一种多孔炭的制备方法及其在废水处理中的应用

摘要

半焦粉具有固定碳含量高、灰分和挥发分含量低及强度高等特点，可作为制备多孔炭的前驱体。煤液化残渣中沥青浠大约占25%，是一种主要成分，具有较大的分子尺寸，较高的芳香性和含碳量，可以发生聚合或交联反应，因而适宜用于制备炭材料。 本课题以半焦粉和液化残渣为原料，加入少量粘结剂，采用水蒸气活化法制备出半焦多孔炭。实验通过考察不同炭化温度、活化温度、炭化时间、活化时间条件下多孔炭的产率、抗压强度、碘吸附值及亚甲基蓝吸附率，确定了最佳制备条件。实验结果表明：当炭化温度为500℃、活化温度为850℃、炭化时间为1h、活化时间为1h时，多孔炭的吸附效果最好，碘吸附值达到 896mg/g，亚甲基蓝吸附率达到88.30%。 此条件下多孔炭的产率为37.71%，抗压强度为1704kPa。对最佳工艺参数下制得的多孔炭进行表征，BET 比表面积达 682.32m2/g，孔隙直径主要分布在2nm-5nm，属于中孔多孔炭。其BJH平均孔径4.2893nm，BJH累积孔容积达0.3948 cm3/g，t-plot微孔体积为0.1579cm3/g。 优化条件下制备的多孔炭对氰化废水进行电吸附。实验结果表明对铜吸附率为80.03%，铁吸附率为78.38%，锌吸附率为66.01%，游离氰吸附率为98.56%。因此多孔炭应用于废水处理中，在除氰的同时，对废水中的重金属杂质有较好的去除率。

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