活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　最近開發出了一種新的活性炭解吸方法，這種方法不需要有毒的有機溶劑。使用陰離子表面活性劑溶液實現了從活性炭中溶解有機溶劑，其重點在于其洗滌和乳液作用。使用異丙醇和甲基乙基酮作為測試溶劑。月桂基苯磺酸鈉鹽和十二烷基硫酸鈉用作表面活性劑。將活性炭置于小瓶中，并加入預定量的有機溶劑。放置約24小時后，加入預定量的表面活性劑溶液。再放置72小時后，將小瓶在60℃的培養箱中加熱預定時間。然后用框架電離檢測器氣相色譜儀測定有機蒸氣濃度，并計算解吸效率。

　　用于工作環境測量的方法有直接采樣，活性炭吸附和液體吸收等。其中，廣泛使用直接取樣法和活性炭吸附法。直接采樣方法用于使用采樣袋收集環境空氣，并使用氣相色譜儀分析采樣空氣。但是，由于近年來工作環境測量的管理水平有所降低，直接采樣方法可能不適用于某些溶劑�；钚蕴课�附法用于測量低濃度的有機溶劑。這涉及通過用泵將環境空氣引入裝有活性炭的玻璃管中來收集固體吸附劑中的有機溶劑蒸氣。該方法可以通過增加可采樣的環境空氣量來集中目標材料。但是，為了分析，有必要通過從活性炭中解吸有機溶劑來分離有機溶劑。解吸方法包括溶劑解吸方法和熱解吸方法。熱解吸方法是將管中的活性炭加熱至超過200℃并使用氣相色譜分析解吸的蒸氣。然而，這種方法很少用于工作環境測量，因為它需要昂貴的設備。溶劑解吸方法用解吸溶劑從活性炭中提取吸附的有機蒸氣，并用氣相色譜分析溶液。這種溶劑萃取方法通常被大多數測量組織采用，因為它不需要特殊的解吸設備。這種方法一般使用二硫化碳用于在活性炭的解吸。二硫化碳有許多優點：對于許多有機溶劑，其對活性炭的解吸效率很高，但是二硫化碳是有毒的有機溶劑。

　　因此，需要研究一種新的解吸溶劑來代替二硫化碳，重點關注具有親水和親油基團的表面活性劑。表面活性劑用于衣物的洗滌劑中，因為親脂性物質可以明顯溶解在親水性溶液中。通過應用表面活性劑的這種性質，可以解吸附在活性炭上的有機溶劑。我們測試了多種表面活性劑來進行研究，結果如下。

　　向活性炭中添加有機溶劑

　　在裝有活性炭的容器中加入蒸餾水稀釋的有機溶劑溶液，并關閉小瓶上的蓋子。然后，輕輕搖動后，將小瓶置于25℃的培養箱24小時。將約1.5升空氣中有機溶劑的大約十分之一的有機溶劑加入活性炭容器中。用于檢測解吸條件的有機溶劑是異丙醇和甲基乙基酮。在使用前將它們用蒸餾水稀釋。

　　活性炭的解吸

　　通過活性炭將預定量的有機溶劑吸附在小瓶中，并添加表面活性劑溶液。存在于氣相中的有機溶劑非常小，與建立吸附平衡時的固相相比，可忽略不計。事實上，我們使用異丙醇和甲基乙基酮與甲苯檢查了吸附效率，并確認吸附效率約為100%。蓋上蓋子后，輕輕搖動小瓶。此后，將小瓶放入預定溫度的培養箱中并放置預定的時間。然后，將小瓶放入60℃的培養箱中并放置約1小時。然后，抽取來自小瓶頂部空間的氣體，并注入裝有框架電離檢測器的氣相色譜儀中。

　　七種溶劑對活性炭解吸的效率

　　七種有機溶劑解吸效率表示與圖1。實驗條件5米升的10%的表面活性劑溶液和60℃24個小時解吸溫度。的有機溶劑的解吸效率是3%，72%，9%，3%，32%，2%，而對于丙酮，異丙醇，甲基乙基酮，醋酸乙酯，二氯甲烷，甲苯，和3%的米二甲苯。

　　圖1:活性炭用表面活性劑溶液解吸有機溶劑的效率。

　　如示于圖2所示，異丙醇的解吸效率不會受表面活性劑濃度。然而，在甲基乙基酮中，當表面活性劑濃度增加至10%時，解吸效率增加。表面活性劑的去污力和增溶能力都有助于有機溶劑從活性炭中解吸附。

　　圖2：表面活性劑溶液濃度對活性炭解吸效率的影響。

　　如上所述，在使用表面活性劑溶液從活性炭中解吸有機溶劑的情況下，諸如表面活性劑濃度，解吸液量，解吸溫度和解吸時間的許多因素影響解吸效率。示于圖1異丙醇的解吸效率相對較高，但對于實際應用，希望解吸效率大于90%，因此需要提高活性炭解吸效率。為了在此結果的基礎上進一步研究，應該縮短解吸時間并提高活性炭解吸效率。為此，需要改善解吸附溶液的溶解和乳化能力。與陰離子表面活性劑相比，非離子表面活性劑通常提供更強的增溶和乳化能力。在影響表面活性劑的膠束形成的情況下，先經過一般的水洗系統，可以提高活性炭的解吸效率。

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