荞麦壳基活性炭的制备及其对六价铬吸附性能研究
重金属废水不仅会严重污染水资源、危害水生生物，还会污染人们生活用水、危害人体健康，活性炭用于处理重金属废水具有良好的效果。本论文选用生物基材料荞麦壳作为原料，采用先炭化、再KOH活化的两步法制备得到荞麦壳基活性炭，并对其进行了结构与性能研究。 1、对荞麦壳原料进行了工业分析，明确了其中各组分的含量。通过对荞麦壳进行预处理、炭化、KOH活化、酸洗、干燥等过程制备得到了荞麦壳基活性炭。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面测定仪等手段表征分析了荞麦壳基活性炭的微观形貌、主要元素、表面基团、结晶形态、比表面积及孔隙结构等。 2、研究了炭化时间、炭化温度、碱炭比、活化时间、活化温度对所制备荞麦壳基活性炭的比表面积、孔隙结构、碘吸附值以及产率的影响，荞麦壳基活性炭的比表面积和碘吸附值随炭化时间、炭化时间、炭化温度、碱炭比、活化时间、活化温度的升高而先增大到最大值后再减小，产率随之降低。在炭化时间为3h，炭化温度为400℃，碱炭比为3∶1，活化时间为1h，活化温度为800℃的制备条件下，制备得到了比表面积高达2578.23m2/g的荞麦壳基活性炭。 3、研究了溶液pH值、六价铬溶液初始浓度对荞麦壳基活性炭吸附六价铬性能的影响，在pH值较低时，吸附量较大，随pH值增大，吸附量逐渐减小，在初始溶液浓度为50mg/g时，吸附量为49.72mg/g在浓度较低时，吸附量随六价铬溶液初始浓度的增加而增大，当溶液浓度增大到一定程度，吸附量不再增加，最大吸附量为142.28mg/g。对所制备的荞麦壳基活性炭吸附六价铬溶液的过程进行了Langmuir和Freundlich等温吸附方程的拟合，结果显示Langmuir等温吸附模型能很好地描述荞麦壳基活性炭的吸附过程。根据Langmuir等温吸附模型，荞麦壳基活性炭对六价铬的理论最大吸附值可达142.86mg/g。通过对荞麦壳基活性炭吸附动力学的研究发现，其吸附过程符合准二级动力学模型。
荞麦壳基活性炭;制备工艺;微观结构;吸附动力学
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
姜志国
2018
中文
TQ424.1
96
2018-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）