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活性炭从制浆工艺的黑液制成
文章作者:韩研网络部 更新时间:2019-7-3 16:44:44

  在纸浆生产过程中,从制浆过程中装载有机材料的废水被排出。因此,在处理这些污水之前应进行水处理。处理黑液的传统方法是通过热处理来回收化学品,在处理过程中特别是碱性制浆,是非常困难的。为了克服处理此类废物对环境影响和加强这种废物的利用。使用这种流出物生产活性炭能省略废水处理步骤和获得许多工业所需的产品。在这方面,本文涉及评估黑液产生的活性炭的结构。

  官能化材料,例如纤维素衍生物和活性炭已经在许多领域上应用,特别是对于螯合金属和除去从废水中的有机和无机污染物。活性炭可以从很多前体材料中生产,关于使用纸制浆过程的黑液,大多数方法是通过沉淀从黑液中分离木质素。在本文中,由制浆产生的黑液用于生产活性炭。此外,基于黑液生产的活性炭的性能将与之前生产的稻草和甘蔗渣纸浆纤维制成的活性炭进行比较。

  黑液及其活性炭制造

  研究了黑液产生的活性炭的效率,黑液这是由制浆过程产生的废弃物。首先把废水进行沉淀晾晒,将干燥的黑液使用磷酸活化,然后在不存在空气的横管状热解炉中450℃进行60分钟炭化。接着用蒸馏水洗涤活性炭直至它们变为中性并在105℃的烘箱中干燥,对得到的成品进行多方面的的测试。

  黑液的元素分析

  由制浆工艺中纤维产生的黑液中主要元素有C,N,H,O和S。这些内容与黑液的化学成分有关,黑液主要是脱木质素木质素,碳水化合物(主要是水解半纤维素)和制浆剂硫。从多种制浆工艺中了解,发现有些工艺中黑液中C含量较高,我们建议具有较高C含量的黑液便于制造活性炭。

  制成活性炭的结构分析和表面的纹理

  图1显示了活性炭在-196℃的氮气吸附等温线和孔径分布及其纹理特征。从看到的图1中,活性炭的吸附等温线在很大程度上受到制浆工艺的类型的影响。但是使用苏打制浆黑液作为前体从活性炭获得的等温线遵循I型吸附等温线。活性炭的氮吸收在非常低的相对压力下略微增加,随后在平台形式中略微吸附增加,相对压力增加至1,表明存在微孔性。但是,来自亚硫酸盐的中性亚硫酸盐制浆的活性炭的等温线提供了I型和II型的吸附等温线,这反映在碳结构中存在一些中孔。

  图1:氮在各种活性炭上的吸附等温线。

  对于SEM研究的情况,活性炭的形态显示出不均匀和粗糙的表面(图2)。在放大倍数为40000时,可以看出表面被硅磷酸盐晶体覆盖。来自稻草的苏打制浆黑液的活性炭具有较高的硅磷酸盐晶体。然而,使用中性亚硫酸盐制浆黑液的活性炭中只有较低的晶体。

  图2:几种黑液制成的活性炭SEM。

  FTIR光谱和SEM在表面功能基团并根据该制浆工艺的研究基于活性炭的形态学的变化在图2示出。关于FT-IR光谱(图3a,b),很明显活性炭的表面具有强带,其分配为酚木质素,羧酸或吸附水的OH伸缩。因为苏打制浆导致从原料中更高的二氧化硅去除,并且因此黑液中的二氧化硅含量更高。发现不同官能团为特征的活性炭表面已准备好进行吸附过程。

  图3:两种不同原料制成活性炭的FTIR分析。

  在本研究中,采用了一种新方法来增强使用制浆工艺中生产的黑液。使用这些副产物作为活性炭生产的前体将保护环境免于处理这些流出物。通过三次制浆过程制浆,估算农业制浆过程的选择性,即苏打,亚硫酸盐和中性亚硫酸盐,并评估活性炭生产中产生的黑液副产物。制浆过程的变化伴随着原料中纤维中脱木素和半纤维素的变化,因此,使用磷酸作为化学活化剂对产生活性炭的黑液成分和多孔结构产生深远的影响。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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