了,而在1639cm-1出现了新的吸收峰,这是酰胺的特征吸收;同时在1570cm-1处也产生仲胺特征吸收[27],由此可判断CTS上C2⁃NH2和C3⁃OH已与戊二醛的醛基产生了交联,形成了不溶不熔的网状1698No.8卢月美等：碳纳米管/活性炭复合微球的制备及其对VB 12的吸附应用CCTS,而C6⁃OH 则没有与醛基产生反应,保留了下来.这说明CTS 上的基团与醛基反应的活性大小顺序为C2⁃NH 2、C3⁃OH 、C6⁃OH,同时也说明了CNTs 的加入对CTS 的交联反应没有影响.2.1.2CNTs 含量对CNTs/CTS 复合微球成球性能的影响图2为反相乳液法制备的复合微球的外观,由图可见,随着CNTs 含量的增加,复合微球的圆整度和表面光洁度都逐渐变差;当CNTs 含量达到70%(w )时(图2(d)),微球的变形较明显,出现了明显的尖角;在CNTs 含量为80%(w )时,根本不能成球(图2(f)).所以为了保持良好的球形度,CNTs 含量不宜超过70%(w ).图3为70%(w )CNTs/CTS 复合微球的SEM 图,由图可见,复合微球的表面上有弥散分布的CNTs,但没有形成孔洞,因此不能满足多孔材料的要求,故此需进一步进行炭化、活化造孔.2.1.3CNTs/CTS 复合微球的炭化、活化图4为CNTs 和CTS 的热失重曲线(N 2气保护,室温至900℃,升温速率为10℃·min -1).可以看出,CNTs 的失重较小,主要由表面含氧官能团的分解引起的.CTS 的失重率约为70%(w ),在300℃开始急剧分解,至700℃后基本分解完全,之后失重很小.所以复合微球的炭化工艺设定在300-700℃之间进行;而后进一步用水蒸气活化一定时间,则制得多孔CNTs/AC 复合微球.活化温度低于800℃时,水蒸气与复合微球表面上活性点的碳反应速度太慢,很难烧蚀造孔;而活化温度在850℃以上时,烧蚀速度又太快,很难控制,失重太多造成复合微球的强度急剧下降.所以复合微球的水蒸气活化温度定在800℃进行.图5为CNTs/AC 复合微球的扫描电镜图,由图可见,经过炭化、活化之后,由于水蒸气对炭材料具有选择性烧蚀,使复合微球由表及里出现了大小不同的孔,得到了CNTs/AC 复合微球.图1壳聚糖(CTS)和交联壳聚糖(CCTS)的FT ⁃IR 谱图Fig.1FT ⁃IR spectra of chitosan(CTS)and cross ⁃linkedchitosan(CCTS)图370%(w )CNTs/CTS 复合微球的SEM 形貌图Fig.3SEM morphology of 70%(w )CNTs/CTScompositemicrospheres图4碳纳米管(CNTs)和壳聚糖(CTS)的热失重分析Fig.4TGA analysis of CNTs and CTSN 2atmosphere,heating rate:10℃·min-1图2不同CNTs 含量复合微球的外观Fig.2Composite microspheres appearance withdifferent contents of CNTsw (%):(a)0,(b)50,(c)60,(d)70,(e)75,(f)80(a)(b)(c)Acta Phys.鄄Chim.Sin.,2009Vol.25图6为CNTs/AC 复合微球在77K 氮气吸附等温线,由图可见,70%(w )CNTs/AC 复合微球在77K 氮气吸附等温线与第II 类型吸附等温线相符,表明在其表面上发生了多层吸附,这种吸附剂有5nm 以上的孔[28];其次,等温线的脱附与吸附不重合,具有明显的滞回,滞后圈表明了中孔的存在[29].这些均说明了CNTs/AC 复合微球属于中孔型吸附材料.在相对压力(p /p 0)为0.15-0.31范围内,根据BET (Brunauer ⁃Emmett ⁃Teller)方程做图计算出比表面积,并根据BJH(Barret ⁃Joyner ⁃Halen)模型(Sorptomatic 1990分析仪)来分析孔结构.结果见表1.2.2CNTs/AC 复合微球对VB 12的吸附2.2.1活化时间对CNTs/AC 复合微球吸附VB 12能力的影响800℃下活化,随着活化时间的延长,复合微球对VB 12的吸附能力增强.含70%(w )CNTs/AC 复合微球活化时间为60min 时,对VB 12的吸附量为11.40mg ·g -1;当活化时间为100min 时,对VB 12的吸附量为23.59mg ·g -1;活化时间延长至120min 时,对VB 12的吸附量达29.09mg ·g -1,是60min 时的255.2%.表1为CNTs/AC 复合微球的孔结构及比表面积.由表可知,当活化时间为100min 时,CNTs/AC 复合微球的比表面积为307m 2·g -1,总孔容达0.473cm 3·g -1,其中微孔占5.5%,中孔占70.4%,大孔占24.1%;随着活化时间的延长,各孔容均增大,但比表面积却随着中孔孔容的增大而减小.炭化后的复合微球由不规则排列的微晶和填充或封闭在微晶空隙间的无定形碳所构成,这时的炭化料只有很小的吸附能力,只有经过活化才能制成具有高度发达孔隙结构和大比表面积的活性炭,所以活化是控制孔结构的关键,活化时间越长,碳的烧蚀量就越大.活化时间为100min 时,中孔孔容为0.333cm 3·g -1(表1);而活化时间延长到120min 时,中孔孔容达0.480cm 3·g -1,为大孔吸附树脂的3.6倍[5].这是因为在活化开始阶段(烧蚀率不高于10%的情况下),残留在空隙中的无定形碳首先被除去,微晶之间封闭和堵塞的孔隙即被打开,这时基本微晶的表面就暴露出来[30],这个阶段的微孔和中孔量均增加;当活化继续进行,则暴露出来的微晶层边角上和有缺陷位置上的那些化合价未饱和的活性点碳与水蒸气反应,使微孔不断扩大[30,31],直到相邻的微孔壁被完全消耗而形成孔径较大的中孔和大孔,此阶段,微孔量减少,中孔量继续增加;但进一步延长活化时间,由于中孔的孔壁也被烧蚀,孔壁坍塌形成中大孔,中孔量反而减少.活化收率随活化时间的延长而降低,强度也随之大大降低;收率太低,微球则基本没有强度.当活化收率为90%时,直径为1mm 的CNTs/AC 微球的抗压强度达16N 左右;活化收率降到67%时,直径为1mm 微球的抗压强度仅有约5N;800℃下活化100min 的70%(w )CNTs/AC 复合微球的活化收率为59%,1mm 微球的抗压强度只有约3N.因此初步试验表明,为了兼顾CNTs/AC 复合微球有一定的强度(单粒最低强度要求2.9N),图670%(w )CNTs/AC 在77K 氮气吸脱附等温线Fig.6Adsorption and desorption isotherms of N 2on70%(w )CNTs/AC at 77Kactivated at 800℃for 100min图570%(w )CNTs/AC 复合微球的SEM 形貌Fig.5SEM morphology of 70%(w )CNTs/ACcompositemicrospheres表170%(w )CNTs/AC 孔体积及比表面积Table 1Pore volumes and specific surface areas of70%(w )CNTs/ACt activate V micropore V mecropore V macropore V total pore Smin (cm 3-1)(cm 3·g -1)(cm 3-1)(cm 3-1)(m 2-1)1000.02570.3330.1140.4733071200.02640.4800.1320.639286Pore volumes are obtained by Barret ⁃Joyner ⁃Halen model.1700No.8卢月美等：碳纳米管/活性炭复合微球的制备及其对VB 12的吸附应用活化时间有一个较佳范围,不宜超过100min.2.2.2CNTs 含量对CNTs/AC 复合微球吸附VB 12能力的影响图7为CNTs 含量对复合微球对VB 12吸附量的影响,由图可见,800℃下活化100min 的CNTs/AC 复合微球对VB 12的吸附量随着CNTs 含量的增加而增加.60%(w )CNTs/AC 复合微球对VB 12的吸附量为7.08mg ·g -1;70%(w )CNTs/AC 复合微球对VB 12的吸附量为23.59mg ·g -1,分别是活性炭和大孔树脂对VB 12吸附量的5.4倍和2.7倍(活性炭、大孔树脂对VB 12的吸附量分别为4.367、8.584mg ·g -1[3]).这是因为CNTs 能有效地促进中孔形成.图8为CNTs 含量对复合微球孔结构的影响,由图可知,随着CNTs 含量的提高,复合微球的中孔量显著提高;50%(w )CNTs/AC 复合微球中孔孔容为0.1908cm 3·g -1,而70%(w )CNTs/AC 复合微球中孔孔容达0.333cm 3·g -1;逐渐接近纯CNTs 的中孔孔容0.372cm 3·g -1.而活性炭的中孔孔容仅有0.0553cm 3·g -1,大孔吸附树脂的中孔孔容也只有0.133cm 3·g -1[5].所以,CNTs/AC 复合微球由于具有发达的中孔,而对VB 12的吸附量随CNTs 含量的增加而增大.图9为70%(w )CNTs/AC 复合微球对VB 12的吸附速率曲线,由图9可见,70%(w )CNTs/AC 复合微球(800℃活化100min)25h(1500min)后吸附量达到61.36mg ·g -1,比纯CNTs 的平衡吸附量47.18mg ·g -1[5]还高30%,且还没达到吸附平衡,仍有吸附潜力.在前2h 内吸附速率为0.207mg ·g -1·min -1,比活性炭平均吸附速率(0.154mg ·g -1·min -1)快34%以上.3结论(1)用反相乳液法可制备出圆整的碳纳米管/壳聚糖复合微球,但为保持球形度,碳纳米管的含量不宜超过70%(w ).(2)碳纳米管含量和活化时间都是影响碳纳米管/活性炭复合微球对VB 12吸附能力的主要因素;随着碳纳米管含量增加和活化时间的延长,复合微球对VB 12的吸附能力均增强;但为了保持复合微球一定的机械强度,活化时间不宜超过100min.(3)含70%(w )CNTs/AC 复合微球,800℃活化100min,对VB 12的吸附量达23.59mg ·g -1,分别是活性炭和大孔吸附树脂的5.4和2.7倍,这应归因于其发达的中孔结构.References1Yang,Q.H.;Hou,P.X.;Bai,S.;Wang,M.Z.;Cheng,H.M.Chem.Phys.Lett .,2001,345:182Cheng,H.M.Carbon nanotubes synthesis,microstructure,图8CNTs 含量(w )对孔结构的影响Fig.8Effect of CNTs contents (w )on porestructure图7CNTs 含量对VB 12吸附性能的影响Fig.7Effect of CNTs contents on adsorption VB 12activated at 800℃for 100min图970%(w )CNTs/AC 对VB 12的吸附速率曲线Fig.9Adsorption rate of 70%(w )CNTs/ACactivated at 800℃for 100min1701Acta Phys.⁃Chim.Sin.,2009Vol.25properties and applications.Beijing:Chemical Industry Press,2002:198-200[成会明.纳米碳管制备、结构、物性及应用.北京:化学工业出版社,2002:198-200]3Ye,C.;Gong,Q.M.;Lu,F.P.;Liang,J.Sep.Purif.Technol.,2007,58(1):24Long,R.Q.;Yang,R.T.J.Am.Chem.Soc.,2001,123:20585Ye,C.;Gong,Q.M.;Lu,F.P.;Liang,J.Acta Phys.⁃Chim.Sin.,2007,23(9):1321[叶超,巩前明,卢方平,梁吉.物理化学学报,2007,23(9):1321]6Malik,D.J.;Warwick,G.L.;Mathieson,I.;Hoenich,N.A.;Streatetal,M.Carbon,2005,43:23177Li,Z.Z.;Liu,J.Q.;Liu,J.H.Sci.Technol.Chem.Indus.,2008,16(1):27[李志洲,刘军强,刘军海.化工科技,2008,16(1):27] 8Su,H.J.;He,X.J.;Tan,T.W.J.Beijing Univ.Chem.Technol.,2003,30(2):19[苏海佳,贺小进,谭天伟.北京化工大学学报, 2003,30(2):19]9Han,D.Y.;Jiang,X.;Xie,C.S.Environ.Chem.,2006,25(6):748 [韩德艳,蒋霞,谢长生.环境化学,2006,25(6):748]10Tang,X.H.;Zhang,X.M.;Guo,C.;Cou,A.L.Chem.Eng.Technol.,2007,30(7):95511Ngah,W.;Fatinathan,S.Chem.Eng.J.,2008,143(1-3):6212Bai,P.L.;Cao,F.M.;Lan,X.R.;Zhao,F.;Ma,Y.L.;Zhao,C.S.J.Biochem.Bioph.Meth.,2008,70(6):90313Huang,K.L.;Ding,P.;Liu,S.Q.;Li,G.Y.;Liu,Y.F.Chin.J.Polym.Sci.,2008,26(1):114Wang,J.W.;Kuo,Y.M.J.Appl.Polym.Sci.,2008,107(4):2333 15Wang,Y.J.;Sun,Y.J.Tianjin Univ.,2001,34(6):819 [王永健,孙彦.天津大学学报,2001,34(6):819]16Hasan,S.;Ghosh,T.K.;Prelas,M.A.;Viswanath,D.S.;Boddu,V.M.Nucl.Technol.,2007,159(1):5917Wang,S.G.;Sun,X.F.;Liu,X.W.;Gong,W.X.;Bao,Y.G.;Nan,B.Chem.Eng.J.,2008,142(3):23918Mikhalovsky,S.V.Perfusion⁃UK,2003,16:4719Wu,J.;Chai,L.Z.;Li,J.;Xu,W.L.Bull.Sci.Technol.,2008,24(1):1[吴坚,柴灵芝,李俊,徐伟亮.科技通报,2008,24(1):1]20Zhang,M.M.;Wang,H.;Liu,T.;Fu,G.Q.;Yuan,Z.;He,B.L.Mater.Sci.Tech⁃Lond.,2004,12(3):234[张明明,王虹,刘韬,付国旗,袁直,何炳林.材料科学与工艺,2004,12(3):234] 21Ngah,W.;Hanafiah,M.;Yong,S.S.Collid.Surface B,2008,65(1):1822Zan,Q.F.;Cheng,P.;Li,Z.X.;Wang,C.;Dong,L.M.;Tian,J.M.Rare Metal Mat.Eng.,2007,36(S2):54[昝青峰,成鹏,李兆新,王晨,董利民,田杰谟.稀有金属材料与工程,2007,36(S2):54]23Yu,Y.H.;Sun,Y.;He,B.L.J.Tianjin Univ.,2000,33(1):113 [余艺华,孙彦,何炳林.天津大学学报,2000,33(1):113]24Xie,Y.;Li,M.C.;Xin,M.H.;Zhang,X.S.;Zhao,H.Environ.Sci.Technol.,2007,30(11):24[谢英,李明春,辛梅华,张兴松,赵煌.环境科学与技术,2007,30(11):24]25Zhao,G.J.;Jiang,Y.M.;Sun,L.S.;Sui,D.X.;Shi,Y.C.J.Funct.Polym.,1998,11(3):403[赵国骏,姜涌明,孙龙生,隋德新,史永昶.功能高分子学报,1998,11(3):403]26Jiang,T.D.Chitosan.Beijing:Chemical Industry Press,2007:25-29[蒋挺大.壳聚糖.北京:化学工业出版社,2007:25-29]27Chen,Y.K.Infrared absorption spectroscopy and application.Shanghai:Shanghai Jiaotong University Press,1993:76[陈允魁.红外吸收光谱法及其应用.上海:上海交通大学出版社,1993:76]28Yan,J.M.;Zhang,Q.Y.;Gao,J.Z.Adsorption and condensation ———surface and pores of solid.Beijing:Science Press,1986:115-120[严继民,张启元,高敬琮.吸附与凝聚———固体的表面与孔.北京:科学出版社,1986:115-120]29Kondou,S.;Ishikawa,T.;Abe,I.Adsorption science.Trans.Li,G.X.Beijing:Chemical Industry Press,2006:32-33,65-70[近藤精一,石川达雄,安部郁夫.吸附科学.李国希译.北京:化学工业出版社,2006:32-33,65-70]30Huang,Z.X.Technical basis of activated carbon.Beijing:Weapon Industry Press,2006:245-247[黄振兴.活性炭技术基础.北京:兵器工业出版社,2006:245-247]31Shen,Z.M.;Zhang,W.H.;Zhang,X.J.Prepration and application of activated carbon materials.Beijing:Chemical Industry Press,2006:33-35[沈曾民,张文辉,张学军.活性炭材料的制备与应用.北京:化学工业出版社,2006:33-35]1702。
制备核桃壳生物质活性炭的吸附性能研究毕业论文
制备核桃壳生物质活性炭的吸附性能研究毕业论文摘要本文以山核桃壳为原料，采用磷酸活化法制备了山核桃壳生物质活性炭，采用单因素法考察了活化温度、活化时间、活化剂浓度对活性炭亚甲基兰吸附值、碘吸附值的影响，并对制备的活性炭进行了表征。
进而做了对甲基橙的吸附性应用。
实验结果表明，在磷酸浓度为5 mol·L-1，活化温度400℃，活化时间为1h 的条件下，所制备的活性炭性能最优。
上述条件制备的活性炭碘值752.5 mg·g-1，亚甲基兰值141.7 mg·g-1，国标木质净水用活性炭二级标准。
对甲基橙吸附实验表明，核桃壳活性炭吸附水中甲基橙最佳条件为：甲基橙浓度为500mg·L-1，pH为4，吸附时间为120min，投加量为0.03g。
综上，本文以山核桃壳作为原料，磷酸作为活化剂，制备出了低能耗、高吸附性能的环境友好型活性炭，对染料吸附性能优良，有望成为新一代的活性炭产品。
关键词：山核桃壳，磷酸活化法，甲基橙；第 I 页AbstractIn this paper, pecan shells as raw material, phosphoric acid activation prepared pecan shell activated carbon biomass legal system to investigate the activation temperature using single factor, activation time, the impact of the activator concentration on activated carbon adsorption value of methylene blue, iodineadsorption value, and activated carbons were characterized. Furthermore done adsorption of methyl orange applications.Experimental results show that the concentration of phosphoric acid 5mol·L-1, activation temperature 400℃, activation time of 1h under the conditions of the preparation of activated carbon optimal performance.Activated carbon iodine value above conditions prepared 752.5mg·g-1, methylene blue value 141.7mg·g-1, close to the two products.Methyl orange adsorption experiments showed that walnut shell activated carbon adsorption of methyl orange optimum conditions were: methyl orange concentration of 500mg·L-1, pH 4, adsorption time is 120min, the dosage of 0.03g.In summary, this paper pecan shells as raw material, phosphoric acid as an activator, prepared a low-power, high adsorption performance of activated carbon and environment-friendly, high performance dye adsorption, is expected to becomethe next generation of activated carbon products.Key words:Pecan shell, phosphoric acid activation method, methyl orange;第 II 页目录1 绪论 (1)1.1活性炭制备原料 (1)煤炭 (1)石油副产品 (1) (1)1.2活性炭制备方法 (1) (1) (2) (2) (3)1.3国内外活性炭的研究进展及发展趋势 (3) (3) (4) (6) (6) (7) (7)1.4论文研究背景及意义 (7)1.5论文研究内容 (8)2 实验部分 (9)2.1仪器及试剂 (9)2.2材料 (10)2.3核桃壳活性炭制备 (10) (10)第I I I页 (11) (11)2.4活性炭质量表征方法 (11)3 结果与讨论 (13)3.1红外图谱 (13)3.2活化温度的影响 (13)3.3活化剂浓度的影响 (14)3.4活化时间的影响 (15)3.5本章小结 (16)4 核桃壳活性炭吸附甲基橙应用 (17)4.1分析方法及实验原理 (17)4.2影响核桃壳活性炭吸附的因素 (18) (18) (18) (19)4.3吸附等温线 (20)4.4本章小结 (22)5 结论 (23)参考文献 (24)致谢 (32)第 IV 页1 绪论1.1活性炭制备原料煤炭煤炭原料是制造活性炭的重要原料。
球状活性炭对几类中药有效成分的吸附性能研究
球状活性炭对几类中药有效成分的吸附性能研究韩泳平;王曙宾;向永臣;李张宇;谢秀琼【期刊名称】《中草药》【年(卷),期】2004(35)5【摘要】目的研究球状活性炭对几类中药成分的静态吸附性能 ,探讨其应用于中药精制的可行性。
方法对适宜的高分子树脂进行炭化、活化处理 ,制备球状活性炭。
测定静态吸附条件下球状活性炭对目标成分的吸附等温线 ,并运用 L angmuir 单层分子吸附模型对实验数据进行计算机拟合 ,求出实验条件下吸附剂的表观吸附容量和平衡状态下的理论吸附容量。
同时考察 75 %乙醇溶液的洗脱效果。
结果球状活性炭对盐酸小檗碱和薯蓣皂苷的表观吸附容量以干基计分别为 35 .4 6 ,4 7.12 mg/ g,相应的理论平衡吸附容量为 96 .16 ,10 2 .0 4 mg/ g,对芦丁的表观吸附量也达到 4 0 .88mg/ g。
3种成分的静态洗脱率分别为 83.71% ,91.4 5 %和87.6 9%。
结论球状活性炭对生物碱、黄酮和皂苷类物质有良好的吸附与洗脱性能 ,适于在中药精制纯化中推广应用。
【总页数】4页(P510-513)【关键词】球状活性炭;小檗碱;芦丁;薯蓣皂苷;吸附;解吸【作者】韩泳平;王曙宾;向永臣;李张宇;谢秀琼【作者单位】成都中医药大学药学院【正文语种】中文【中图分类】R286.02【相关文献】1.具有不同孔结构的沥青基球状活性炭对肌酐及维生素B12吸附性能的研究 [J], 刘植昌;凌立成;吕春祥2.树脂基球状活性炭的制备及对二氧化碳吸附性能的研究 [J], 高峰;李存梅;王媛;孙国华;李开喜3.沥青基球状活性炭对若干酶类分子的吸附性能研究 [J], 刘朝军;詹亮;刘小军;乔文明;梁晓怿;凌立成4.沥青基球状活性炭对胆红素吸附性能的初步研究 [J], 刘植昌;凌立成;吕春祥;乔文明;樊彦贞;刘朗5.具有不同孔结构的沥青基球状活性炭对肌酐及维生素B_(12)吸附性能的研究 [J], 刘植昌;凌立成;吕春祥;乔文明;樊彦贞;刘朗因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
活性炭吸附实验报告材料..
word《环工综合实验〔1〕》〔活性炭吸附实验〕实验报告专业环境工程〔卓越班〕班级姓名指导教师成绩东华大学环境科学与工程学院实验中心二0一六年11月附剂的比外表积、孔结构、与其外表化学性质等有关。
吸附等温线〔Adsorption Isotherm〕:指一定温度条件下吸附平衡时单位质量吸附剂的吸附量q 与吸附质在流体相中的分压p 〔气相吸附〕或浓度c 〔液相吸附〕之间的关系曲线。
水中苯酚在树脂上的吸附等温线水中苯酚在活性炭上的吸附等温线吸附机理和吸附速率吸附机理：吸附质被吸附剂吸附的过程一般分为三步：〔1〕外扩散〔2〕内扩散〔3〕吸附①外扩散：吸附质从流体主体通过扩散传递到吸附剂颗粒的外外表。
因为流体与固体接触时，在紧贴固体外表处有一层滞流膜，所以这一步的速率主要取决于吸附质以分子扩散通过这一滞流膜的传递速率。
②内扩散：吸附质从吸附剂颗粒的外外表通过颗粒上微孔扩散进入颗粒内部，到达颗粒的内部外表。
③吸附：吸附质被吸附剂吸附在内外表上。
对于物理吸附，第三步通常是瞬间完成的，所以吸附过程的速率由前二步决定。
•活性炭具有良好的吸附性能和化学稳定性，是目前国内外应用较广泛的一种非极性的吸附剂。
•由于活性炭为非极性分子，因而溶解度小的非极性物质容易被吸附，而不能使其自由能降低的污染物既溶解度大的极性物质不易被吸附。
活性炭的吸附能力以吸附容量q e表示：•qe=X/M=V(Co-C)/M•在一定的温度条件下，当存在于溶液中的被吸附物质的浓度与固体外表的被吸附物质的浓度处于动态平衡时，吸附就达到平衡。
1、吸附剂的比外表积越大，其吸附容量和吸附效果就越好吗？为什么？答：比外表积越大，不一定吸附容量就越好。
吸附剂的比外表积越大，只能说明其吸附能力较大，并不代表吸附容量就越大。
吸附容量的大小还与脱吸速度有关，如果脱吸速度很快，就算吸附能力再大，吸附容量也还是没多大提升。
吸附容量是一个动态平衡的过程。
吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造，与吸附有关的物理性能有：a.孔容〔VP〕：吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示(cm3/g)；b.比外表积：即单位重量吸附剂所具有的外表积，常用单位是m2/g；c.孔径与从离心管中取上清液用移液管，莫直接倒出，防止底部活性碳再次泛起。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
具有不同孔结构的沥青基球状活性炭 对肌酐及维生素B_(12)吸附性能的研
究
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯