Ca(OH)2改性活性炭及其吸附CO2的研究
氯化锌法制备玉米秸秆活性炭及其吸附性能的研究
摘要玉米秸秆是农业生产过程中最为常见的废料，如何能够通过对当前的化学工程的试验，体现出对农业废料的应用，将是当前的理论学术发展过程的重要性意义的体现。
本实验设计以玉米秸秆为原料，用单一素实验设计：以氯化锌为活化剂，在不同的浸渍比（氯化锌与原料的质量比）、活化时间和活化温度条件下制备活性炭样品，通过测定活化炭样品的甲基橙吸附值，研究各实验条件对活性炭样品吸附能力的影响。
确定最佳条件，最后用最佳条件下制备的活性炭对含铬废水(实验室用重铬酸钾自行配置)吸附进行性质实验。
在研究中一般会遇到的困难有，在玉米秸秆粉碎的过程中要尽量打碎、筛分，便于反应的进行；在测量质量时有误差和有细微的失误在马弗炉内活化炭化好的物料时温度和时间不好控制；同时也可能会遇到人为操作原因、试验仪器的性能等原因造成试验的结果不理想，以及对于反应结果的检验标准难以测定等困难。
关键词：氯化锌；玉米秸秆；活性炭；吸附性能；研究ABSTRCTMaize straw is the most common waste in the process of agricultural production, how can through to the current chemical engineering experiment, embody the application of agricultural waste, will be the current theory of academic importance significance in the course of its development. This experiment design by corn straw as raw material, using single factor experiment design: zinc chloride as activator, in different impregnation ratio (zinc chloride and the quality of raw material ratio), activation time and activation temperature under the condition of the preparation of activated carbon samples, by measuring the methyl orange adsorption activated carbon samples, studies each experimental condition the influence of the adsorption capacity of activated carbon samples. To determine the best conditions, and finally, the preparation of activated carbon with the best possible conditions of wastewater containing chromium (laboratory using potassium dichromate configure) adsorption properties experiments.In the study would have encountered difficulties, in the process of maize straw crushing to break, screening, to facilitate the reaction; With minor mistakes in quality from time to tome measurement error and activate the carbonized material in the muffle furnace temperature and time is not good control; At the same time, it may encounter artificial operation reason, test instruments to causes such as the performance of the test result is not ideal, and response to the results of inspection standard is difficult to determine.KEYWORDS: zinc chloride; Corn stalk; Activated carbon; Adsorption performance; research目录摘要 (1)ABSTRCT (2)1、绪论 (4)1.1 研究背景及意义 (4)1.1.1 研究背景 (4)1.1.2 研究意义 (4)1.2 研究的目的 (5)1.3 研究内容 (5)1.2 国内外研究现状 (5)1.2.1 国内研究现状 (5)1.2.2 国外研究现状 (7)2 实验 (9)2.1 仪器与试剂 (9)2.2 秸秆活性炭的制备 (9)2.3实验 (9)2.3.1单一因素变化对制备效果的影响 (9)2.3.2 试验结果分析 (12)2.4 正交实验 (13)2.5 结论 (15)3 结论 (17)参考文献 (18)致谢 (20)1、绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景染料工业在全球应用范围极其广泛，在纺织品、皮革、纸张、食品和美容化妆等领域都涉及染料的应用。
表面化学改性活性炭对有机物吸附的研究进展
Ｐ 叠 ｅ ｉ ｕ ｆ ｃ ｅ ｃ ｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ ｔｖ ｔｄ Ｃａ ｂ ｎ ｆ ｒＡｄ ｏ ｐ ｏ ｆＯｒ ａ ｉ ｕ ｓａ ｃ ｍ ｒ ｎ Ｓ ｒａ ｅＣｈ ｍｉ Ｍ ｄ ｆ ａ ｉ ｆＡｃ ａ ｅ ｒ ｏ ０ ｓ ｒ ｔ ｎ ｏ ｇ ｎ ｃＳ ｂ ｔ ｎ ｅ ａｌ ｉ ｏ ｉ ｉ
官能团进行氧化处理 ．从而提高表面的酸性含氧基 有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力 。活性 如羧 基 、 羟基 、 基 等 ； 面零 电 势点 的 酚 酯 表 炭对有机物的吸附与活性炭本身的性质 、 有机物性 团 的含量 。 ｐ 降 低 ； Ｈ 同时 增强 了表 面的极 性 ， 方面 活 性炭 与 一 质 、吸附条件都有关系，具体包括活性 炭的 比表面 水的亲和力增大了．另一方面活性炭对极性有机物 积 、 径 分 布 、 质 含量 、 水 性 、 面 官 能 团 的 含 孔 杂 疏 表 的 亲 和 力 也 增 大 了 常 用 的 氧 化 剂 主 要 有 Ｈ １ Ｃ。 量 等物 理 和 化学 性 质 ｌ 机 物 本 身 的 性 质 。 极 性 、 有 如
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第ｌ ９卷 增 刊 第 ２期 ２０ ０ ６年 ｌ ２月
江 苏 环 境 科 技
Ｊａ ｇ ｕ Ｅｎ ｉ。 ｍ ｅ ｔ １Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ 。。 Ｙ ｉｎ ｓ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ １ｇ
பைடு நூலகம்
Ｖ １ ９ ｓｐ ． ｏ． ｕ ｐ２ １
活 性 炭 是 一 种 常 用 的 吸 附 剂 ．为 黑 色 多 孔 固
１ 氧化 改 性
体。 孔隙结构发达 ， 具有巨大的比表 面积 ， 一般 可高 达 ｌ００ ３０ ０ ０ ０ ｍ２ｇ－对 气 体 、 液 中的 无 机 或 －－． 溶
高锰酸钾改性活性炭对甲醛吸附性能的研究
高锰酸钾改性活性炭对甲醛吸附性能的研究
何萌;袁琳;曲可琪;张宇航;刘守新
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2017(045)014
【摘要】采用KMnO4对活性炭进行改性,考察了其对甲醛吸附性能的影响.利用孔结构分析、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对样品进行了表征.结果表明,改性后活性炭样品的孔结构特征基本不变,C=O及C-OH等亲水基团含量有所增加.KMnO4改性明显提高了活性炭对甲醛的吸附能力,当KMnO4浓度为2%时,活性炭对甲醛的吸附性能最佳.
【总页数】3页(P93-95)
【作者】何萌;袁琳;曲可琪;张宇航;刘守新
【作者单位】东北林业大学材料科学与工程学院, 黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学材料科学与工程学院, 黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学材料科学与工程学院, 黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学材料科学与工程学院, 黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学材料科学与工程学院, 黑龙江哈尔滨 150040
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424.1
【相关文献】
1.高锰酸钾改性活性炭的表征及其吸附Cu2+的性能 [J], 丁春生;邹邦文;缪佳;诸钱芬
2.硝酸改性活性炭对甲醛吸附性能影响的研究 [J], 王彬;单丽丽;周小舟
3.酸碱改性活性炭对甲醛吸附性能的研究 [J], 杨威;蔺勇智
4.尿素/烟酰胺改性活性炭的制备及其甲醛吸附性能的研究 [J], 张坤;徐州;李伟;刘守新
5.高锰酸钾改性活性炭对Au^(3+)的吸附性能研究 [J], 于化江;张立艳;赵梅青因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
KOH-CO2活化活性炭综述
KOH-CO2活化活性炭综述近年来，环保和节能的重要性备受关注，因此，对于无害气体如二氧化碳的高效利用已成为科学研究领域的一个热点问题。
活性炭是一种经过特殊处理的材料，具有大孔径、高比表面积等特点，因此在催化剂的制备方面被广泛使用。
KOH-CO2活化活性炭是一种以KOH和CO2的混合物为活化剂制备的活性炭，具有较高的催化能力，可用于二氧化碳的转化和提取，被广泛应用于环境保护和工业生产等领域。
本篇综述将介绍KOH-CO2活化活性炭的制备方法、性质和在二氧化碳转化和提取方面的应用。
一、制备方法KOH-CO2活化活性炭的制备方法主要分为两种：直接混合法和两步法。
直接混合法是将KOH和CO2混合后直接用于活化炭材料的制备，其制备步骤如下：首先，将活性炭样品置于反应器中，加入KOH和CO2混合物，封闭反应器，进行高温反应，最后通过水洗和干燥等步骤制得KOH-CO2活化活性炭。
两步法是先进行KOH活化，再进行CO2活化，其制备步骤如下：首先，在700-900℃的高温下使用KOH活化实现材料的初步活化，然后使用CO2进行二次活化，最后通过水洗和干燥等步骤制得KOH-CO2活化活性炭。
两种方法都采用高温反应，使得材料的表面能够发生化学反应和物理吸附，增强了催化剂的活性。
二、性质KOH-CO2活化活性炭具有以下几个特点：①高比表面积：制备过程中，KOH和CO2的混合物通过高温作用促进了材料表面的表观孔尺寸增加和孔隙的形成，形成大孔径、高比表面积等特点。
②丰富的氧官能团：KOH-CO2活化活性炭获得了丰富的氧官能团，从而使得材料具有较高的催化能力。
③优异的热稳定性：由于在制备过程中采用了高温处理，KOH-CO2活化活性炭具有较高的热稳定性和化学稳定性，可长期运用于高温环境。
④具有微孔和介孔：由于制备过程中采用了混合活化剂，因此KOH-CO2活化活性炭材料同时具有微孔和介孔结构，从而使得材料表面的反应区域更加分散和均匀。
活性炭的改性研究及对四环素的吸附
称 取 一定量 活性炭 ＡＣ ，按 ４ ｏ Ｏｇ活性炭 与 ２０ ｍ ０ Ｌ硝酸 溶液 的比例 ，用 １％的硝 酸在 ０ ３＂ ０Ｃ下浸 泡 １ ，记为 Ａ 。用 ２％的硝 酸溶液 在 ３ ℃、５ ℃ 、８℃ 下各浸 泡 １ ，分别 ０ｈ Ｃｌ ５ Ｏ Ｏ Ｏ ０ｈ
收稿 日期：２ ０ ．１１ ０ ７０．５ 作者简介：连会 （ ９ ７ ） １７ － ，女，湖北荆州人 ，助理工程师 ，硕士研究生，主要从事化 工分 离技术 。
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第 ４期
连 会 ，等 ： 活 性 炭 的 改性 研 究 及 对 四环 素 的 吸 附
连 会 ， 彭奇均
（ 南大 学 化 学 与 材 料 工程 学 院 ，江 苏 无锡 ２ ４ ２ ） 江 １ １２
摘
要 ：研究了改性对活性炭的物理 化学性质及其对 四环素吸附性能的影 响。结果发现，硝酸氧
化改性可增加活性炭表面 的酸性基团，提高 比表面 亲水性，降低 ｐ ｐｃ ，同时也改变了活性炭 Ｈ ｚ值
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第 ３ 第 ４期 ２卷 ２０ ０ ７年 ｌ ２月
广 州 化 学
Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｅ ｓ ｙ ａ ｇ ｈ ｕ Ｃｈ ｍｉｔ ｒ
Ｖ ］３ ， ． ｏ ． ２ Ｎｏ ４ Ｄｅ ．２ ０ ｃ， ０ ７
活性炭的改性研究及对 四环素 的吸附
的表面微观形貌。低温 、低浓度硝酸氧化改性 ，增加 了活性炭的比表面积 ，对 四环素 的吸附以物 理吸附为主 。高温氧化改性使得 比表面积降低，酸性基 团增加 ，且吸附容量与活性炭比表面积、
表 面 总 酸 度 呈 一 定 的线 性 关 系 。
关键词 ：活性炭；改性 ：硝酸 ：吸附； 四环素 中图分类号 ：Ｔ ４ ４１ Ｑ ２． 文献标识码：Ａ 文章编号：１０ －２ Ｘ ２ ０ ）４０ ４ －４ ０ ９２ ０ （０ ７０ －０ ８０
活性炭静态吸附实验报告
活性炭静态吸附实验报告活性炭吸附实验报告实验3 活性炭吸附实验报告一、研究背景：1.1、吸附法吸附法处理废水是利用多孔性固体（吸附剂）的表面吸附废水中一种或多种溶质（吸附质）以去除或回收废水中的有害物质，同时净化了废水。
活性炭是由含碳物质（木炭、木屑、果核、硬果壳、煤等）作为原料，经高温脱水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附剂。
活性炭具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附能力，因此被应用于多种行业。
在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。
除此之外，活性炭还被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、净化汽车或者室内空气等，以上都是基于活性炭优良的吸附性能。
将活性炭作为重要的净化剂，越来越受到人们的重视。
1.2、影响吸附效果的主要因素在吸附过程中，活性炭比表面积起着主要作用。
同时，被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。
此外，pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。
1.3、研究意义在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。
活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。
二、实验目的本实验采用活性炭间歇的方法，确定活性炭对水中所含某些杂质的吸附能力。
希望达到下述目的：(1)加深理解吸附的基本原理。
(2)掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。
(3)掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法。
(4)利用绘制的吸附等温曲线确定吸附系数：K、1/n。
K为直线的截距，1/n为直线的斜率三、主要仪器与试剂本实验间歇性吸附采用三角烧瓶内装人活性炭和水样进行振荡方法。
3.1仪器与器皿：恒温振荡器1台、分析天平1台、分光光度计1台、三角瓶5个、1000ml容量瓶1个、100ml容量瓶5个、移液管 3.2试剂：活性炭、亚甲基蓝四、实验步骤（1）、标准曲线的绘制1、配制100mg/L的亚甲基蓝溶液：称取0.1g亚甲基蓝，用蒸馏水溶解后移入1000ml容量瓶中，并稀释至标线。
活性炭改性实验
水污染控制工程实验实验报告题目：活性炭吸附实验活性炭间歇吸附实验一、实验目的1.通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作。
2.掌握用“间歇法” 、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法。
二、实验原理活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，已达到净化水质的目的。
活性炭的吸附作用产生于两个方面，一是由于活性炭内部分子在各个方向都受到同等大小的力而在表面的分子则受到不平衡的力，这就使其他分子吸附于其表面上，此为物理吸附；另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此为化学吸附。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合的结果。
当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内的活性炭的数量等于解吸的数量时，此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不在变化，而达到平衡，此时的动平衡称为活性炭吸附平衡，二此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。
活性炭的吸附能力以吸附量q表示。
式中 q —活性炭吸附量，即单位重量的吸附剂所吸附的物质量，g/g；V —污水体积，L；C0、C —分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度，g/L；X —被吸附物质重量，g；M — 活性炭投加量，g ；在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，两者之间的变化称为吸附等温线，通常费用兰德里希经验公式加以表达。
nee KC q 1=式中 q — 活性炭吸附量，g/g ；C — 被吸附物质平衡浓度g/L ；K 、h — 溶液的浓度，pH 值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。
K 、h 值 求法如下：通过间歇式活性炭吸附实验测得q 、C 一一相应之值，将式取对数后变换 为下式：e ee C nK m C C q lg 1lg lg lg 0+=-=将q 、C 相应值点绘在双对数坐标纸上，所得直线的斜率为1/n 截距则为k 。
由于间歇式静态吸附法处理能力低、设备多，故在工程中多采用连续流活性炭吸附法，即活性炭动态吸附法。
【研究】聚乙烯亚胺介孔二氧化硅和活性炭吸附CO2的热力学研究
在聚乙烯亚胺10k /中孔二氧化硅（PEI-10k / MPS）和活性炭（AC）上进行CO 2 吸附焓的热力学研究。
之所以选择这些材料是因为它们在PEI的约85℃和AC的约20℃下具有高CO 2吸附容量，因此可以在宽温度范围内高效捕获CO 2。
通过实验确定吸附的CO 2的绝对量作为在不同温度下的平衡压力的函数，并且分别拟合用于PEI和AC的广义Langmuir 和Toth方程的等温线。
CO的吸附2上PEI用温度揭示青睐该过程的吸热性质。
另一方面，AC上的CO 2吸附是放热的。
PEI上的等量吸附焓大致恒定，CO 2负载量为93kJ.mol -1，证实了其化学性质和Langmuir模型的确证。
相应的AC的等量焓在〜-25 kJ.mol -1范围内，随着CO 2的加载量不断下降; 确认该过程的物理吸附性质以及吸附层内的CO 2 / CO 2相互作用是显着的。
关键词等压吸附焓; 聚乙烯亚胺10k /中孔二氧化硅; 活性炭介绍CO水平升高2排放量已经沉淀了严重的环境问题。
CO的主要来源2排放量从天然气流茎和燃烧化石燃料，所以，除去CO的尝试2从这些来源已经获得广泛的兴趣[ 1 - 3 ]。
已经提出了用于从天然气流中捕集CO 2的各种技术技术。
这些技术包括不同的物理和化学程序，包括吸收，吸附，膜和低温。
由液体胺化学吸收是最适用的工业技术的CO 2洗涤[ 4，5]。
还使用了几种固体吸附剂。
一个子集基于无机- 有机杂化吸附剂[ 6 - 8 ]。
在大多数这些吸附剂，无机基材通常是在介孔形式，在那里它提供既大量的孔体积和大表面积上，并进入其中的活性有机基团掺入[ 9 - 12 ]。
使用至今最广泛的无机中孔载体是中孔二氧化硅[ 9 - 15 ]。
在这些吸附技术，捕获CO 2上胺固定在固体吸附剂已被认为是一个伟大的有前途的方法[ 16 - 19]。
到目前为止，固定在介孔二氧化硅（MPS）的胺已经显示出具有最高的CO 2吸附能力，高的解吸速率，疏忽的腐蚀问题，并在再生过程中的能量消耗低[ 18，19 ]。
改性活性炭除砷研究进展
改性活性炭除砷研究进展屈建国;周宁玉;谢朝新;黄政宇【摘要】砷一直以来是我国优先控制的污染物,随着现代化的高速发展,水中砷污染问题愈演愈烈.如何高效,环保的去除水中的砷是一个重要的研究方向.相比于传统方法投资费用高,二次污染严重等缺点,日前新兴起的对活性炭进行改性来除砷效果显著.对近些年处理水中砷的方法进行了简单综述,并进行了总结与展望.%Arsenic is a kind of pollutant that is strictly controlled in China; with the rapid development of modern society, arsenic pollution in water is getting more and more serious. How to remove the arsenic in water efficiently and environment friendly is an important research direction. The traditional methods have some shortcomings, such as high investment costs, serious secondary pollution and so on. Compared with them, a new modified activated carbon method for removing arsenic is better. In this paper, removing methods of arsenic in water in recent years were reviewed.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)007【总页数】4页(P1458-1461)【关键词】砷的去除;改性活性炭;污染【作者】屈建国;周宁玉;谢朝新;黄政宇【作者单位】后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系,重庆沙坪坝 401311;后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系,重庆沙坪坝 401311;后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系,重庆沙坪坝 401311;后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系,重庆沙坪坝 401311【正文语种】中文【中图分类】TQ126.4Abstract:Arsenic is a kind of pollutant that is strictly controlled in China; with the rapid development of modern society, arsenic pollution in water is getting more and more serious. How to remove the arsenic in water efficiently and environment friendly is an important research direction. The traditional methods have some shortcomings, such as high investment costs, serious secondary pollution and so on. Compared with them, a new modified activated carbon method for removing arsenic is better. In this paper, removing methods of arsenic in water in recent years were reviewed. Key words:Arsenic removal; Modified activated carbon; Pollution砷是一种已知的人体的非必须元素，在自然界中广泛分布，含量居多，是一种典型的过度元素，砷的化合物具有毒性，其形态与价态主要与环境的pH值、温度、其他共存离子、浓度等因素有关。
活性炭吸附金的原理
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟活性炭吸附金的原理含炭原料（椰壳、桃核、煤等）在高湿（800～1000℃）和适宜的氧化剂（蒸汽、空气、二氧化碳）存在下，进行活化处理而成为活性炭。
活性炭是一种多孔结构，每克炭表面积达600～1500 平方米，对某些物质，具有强大的吸附能力。
活性炭吸附金的原理沿无定论，现作一简单介绍：用活性炭从碱性氰化液中吸附金，Au(CN)2- 不发生化学反应，以中性络合物保留在炭上，其形式为Men+[Au(CN)2]n-。
如所用的活性炭，灰分中含5%的氧化钙，则金的吸附按下式进行：2KAu(CN)2+Ca(OH)2+2CO2=Ca[Au(CN)2]2+2KHCO3 如果不含金属离子，则金的吸附按下式进行：KAu(CN)2+H2O+CO2= HAu(CN)2+ KHCO3 在酸性溶液中吸附金，金氰络离子以不溶性的AuCN 沉淀在活性炭的孔隙里：Au(CN)2-+H+= AuCN+HCN 银的吸附亦如此：Ag(CN)2-+H+= AgCN+HCN 还有人认为，活性炭对Ag(CN)2-的吸附，是阴离子交换的原理，即正、负电荷间的单纯静电作用。
但有研究发现，氰化液中单一阴离子（如Cl-、I-等）的存在，并不影响炭对Ag(CN)2-的吸附容量，因而否认上述廉洁。
而氰化液中有中性有机分子存在时，炭对金的吸附容量下降，因而认为炭对金的吸附状态是中性分子。
在酸性溶液中，金以HAu（CN）2 被吸附；在中性溶液中以盐类如NaAu（CN）2 被吸附，它们是靠范德华力的作用而富集在炭上。
金吸附的强烈程度，取决于介质中电解质的性质，在阳离子Na+、Ca2+ 等存在时，金氰络合物不能吸附在炭上。
还有人认为，金作为一种二氰基金酸盐络合体Mn+[Au(CN)2]-吸附在炭上时，当Mn+为碱士金属离子时，这咱络合体对炭的结合，要比Mn+为碱金属时更牢固。
其吸附顺序为：Ca2+Mg2+H+Li+Na+K+ 吸附介质中有K+、Na+、Ca2+，也有利于Ag(CN)2- 的吸附。
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Ca(OH)2改性活性炭及其吸附CO2的研究 摘要：为了制备出选择性好，吸附容量大的新型活性炭，本文选用Ca(OH)2作为化学活化剂，对颗粒活性炭进行改性。实验结果表明：在Ca(OH)2试剂用量为100ml、改性温度为80℃、改性时间为2h、干燥时间为6h时，改性后的活性炭吸附容量达到最大，为3.91mmol/g。 关键词：Ca(OH)2；活性炭；吸收容量；改性；CO2
Study on Ca(OH)2 modification activated carbon and absorption of carbon dioxide
Abstract：In order to prepare a new type of activated carbon with good selectivity and adsorption
capacity, Ca(OH)2 was used as the chemical activator to modify the granular activated carbon. The experimental results showed that the adsorption capacity of activated carbon reached the maximum with the Ca(OH)2 modification amount of 100ml, modification temperature of 80℃, modification time of 2h and drying time of 6h, and the maximum adsorption capacity of activated carbon was 3.91mmol/g. Keywords: Ca(OH)2；activated carbon；absorption capacity；modify；carbon dioxide
引言 二氧化碳是温室效应的罪魁祸首之一，二氧化碳的减排问题是21世纪各国关注的焦点[1-3]。二氧化碳不仅是温室气体，也是一种宝贵的资源。二氧化碳在工业生产中是很重要的的基础原料，尤其是在固体状态下，它的应用更为广泛[4-5]。因此，对废气中排放的二氧化碳的吸附，综合利用及再资源化，意义重大。 在一定条件下对活性炭进行改性处理能够改善活性炭表面官能团的组成从而使吸附性能发生变化，一直以来，针对活性炭表面化学及化学改性的研究都备受重视[6-9]。活性炭的改性方法有氧化改性[10-12]、还原改性[13-14]、酸碱改性[15-16]及金属改性[17-19]等。叶剑波[20]以聚乙烯亚胺(PEI)为表面活性剂改性活性炭使其CO2的最大吸附量达到1.02mmol/g。Zhang[21]等通过氨水浸渍和微波照射改性活性炭，使其吸附量达到3.75 mmol/g。Li[22]等用质量分数为5%的过氧化氢改性活性炭使其对CO2的吸附量达到3.042mmol/g。Heidari[23]等对桉木基活性炭用H3PO4活化，在400℃和800℃下进行热处理，使其在压力为1bar、温度为303K时二氧化碳吸附量达到3.22mmol/g。 目前，吸附被认为是CO2分离技术中最行之有效的方法之一，制备对CO2具有高选择性，高吸附容量的吸附剂成为研究重点[24]。本论文以颗粒活性炭为炭源，Ca(OH)2作为化学活化剂改性活性炭，最后得到了吸附速率快、选择性好、吸附容量大的新型活性炭。 1 改性实验部分 1.1主要实验材料与试剂 纯度为99%的CO2（贵阳林诚气体公司），活性炭（AC、天津市光复科技发展有限公司、500g、分析纯），氢氧化钙含量95%以上（Ca(OH)2、天津市瑞金特化学品有限公司、500g、分析纯） 1.2 吸附剂的制备 采用浸渍法制备Ca(OH)2改性的AC吸附剂。称取50g的AC，用蒸馏水洗涤至洗涤液不浑浊；然后在烘干箱中110℃下干燥10h，待冷却后加入一定量（100ml、130ml、160ml）的5mol/L的Ca(OH)2，并搅拌1min；在一定温度（60℃、70℃、80℃）下，冷凝回流一定时间（2h、4h、6h）后，洗涤至洗涤液PH=7左右。最后在110℃下干燥一定时间（6h、8h、10h）后，自然冷却后使用。 1.3 CO2吸附实验装置 CO2吸附装置图[25]。 1.4 考核指标 饱和吸附量[26]。 2 结果与讨论 2.1改性活性炭吸附CO2的性能评价 2.1.1改性试剂量对吸收容量的影响 改性温度为70℃，改性时间为2h，干燥时间为6h，Ca(OH)2改性量分别为100ml、130ml、160ml。 -10010203040506070-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.0吸收容量 (mmol/g)
时间 (min)
AC 改性量100ml 改性量130ml 改性量160ml
图1改性试剂量对吸收容量的影响 Fig.1 Effect of the rmodification amount on the absorption capacity 由图1可知：在Ca(OH)2对AC改性前，AC对CO2的吸附量非常低，仅为0.941mmol/g。为了增强CO2和AC之间的相互作用，将具有高吸收效率的Ca(OH)2负载在AC的孔道上。如图所示，负载Ca(OH)2后，AC的吸附量均有明显的增加，其最高吸附量为3.8083mmol/g；随着改性量的增加，AC的吸附量呈现先增大后减小的趋势。这说明并不是改性剂的量越多，对AC的改性效果越好；其改性试剂量在100ml左右最为合适。 2.1.2改性温度对吸收容量的影响 Ca(OH)2改性试剂量为100ml，改性时间为2h，干燥时间为6h，改性温度分别为60℃、70℃、80℃。
-10010203040506070-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.0
吸收容量 (mmol/g)
时间 (min)
AC 改性温度60℃ 改性温度70℃ 改性温度80℃
图2改性温度对吸收容量的影响 Fig.2 Effect of the modification temperature on the absorption capacity 由图2可知：随着改性温度的升高，Ca(OH)2改性后的AC对CO2的吸附容量也呈增大趋势，在改性温度为80℃时，AC的吸附容量达到最大，为3.874mmol/g；比改性前AC的最高吸附量0.941mmol/g提高了75.7%。因此，控制其改性温度在80℃左右最为合适。 2.1.3改性时间对吸收容量的影响 Ca(OH)2改性试剂量为100ml，改性温度为70℃，干燥时间为6h，改性时间分别为2h、4h、6h。 -10010203040506070-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.0吸收容量 (mmol/g)
时间 (min)
AC 改性时间2h 改性时间4h 改性时间6h
图3改性时间对吸收容量的影响 Fig.3 Effect of the modification time on the absorption capacity 由图3可知：随着改性时间（即冷凝回流时间）的增加，用Ca(OH)2改性后的AC对CO2的吸附量在明显的减少，其最高吸附量为改性时间2h的3.8083mmol/g；比改性前AC的最高吸附量0.941mmol/g提高了75.3%。这说明并不是改性时间越长，对AC的改性效果越好；其改性时间在2h左右最为合适。 2.1.4干燥时间对吸收容量的影响 Ca(OH)2改性试剂量为100ml，改性温度为70℃，改性时间为2h，干燥时间分别为6h、8h、10h。
-10010203040506070-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.0
吸收容量 (mmol/g)
时间 (min)
AC 干燥时间6h 干燥时间8h 干燥时间10h
图4干燥时间对吸收容量的影响 Fig.4 Effect of the drying time on the absorption capacity 由图4可知：改性后AC的吸附容量随着干燥时间的增加呈现先减少后增加的趋势，在干燥时间为6h时，改性活性炭的吸附容量达到最大，为3.8083mmol/g。比改性前AC的最高吸附量0.941mmol/g提高了75.3%。这说明并不是干燥时间越长，对AC的改性效果越好；干燥时间在6h左右最为合适。 3 结论 通过控制变量法得出Ca(OH)2改性活性炭脱除CO2的合适工艺参数为：改性试剂量100ml、改性温度80℃、改性时间2h、和干燥时间6h。在此条件下Ca(OH)2改性活性炭的最大吸收容量为：3.91mmol/g。远远超过了处女炭的最大吸收容量0.941mmol/g，使颗粒活性炭的吸收容量提高了将近76%。实验证明，改性活性炭是一种选择性好，吸附容量大的新型活性炭，是未来脱碳工业重点研究的对象。