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1、至Q!堡壘篁2塑i望箍131翅)江酉建撾，』塹墮微波改性活性炭對苯酚的吸附性能■李茂●中鐵城市規(guī)劃設計研究院有限公司。安徽蕪湖241000摘要：在蒸餾水、10％H2S04、10％NaOH、10％H202溶液中，分別采用常規(guī)加熱與微波輻照加熱對活性炭進行改性。比較所得改性活性炭在比表面積、孔道結構參數(shù)、表面基團含量以及對苯酚吸附性能等方面的異同。對于同種溶液，兩種加熱方式所得活性豢的比表面及孔結構參數(shù)會有所不同，但這種異同的結果和程度與溶{茛的自身性質有關。相對常規(guī)加熱，采用微波輻照加熱所得活性炭的表面堿性特征增強，且對苯酚具有更強的吸附能力。
2、關鍵詞：微波活性炭苯酚引言活性炭作為一種優(yōu)良的固態(tài)吸附劑，由于其物理和化學性質的穩(wěn)定性，被廣泛應用于食品工業(yè)、化學工業(yè)以及環(huán)境保護等領域。活性炭的吸附性能主要是由其特殊的表面結構特性和表面化學特性決定的，故針對不同的應用領域，對活性炭的表面結構及化學特性進行改性使其擁有更優(yōu)良的應用效果，有重要的現(xiàn)實意義。熱處理是活性炭表面改性過程中的一種常用手段。微波是頻率在300kHz～300GHz，波長在lOOcm至lmm范圍內(nèi)的電磁波，其特有的“體”加熱方式使其具有加熱效率高、加熱速度快；且由于不同物質因介電性質的異同對微波的吸收能力有很大差異，從而使
3、得微波加熱具有選擇性。活性炭屬微波高損耗物質，對微波有很強的吸收能力。本文在活性炭改性過程中，選擇常規(guī)加熱與微波加熱兩種加熱方式。比較兩種加熱方式所引起的改性結果及其對苯酚吸附效果的異同。1實驗1．1改性實驗及裝置本文在活性炭改性過程中采用了常規(guī)電爐加熱與微波輻照加熱兩種供熱方式，具體操作方法如下：(1)電爐加熱：取1009活性碳加入到分別盛有1000ml蒸餾水、10％H2S04、10％NaOH、10％H202溶液的大燒杯中，加熱沸騰1小時，冷卻，用蒸餾水浸泡、沖洗至活性炭表面呈中性后放人烘箱在105℃下烘干24小時，備用。(2)微波加熱：實
4、驗所用微波裝置如圖1所示，取209活性炭加入到分別盛有200ml蒸餾水、10％H2S04、10％NaOH、10％H202溶液的玻璃反應容器中，將容器放人微波爐中，在容器口處接冷凝水，控制微波功率為500W，加熱輻照20分鐘，冷卻，用蒸餾水浸泡、沖洗至活性炭表面呈中性后放人烘箱在105℃下烘干24小時，備用。所得活性炭樣品編號如表l：1．安驗截痰爐2反應粵暑3耳量裝置圖l實驗用微波裝置示意圖表I活性炭樣品編號21樣品12345678處理電爐+微波+傲波+微波+鐓波+方式蒸餾水10％H2S0410％NaoH10％H202蒸餾水10％．2s0410
5、％NaoH10％H20212低溫氮氣吸附等溫線測定及孔結構參數(shù)的計算吸附等溫線的測定采用Micromefitics公司ASAP2010V402氮氣吸附儀測定活性炭在相對壓力(P／P0)0～1．0范圍內(nèi)，溫度77．44K下的氮氣吸附量，并繪制吸附等溫線。比表面積采用BET法計算，孔容、孔徑采用BJH法計算。13Boehm法測定活性碳表面基團對不同改性方法所得活性炭采用Boehm法滴定[1]確定活性炭表面酸堿基團的數(shù)量。14苯酚吸附等溫線的測定分別取不同改性方法所得活性炭0．59，加入到盛有濃度依次為：lOOmg／L、200mg／L、400mg／
6、L、800mg／L、1000mg／L苯酚溶液的錐形瓶中，加塞，放入水浴搖床，控制溫度為30℃，振蕩24h后，在紫外270nm處測定其吸光度，計算苯酚平衡濃度及不同濃度下單位活性炭對苯酚的吸附量，作吸附等溫線。2結果與討論2．1改性對活性炭比表面及孔結構參數(shù)的影響改性后活性炭的比表面積、孔容、孔徑數(shù)據(jù)見表2，從表2可見，由于加熱方式的不同，同種溶液所得活性炭的比表面及孑L結構參數(shù)會有所不同．但這種異同的結果和程度與溶液的自身性質有關。在蒸餾水和10％H2S04中，兩種加熱方式所得活性炭的比表面積和孔徑差別不大；而在10％NaOH和10％H202
7、溶液中，不同加熱方式所得活性炭的比表面積和孔徑就有明顯差別。這可能是由于不同物質產(chǎn)生的電解質溶液對微波吸收能力的異同所致：電解質溶液在微波中異同于水的行為是由陽離子和陰離子的共同作用所決定。在水中引人金屬陽離子，水分子由于受陽離子的強烈吸引會發(fā)生局部定向或重排，在離子周圍形成溶劑化層，破壞了水的結構，并使得內(nèi)層的水分子在一定程度上失去了平動和轉動自由度，使外加電場對它們的作用減弱，即吸收微波能量的能力減弱了，隨著陽離子表面電荷的增加和離子半徑的減小，其溶液吸收微波能量的能力會進一步減弱；而陰離子一般半徑較大，在外加電場中主要表現(xiàn)為極化變形，由
8、此產(chǎn)生的誘導偶極矩會增加體系吸收外場能的能力，這種能力隨著陰離子半徑的增大而增強[2
9、。表2活性炭物理參數(shù)＼樣品l2345678參數(shù)＼＼比表面積861．39882．
