论文部分内容阅读
以农林废弃物核桃壳为原料制备活性炭,并将介孔二氧化钛负载于活性炭载体上,用于处理工业废水,这对于缓解能源危机、治理废水污染具有重大意义。论文采用KOH活化法制备核桃壳基活性炭,并优化了制备工艺;通过溶胶凝胶法辅以超声处理将介孔二氧化钛负载于核桃壳基活性炭上,采用场发射扫描电镜、比表面积和孔径分析仪、傅立叶红外光谱分析仪等分析复合材料的性能;最后以废水中的酸性大红3R和甲醛分别作为目标污染物,研究介孔二氧化钛/活性炭的催化分解性能。主要研究结果如下:(1)KOH活化法制备核桃壳基活性炭的最优工艺如下:KOH和核桃壳炭化料的质量比为3:1,活化温度为800℃,活化时间为60min。所得活性炭的比表面积为1551.85m2/g,微孔比表面积为1491.22m2/g,微孔率为89.87%。(2)通过溶胶凝胶法辅以超声处理制备得到介孔二氧化钛/活性炭复合材料,活性炭的无定形结构,阻碍了二氧化钛之间的团聚,使得二氧化钛的粒径减小;二氧化钛/活性炭、介孔二氧化钛/活性炭的比表面积分别为603.61m2/g和831.20m2/g,二氧化钛的介孔结构弥补了活性炭比表面积的降低。(3)催化分解酸性大红3R的实验中,在投加量为0.15g、温度为25℃、处理时间为120min的条件下,处理250mL初始浓度为40mg/L的酸性大红3R溶液,介孔二氧化钛/活性炭对酸性大红3R的去除率达到最大值92.37%,去除效果优于二氧化钛/活性炭。(4)催化分解甲醛的实验中,在处理时间为210min、温度为25℃、投加量为0.5g的条件下,处理100mL初始浓度为30mg/L、pH值为12的甲醛溶液,介孔二氧化钛/活性炭对甲醛的去除率达到最大值92.06%。介孔二氧化钛/活性炭、二氧化钛/活性炭对酸性大红3R和甲醛的吸附行为遵循准二级动力学规律,说明在吸附过程中主要是化学吸附反应控制整个吸附过程。