活性炭的制備及吸附性能表征

時(shí)間：2023-05-01 11:13:18 資料我要投稿

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活性炭的制備及吸附性能表征

實(shí)驗(yàn)三活性炭的制備及吸附性能的表征

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1. 掌握活性炭比表面積的計(jì)算方法；

2. 學(xué)會(huì)用朗格繆爾吸附方程求解活性炭的飽和吸附量二、實(shí)驗(yàn)原理

活性炭是一種具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和極大的內(nèi)表面積的人工碳材料制品。它主要由碳元素（87—97%）組成，也含有氫、氧、硫和氮等元素以及一些無(wú)機(jī)礦物質(zhì)。活性炭最顯著特征是吸附作用，它可以從氣相或液相中吸附各種物質(zhì)，并且吸附能力很強(qiáng)

活性炭的制備：

材料：幾乎任何一種天然或合成的含碳物質(zhì)，如木質(zhì)原料（木材、果殼、果核）、煤化植物（泥炭、褐煤）、所有不同變質(zhì)程度的煤和酚醛樹脂等合成物質(zhì)，都可以生產(chǎn)活性炭。

干燥－粉碎－碳化（馬弗爐）－活化

碳化，也稱熱解，是在隔絕空氣的條件下對(duì)原材料加熱，一般在600度。經(jīng)碳化后會(huì)分解放出水氣、CO、CO2、H2等。原料分解成碎片后，并重新結(jié)合成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這些碎片可能有一些微晶體組成。

活化，是在氧化劑的作用下，對(duì)碳化后的材料加熱，以生產(chǎn)活性炭產(chǎn)品�；罨^(guò)程中，燒掉了碳化時(shí)吸附的碳?xì)浠衔�，把原有空隙之間燒穿活化使活性炭變成一種良好的多孔結(jié)構(gòu)。

活性炭的表征：比表面積測(cè)定儀測(cè)定比表面積和孔徑的分布；掃描電鏡表面性質(zhì)分析和孔徑微觀結(jié)構(gòu)分析；IR進(jìn)行表面官能團(tuán)的分析。

吸附性能表征：碘值，表征活性炭吸附性能的一個(gè)指標(biāo)，一般認(rèn)為其數(shù)值高低與活性炭中微孔的多少有關(guān)聯(lián)。亞甲基蘭吸附，也是表征活性炭吸附性能的一個(gè)指標(biāo)，由于分子直徑大，數(shù)值主要表征中孔數(shù)量。

本實(shí)驗(yàn)以活性炭為原料，通過(guò)在醋酸水溶液中對(duì)醋酸的吸附作用，計(jì)算活性炭的比表面積。通過(guò)朗格繆爾吸附方程求飽和吸附量。活性炭的吸附性能表征： 1.弗朗特里希經(jīng)驗(yàn)方程：

τ==kc

τ表示吸附能力（每克吸附劑上吸附溶質(zhì)的量），x為吸附溶質(zhì)的量（mol），m為吸附劑的量（g），c為吸附平衡時(shí)溶液的濃度（mol/L），n和k為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，由溫度、溶劑、吸附質(zhì)與吸附劑性質(zhì)決定。對(duì)上式取對(duì)數(shù)： http://www.ishadingyu.com/news/55BFA9288237681D.html lgτ=

1lcg+n

lkg，以lgτ對(duì)lgc做圖，可得一條直線，由斜率和截距可得n和k。

2.朗格繆爾吸附方程

τ=τ∞

τ∞為飽和吸附量，即表面被吸附質(zhì)鋪滿單分子層時(shí)的吸附量 1+kc

上式整理

c1c

+，對(duì)c做圖，得到一直線，由直線的斜率可求得τ∞，截距求常τ∞kτ∞τ

數(shù)k。

3. 吸附劑比表面積

S0=τ∞Aδm=

τ∞?6.02?1023?24.3