活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　由于對環境保護的關注，尋求低成本的環保材料是很有必要的，吸附劑可用作于消除廢水、空氣中的污染物。最常用的吸附劑材料之一是具有優良特性的活性炭，被用于各種各樣的過程，如過濾，凈化，除臭和分離�，F在我們使用氯化鐵作為新的活化劑從農業工業廢物中獲得活性炭。

　　通常，活性炭是由木材，泥炭(化石煤)和炭生產的。許多含木質纖維素的材料，如椰子殼和稻殼來制造活性炭，最大限度地減少環境問題，成為再利用不同工業廢物的經濟可行替代方案。然而，活性炭的使用由于成本高而仍然受到限制，主要是由于其生產中使用的高溫通常高于700℃。在制備活性炭的過程中，最常用的兩種方法是化學或物理活化。今天我們提出使用氯化鐵為活性炭制備中使用的活化劑，與常用的相比成本較低。此外，在活化過程中使用低溫炭化的方法，活性炭前體材料我們就不介紹了。

　　將活性炭前體材料放入干燥的烘箱在110℃下24個小時，然后用處理過的FeCl 3，H2在10：1的比例以質量和在熱解一管狀爐下流:N 2 ( 100毫升分鐘-1)，在200(AC-FE200)，280(CA-Fe280)和400℃的溫度(Fe400-CA)3小時�；罨�后，用1:1的鹽酸溶液除去過量的FeCl 3，然后將物質用蒸餾水洗滌至約7的pH值。

　　活性炭電子顯微鏡掃描圖(SEM)

　　掃描電子顯微鏡是用于觀察分析材料形態的技術。圖1所示的顯微照片與前體材料和CA-Fe200，CA-Fe280和CA-Fe400煤有關。顯微照片允許在CA-Fe280中觀察到具有火山口狀孔的不同形態(圖1c)。在前體的顯微照片中沒有觀察到這些凹坑(圖1a)，表明使用氯化鐵的熱解/活化過程改變了具有多孔結構外觀的材料的形態。樣品CA-Fe200(7b)和CA-Fe400(7d)的顯微照片顯示，這些材料沒有有效活化，200℃的溫度不足以進行碳化，而400℃的溫度對氯化物的材料的活化效率低可能通過蒸發部分鐵鹽。掃描電子顯微鏡是用于觀察分析材料形態的技術。圖1所示的顯微照片與前體材料和CA-Fe200，CA-Fe280和CA-Fe400有關。

　　活性炭的初步吸附試驗

　　使用兩種有機染料，一種陽離子(亞甲基藍)和一種用于紡織工業的陰離子(活性紅)來測試活性炭的吸附能力。吸附等溫線如圖2所示。對于亞甲基藍陽離子染料的吸附，圖2a中，CA-Fe280，CA-Fe400和CA-Fe200材料的吸附最大值分別為約71,29 和14 mg 。CA-Fe280樣品的較高的吸附能力應該與其較大的比表面積有關。一些數據介紹了煤的吸附能力約為150 mg。對于反應性紅色織物染料(圖2b)，在吸附能力方面觀察到相同的趨勢，具有較大表面積的活性炭具有更大的染料去除能力。盡管CA-Fe280材料具有較高的比表面積，但由煤提出的離子染料的去除能力較低可能與活性炭表面與染料的低化學親和力有關。此外，FeCl 3在280℃(CA-Fe280)的活性炭具有非常小的孔徑，這可能阻礙大量分子的進入，如所測試的染料。因此，這些煤應該被測試吸附非極性，非揮發性污染物如苯，甲苯，二甲苯和氣態分子如H2和CH4。

　　這項工作報告了使用氯化鐵作為活化劑來生產活性炭。表征試驗表明，由于活化后活性炭形成了極小且均勻的孔，因此獲得了高比表面積的活性炭，具有很大的潛力用于氣體污染處理。

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