低温干馏椰壳活性炭对苯气体的吸附研究

闫高俊，宋志伟，杨治广，刘雪平，白志辉

(1.黑龙江科技大学 环境与化工学院，黑龙江 哈尔滨 150027；2.河南城建学院 河南省水体污染防治与修复重点实验室，河南 平顶山 467036；3.中国科学院生态环境研究中心，北京 100085)

VOCs是最主要的大气污染物之一[1-2]。对VOCs的治理可以分为破坏性方法和非破坏性方法两大类[3-6]。吸附法是低浓度VOCs有效的控制方法之一，是目前研究的热点[7-11]。椰壳特殊的结构特点使其成为制作优良活性炭的原料[12]。苯是一种非极性有机物，可很好地反映活性炭对苯系物、非极性有机物的吸附性能[13-14]。比表面积是反映吸附剂吸附性能的一个重要指标[15]，故优化制备方法，制备更大比表面积的活性炭材料意义重大。

选择椰壳作为原料制备活性炭，研究了活性炭吸附苯的过程，探索了活性炭结构与吸附性能之间的关系。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

椰壳，水果市场购置；硝酸、浓硫酸、氢氧化钠等均为分析纯。

PGM-7300苯检测仪；ASAP2020比表面积及孔径测试仪；NBD-O1200管式炉。

1.2 实验装置

吸附实验采用自制U型吸附柱，油浴或水浴控温，其参数为：内径1.0 cm，炭层长度约9 cm，固定装填质量1.000 0 g。

1.3 实验方法

将洗净的椰壳置于烘箱内80 ℃下干燥6 h，粉碎机粉碎后，用80目筛过筛。椰壳细粉置于石英舟内，放置在管式炉中，在氮气的保护下程序升温(20 ℃/min)至400 ℃并保持2 h。炭化后的产物冷却至室温，用浓度为1 mol/L的NaOH溶液按固液比1/10置于压力灭菌锅内，120 ℃条件下加热1 h，之后取出，用蒸馏水反复洗涤至滤液pH近中性。再将碱处理物用浓度为1 mol/L的HNO3溶液按固液比1/10置于压力灭菌锅内，在120 ℃条件下处理1 h，取出后用蒸馏水反复洗涤至滤液pH为中性。……