木質(zhì)素基活性炭的制備及其應(yīng)用.pdf

1、我國是個(gè)農(nóng)業(yè)大國，每年出產(chǎn)大量的農(nóng)作物秸稈，含有大量的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，可以作為纖維乙醇生產(chǎn)的原料，制備清潔能源。在纖維乙醇生產(chǎn)過程中，對(duì)于含量僅次于纖維素的第二大天然高分子化合物木質(zhì)素不能有效利用，副產(chǎn)出大量的木質(zhì)素產(chǎn)品。目前木質(zhì)素通常作為燃料進(jìn)行燃燒，尚未得到很好地開發(fā)利用。因此，有效利用纖維乙醇副產(chǎn)品木質(zhì)素既是降低纖維乙醇生產(chǎn)成本的迫切要求，也成為目前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
　　活性炭制備包括物理活化法和化學(xué)活化法，以纖

2、維乙醇生產(chǎn)副產(chǎn)物木質(zhì)素為原料，通過水蒸氣活化方法制備活性炭。研究了溫度、時(shí)間和活化劑用量對(duì)活性炭性能的影響，通過響應(yīng)面分析優(yōu)化出制備活性炭的最佳條件，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證分析，說明建立的理論模型是可信的。響應(yīng)面分析法優(yōu)化出水蒸汽活化法制備木質(zhì)素基活性炭的最佳條件為：活化溫度889℃，活化時(shí)間26min，水蒸氣用量10g（每10g木質(zhì)素），在最優(yōu)條件下制備出的活性炭的碘吸附值為345.86mg/g。
　　其次，研究了木質(zhì)素基活性炭對(duì)廢

3、水中對(duì)硝基酚（PNP）和剛果紅（CR）的吸附行為，考察吸附時(shí)間和溫度等影響因素對(duì)吸附結(jié)果的影響。結(jié)果表明：木質(zhì)素基活性炭對(duì)PNP和CR的吸附平衡時(shí)間分別為60min和180min，活性炭用量分別為0.5g·L-1和1.0g·L-1，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)原溶液的pH值不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。熱力學(xué)研究表明：Langmuir模型和Temkin模型能夠很好地描述木質(zhì)素基活性炭對(duì)PNP的吸附過程；Langmuir模型、Temkin模型和Redlich-Peter

4、son模型能夠很好地描述木質(zhì)素基活性炭對(duì)CR的吸附過程。在298K溫度下，木質(zhì)素基活性炭對(duì)PNP和CR的最大吸附量分別為1.0270mmol·g-1和0.0907mmol·g-1。熱力學(xué)參數(shù)說明活性炭對(duì)PNP的吸附過程可以自發(fā)進(jìn)行，同時(shí)是放熱過程；對(duì)CR的吸附過程是自發(fā)的吸熱過程。動(dòng)力學(xué)研究表明：活性炭對(duì)PNP的吸附過程可以用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)很好的描述，說明吸附過程以物理吸附為主；準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)能夠很好的描述活性炭對(duì)CR的吸附，吸附CR過程以