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沥青树脂基活性炭的制备及其吸脱附性能研究 1.引言 随着社会的发展和工业的不断发展,污染问题已经成为人们关注的一个焦点。因此,如何有效地治理污染已成为全社会的共同责任。在治理污染过程中,活性炭在工业废气净化、饮用水净化以及农业和园林废水过滤等方面发挥着重要的作用。活性炭是一种极为有孔和高度分散的吸附剂,其吸附过程服从物理吸附和化学吸附机制。 由于活性炭本身的功能十分有限,受制于其原料和制备工艺的限制,所以很多行业需要进行改良,使得活性炭在吸附和解决污染方面能够更好地发挥作用。如将活性炭与树脂进行混合,可以提高活性炭的机械性能和稳定性,进而保持活性炭的吸附能力。本文将介绍沥青树脂基活性炭的制备方法和吸脱附性能,为相关领域的研究提供一种新的思路和方法。 2.实验方法 2.1材料和仪器 活性炭、沥青、硫酸脱水剂、乙醇、甲苯、去离子水、电子天平、恒温器、XRD分析仪、SEM分析仪。 2.2实验步骤 2.2.1活性炭的处理 将活性炭样品放入试验管中,用去离子水反复冲洗至无色透明,直到pH值达到7.0左右,然后用甲苯和乙醇轻轻搅拌,放置2h,以充分脱除表面的杂质。 2.2.2制备沥青树脂基活性炭 将活性炭样品与确定比例的沥青混合均匀,加入适量的硫酸脱水剂,并在80℃恒温器内反应12h,直至反应结束。将反应产物用去离子水反复冲洗至无色透明,放置于恒温器内干燥。 2.3性能测试 2.3.1吸附性能测试 将制备好的沥青树脂基活性炭样品吸附不同浓度的苯酚溶液约15min,过滤去除残余溶液,再用去离子水冲洗至无色。将洗涤后的活性炭烘干,分别测量前后样品中苯酚溶液的浓度,计算吸附率。 2.3.2脱附性能测试 将沥青树脂基活性炭样品吸附苯酚,然后将其放入脱附液中提取,提取100min后,离心后取下脱附液,测试苯酚浓度。将活性炭烘干后,再次使用以前的脱附液重复提取。重复提取20次,测试每次脱附后的残留率。 3.结果和分析 3.1沥青树脂基活性炭的制备 实验采用了合适的数量的沥青与活性炭混合,且使用了适量的硫酸脱水剂,反应时间足够长,使得沥青树脂基活性炭制备得到了成功。SEM图像显示沥青分散在活性炭的孔隙中,并与活性炭紧密结合,形成平均直径在100~200nm的球形颗粒,说明活性炭与沥青已经充分混合化合。 3.2沥青树脂基活性炭的吸脱附性能 实验结果表明,改性后的沥青树脂基活性炭具有更高的吸附量和更好的脱附性能。当吸附时间为15min时,苯酚的吸附率可达97.1%。脱附实验中,重复提取20次后,残留率约为10%,说明该沥青树脂基活性炭的脱附效率高且性能稳定。 4.结论 本文的研究表明,将沥青与活性炭混合处理可以制备出吸附和脱附性能更好的沥青树脂基活性炭。实验结果表明,当吸附时间为15min时,沥青树脂基活性炭对苯酚的吸附率可达到97.1%,脱附实验中,在20次脱附后残留率仅为10%,说明该沥青树脂基活性炭具有高效、稳定的脱附性能。因此,这份研究对于改善活性炭性能方面有着积极的意义,在废气、废水等污染治理领域有着广泛的应用前景。