椰壳活性炭粉末是在活性炭生产过程中产生的活性炭粉末,其特点是孔隙结构发达,具有一定的吸附性,但没有固定的形状,在使用过程中难以回收,容易造成粉尘污染。而成型活性炭作为新一代吸附材料,因其可根据需求制备成不同的形状且吸附性能好,在生产和生活中得到广泛应用。本文将原料与粘结剂以一定比例混捏成型,再经过炭化、活化处理制备成型活性炭,并对其进行表征。探究粘结剂种类及添加量、炭化条件对成型炭性能的影响,活化条件对成型活性炭结构性能的影响,及其成型活性炭在液相中对Pb2+的吸附性能。论文的主要研究内容及结果如下:(1)以椰壳活性炭粉末为原料,探究粘结剂种类及添加量对成型炭性能的影响。结果表明,水玻璃-耐火泥的粘结性差,且引进大量灰分;酚醛树脂在高温下易分解而失去粘结作用,成型炭性能较差;沥青在高温下可以软化并浸入到原料内部,炭化后留下坚固炭质从而起到粘结作用。综合比较发现沥青的粘结效果最好,将自制沥青粘结剂与活性炭粉末以1:1的比例混合均匀、挤压成型,经过炭化处理可以得到强度为210 N的成型炭。(2)探究炭化条件对成型炭性能的影响。结果表明,炭化温度直接影响着活性炭石墨微晶的大小及粘结剂与碳微粒的定向交联程度;而炭化时间影响缩聚反应进行的程度。炭化温度越高,炭化时间越长,缩聚反应进行的越充分,石墨微晶的有序化程度越高,成型炭强度也就越大;随炭化时间延长,粘结剂重量损失越大。综合考虑,选择炭化温度为600℃,炭化60 min。(3)探究活化条件对成型活性炭性能的影响。结果表明,活化反应进行程度不足时,孔结构形成较少;活化反应过于剧烈时,微孔结构转变为更大的中孔及大孔,活性炭比表面积减小。最佳活化条件为800℃活化2.5 h,制得强度95 N,碘吸附值为491 mg/g的成型活性炭。(4)探究成型活性炭对溶液中Pb2+的吸附性能。实验结果表明,中孔孔容、中孔率及吸附时间对其吸附Pb2+有重要影响。中孔率越大,吸附时间越长,Pb2+越易进入活性炭内部。当孔容为0.660 cm3/g,中孔率为93%,吸附时间为160min时,其对Pb2+的吸附量达到15.0 mg/g。说明以椰壳活性炭粉为前驱体研制的成型活性炭,能够有效吸附水溶液中的重金属Pb2+。