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活性炭作为一种高比表面积的吸附剂,广泛应用于生产和生活中的各个领域。随着活性炭需求的增加,研究开发新型活性炭原料成为人们研究的焦点。芦苇和褐煤在我国资源丰富,且碳含量较多,巨藻是青岛地区海藻化工的重要原料,产生的巨藻废渣量较大,都有较大的开发利用价值。本论文以巨藻废渣、芦苇秸秆和霍林河褐煤及其混合物为原料,研究了其热解特性,并通过KOH活化法制备活性炭,考察了煤质比、料碱比、炭化温度和炭化时间对活性炭碘吸附值的影响,并对在最适条件下制备的活性炭进行表征,同时对亚甲基蓝溶液进行吸附研究,主要结论如下: (1)巨藻废渣、芦苇秸秆和霍林河褐煤三种原料的热解过程都可分为三个阶段:第一阶段为水分的蒸发阶段,第二阶段是挥发分析出的主要阶段,第三阶段是残余物质的缓慢热解阶段,其混合物的TG和DTG曲线与原生物质原料的曲线更为接近;从不同比例混合物失重的理论计算值和实际失重值的比较来看,巨藻废渣、芦苇秸秆与褐煤的共热解之间可能存在协同效应。 (2)通过单因素和响应面法优化试验,得到的制备巨藻废渣-褐煤复合活性炭的最佳工艺条件为煤质比为1∶6,料碱比为1∶0.6,炭化温度为700℃,各因素对其碘吸附值影响的主次顺序是炭化温度>料碱比>煤质比;得到制备芦苇秸秆-褐煤复合活性炭的最佳工艺条件为煤质比为1∶5.9,料碱比为1∶1.75,炭化温度为750℃,各因素对芦苇秸秆-褐煤复合活性炭碘吸附值影响的主次顺序是料碱比>炭化温度>煤质比;选择最适宜的制备工艺,制得的巨藻废渣-褐煤复合活性炭和芦苇秸秆-褐煤复合活性炭的碘吸附值分别是639.8mg/g和413.5mg/g。 (3)通过BET比表面积、吸附等温线、孔径分布、SEM等分析表征了优化条件下制备的两种活性炭,可知两种活性炭表面有较多孑孔隙,巨藻废渣-褐煤复合活性炭的比表面积是214.25m2/g,平均孔半径为2.32nm,吸附等温线属于Ⅱ型等温线,孔径多集中在1 nm-2nm之间;而芦苇秸秆-褐煤复合活性炭的比表面积是168.39m2/g,平均孔半径为3.18nm,吸附等温线属于Ⅱ型等温线,孔径在2nm处有一个峰值。 (4)对两种活性炭进行亚甲基蓝吸附实验,可以发现两种活性炭对亚甲基蓝的去除率都是随着时间和活性炭投加量的增加呈现先增加后不变的趋势,去除率随着温度的增加而增加,但变化较小。 (5)两种活性炭对亚甲基蓝的吸附都符合伪二级动力学模型所描述的规律,拟合度较高。 本论文的研究结果对利用生物质和煤共热解制备活性炭提供了一定的理论支持,并对所制备的活性炭的吸附性能做了有益尝试。