以碘吸附值為評價(jià)指標(biāo),活化時(shí)間、活化溫度和浸漬比為影響因素,采用響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)對磷酸活化法制備咖啡渣活性炭的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,并通過靜態(tài)吸附試驗(yàn)研究了不同吸附時(shí)間、溶液pH值和吸附溫度條件下,活性炭對水溶液中Cr（Ⅵ）吸附性能的影響,最后利用Langmuir、Freundlich吸附等溫方程、準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)方程、準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程和顆粒內(nèi)部擴(kuò)散方程進(jìn)行擬合。試驗(yàn)結(jié)果表明,制備咖啡渣活性炭的最佳工藝條件為活化時(shí)間1 h、活化溫度498℃、浸漬比1.72;在此條件下活性炭得率為30.4%,碘吸附值為（799±16）mg/g,比表面積為1 006 m²/g,孔容為0.779 cm³/g、微孔孔容為0.051 cm³/g、平均孔徑為3.088 nm。較低pH值和較高溫度能夠促進(jìn)活性炭對Cr（Ⅵ）的吸附;Langmuir等溫方程能夠更好地描述活性炭對Cr（Ⅵ）的吸附效果;活性炭對Cr（Ⅵ）的吸附分3個(gè)階段:快速吸附階段、慢速吸附階段和吸附平衡階段,10 min內(nèi)可完成吸附總量的79%,360 min內(nèi)達(dá)到吸附平衡,該吸附過程符合準(zhǔn)二... 

【文章來源】：生物質(zhì)化學(xué)工程. 2020,54(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

各因素對咖啡渣活性炭碘吸附值影響的三維曲面和等高線圖

比表面積和孔容是衡量活性炭吸附能力強(qiáng)弱的主要指標(biāo)[23]。一般來說,比表面積越大,孔容越大,活性炭的吸附能力越強(qiáng)[16]。圖2為活性炭N2吸附/脫附等溫線和孔徑分布曲線,利用BET方程計(jì)算出活性炭的比表面積為1 006 m2/g、平均孔徑為3.088 nm,利用BJH計(jì)算出總孔容為0.779 cm3/g,利用t-Plot計(jì)算出微孔孔容為0.051 cm3/g。圖3 咖啡渣(a)和活性炭(b)的掃描電鏡圖

圖2 咖啡渣活性炭氮?dú)馕?脫附等溫線(a)和孔徑分布圖(b)由圖2(a)中N2吸附/脫附曲線可知,活性炭氮?dú)馕搅吭诘拖鄬毫?P/P0≤0.01)下迅速上升,說明咖啡渣活性炭含有較多的微孔[24],在0.02≤P/P0≤0.90時(shí),活性炭對氮?dú)獾奈剿俾首兙?但對氮?dú)獾奈搅坷^續(xù)增大,而且吸附和脫附曲線存在明顯的滯后回環(huán),表明咖啡渣活性炭存在大量的介孔[25]。由圖2(b)中孔徑分布曲線可知,咖啡渣活性炭中孔孔徑主要集中在2～10 nm范圍內(nèi),與BET方程計(jì)算結(jié)果一致。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3590303