煤质活性炭在氰溶液体系中对金的吸附研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:zonglijuan
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本文主要研究了活性炭在吸附金过程中的动力学特征和吸金等温线,初步考察了金氰络合物在活性炭表面上的吸附行为,并比较了木质活性炭和煤质活性炭在吸金动力学性能和吸金容量等方面的差异。根据炭浆法吸金原理,在前人的理论基础上建立了活性炭吸金动力学模型,并通过吸金动力学常数(k )和吸金动力学级数(n),分析和比较了煤质活性炭和木质活性炭的吸金动力学性能。基于实验数据和活性炭吸金动力学模型,计算得出煤质活性炭和木质活性炭的吸金容量。通过低温氮物理吸附法(BET),XRD,FT-IR,TG以及SEM和TEM等表征手段考察了煤质活性炭和木质活性炭的微观结构对其吸金容量的影响。主要获得以下结果:1、基于炭浆法吸金过程,推导出活性炭吸金的动力学模型为,。该模型认为吸附和脱附过程所达到的平衡是在稳态条件下实现的,假设了活性炭内外表面是均匀的,同时忽略了活性炭结构和内孔表面性能以及吸金溶液的极性对吸附过程所带来的影响。以对lgt作图,则lg k是直线的截距, n是直线的斜率。当n=1时,上述吸附过程符合Langmuir模型;当n=0.5时,吸附过程符合Fluridlich模型。在实际吸附过程中,n介于0.5和4之间。2、当CCl4吸附值大于55%时,煤质活性炭的吸金容量超过了木质活性炭的吸金容量,特别是当CCl4吸附值为63%时,煤质活性炭的吸金容量达64g·kg-1,说明煤质活性炭的吸金容量可以达到木质活性炭的吸金效果;3、比表面积,孔容以及孔结构和石墨化程度是影响其吸金容量的重要参数,而且活性炭微孔表面性能也是关键因数之一。对于煤质吸金活性炭,微孔结构越发达,石墨化程度越低,则吸金容量越大;在发达的微孔结构中较多种类的含氧官能团有利于增加其吸金容量。这些结果为研发吸金效果更好的煤质活性炭及其制备工艺提供了一定的理论基础和技术指导,为进一步探索炭浆法吸金机理及其煤质活性炭在吸金行业中的推广应用提供了充实的理论基础和技术支撑。
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