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褐煤与石莼共热解制备活性炭及其吸附性能研究
褐煤与石莼共热解制备活性炭及其吸附性能研究
摘要:
活性炭是一种优质的吸附材料，具有广泛的应用领域。本研究旨在通过共热解法制备活性炭，并评估其吸附性能。实验采用褐煤和石莼作为原料，通过热解及激活工艺制备活性炭。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对活性炭的形貌和晶体结构进行表征。通过氮气吸附-脱附等温线测试活性炭的孔隙结构。最后，采用亚甲基蓝(MB)来评估活性炭的吸附性能。研究结果显示，褐煤与石莼共热解制备的活性炭具有均匀的孔隙结构和大的比表面积。吸附实验结果表明，活性炭对亚甲基蓝有较好的吸附性能。本研究证明了褐煤与石莼共热解法制备活性炭的可行性，并为进一步优化活性炭的制备工艺和应用提供了理论参考。
关键词:活性炭，褐煤，石莼，共热解，吸附性能
1.引言
活性炭是一种具有发达的孔隙结构和高比表面积的材料，具有良好的吸附性能。因此，活性炭广泛应用于废水处理、气体吸附、脱臭和环境修复等领域。目前，制备活性炭的主要方法包括物理活化法、化学活化法和热解法。其中热解法具有工艺简单、成本低廉等优点。本研究旨在探讨褐煤与石莼共热解制备活性炭的可行性，并评估其吸附性能。
2.实验方法
2.1原料准备
本实验采用褐煤和石莼作为原料。褐煤经过研磨处理，石莼经过洗涤和干燥处理。
2.2共热解制备活性炭
将褐煤和石莼按一定比例混合，并放入炉内进行热解。经过一定时间的高温处理后，制得活性炭。
2.3表征测试
利用SEM对活性炭的形貌进行观察，利用XRD对活性炭的晶体结构进行分析。通过氮气吸附-脱附等温线测试活性炭的孔隙结构参数，包括比表面积和孔径分布。
2.4吸附性能测试
采用亚甲基蓝(MB)来评估活性炭的吸附性能。在一定浓度的亚甲基蓝溶液中添加活性炭，经过一定时间的吸附后，利用紫外-可见分光光度计测定剩余溶液中亚甲基蓝的浓度。
3.结果与讨论
3.1表征测试结果
SEM结果显示，褐煤与石莼共热解制备的活性炭具有均匀的孔隙结构和细长的纤维形态。XRD结果表明，活性炭的晶体结构主要为非晶态或类晶态。
3.2吸附性能测试结果
吸附实验结果显示，活性炭对亚甲基蓝有较好的吸附性能。吸附量随着接触时间的延长而增加，达到平衡后基本保持稳定。
4.结论
本研究通过褐煤与石莼共热解制备了活性炭，并评估了其吸附性能。结果表明，褐煤与石莼共热解制备的活性炭具有均匀的孔隙结构和大的比表面积。吸附实验结果表明，活性炭对亚甲基蓝有较好的吸附性能。这一研究结果证明了褐煤与石莼共热解法制备活性炭的可行性，并为进一步优化活性炭的制备工艺和应用提供了理论参考。
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