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椰壳活性炭触媒如何去除有机化合物的

浏览量:    发表时间:13-05-17 17:02:00
    活性炭已常作为环境处理中吸附有机化合物之材料,而且近年来纳米零价铁也已良好地应用于水中含氯有机化合物处理。本研究尝试直接以化学活化法,将零价铁批覆活性炭之方式制备成椰壳活性炭触媒。将废弃物椰壳纤维含浸铁盐活化剂之后再进行热处理而制得活性炭触媒,利用不同制备条件如改变锻烧温度、锻烧时间、含浸之活化剂浓度以及添加分散剂之种类与比例,来制备椰壳活性炭触媒,并探讨其对活性炭触媒表面性质之影响。
    在不同制备条件中,经400-600?C热处理下,其比表面积大致上随温度增加而增加,其中在600?C时有最高比表面积448㎡/g,但当温度再增加至700?C时比表面积则下降,在移除三氯乙烯速率方面,则以600?C制备的椰壳活性炭触媒最快(0.21min-1),因此以600?C作为制备温度。随后改变其热处理时间,根据比表面积显示不同活化时间之差异并不明显,其中比表面积大且移除TCE(三氯乙烯)速率较快之1小时为制备时间。于含浸不同活化剂与其不同浓度情况下,制备的活性炭触媒比表面积与铁含量成反比,可能由于制备过程中铁含量较多会造成椰壳活性炭孔隙被遮蔽使比表面积下降。由于直接含浸铁盐后活化之制备方法,无法制备成纳米级铁,因此添加分散剂制备纳米级零价铁椰壳活性炭触媒纳米级铁。分别添加聚乙二醇(PEG)与羧甲基纤维素钠两种分散剂制备之纳米级零价铁活性炭触媒后,经高解析穿透式电子显微镜与能量散射光谱仪图像可证实存在纳米级铁。纳米级零价铁椰壳活性炭触媒添加之分散剂浓度较高时,铁颗粒分散性较好,羧甲基纤维素钠-纳米级零价铁活性炭触媒铁粒径可达10nm,PEG-nZVI/AC铁粒径亦有20nm。分散剂浓度高时,相对铁含量较低,分散剂浓度减少,铁含量随之增加。
    在TCE移除试验中,添加PEG分散剂之纳米级零价铁活性炭触媒移除速率较快,而添加CMC分散剂之纳米级零价铁活性炭触媒移除速率较慢。根据高解析穿透式电子显微镜,发现羧甲基纤维素钠-纳米级零价铁活性炭触媒表面铁颗粒被分散剂包覆,可能造成羧甲基纤维素钠-纳米级零价铁活性炭触媒与TCE接触较PEG-nZVI/AC慢。在PEG-nZVI/AC之PEG浓度为1.6×10-4M时进行长时间试验,可发现TCE重复添加至六次仍能快速移除80%。