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活性碳纖維吸附甲苯廢氣吸附等溫方程的研究

2007年12月19日 18:14:54人氣:1784來源:寧波海曙浩洋環(huán)??萍加邢薰?/span>

活性碳纖維吸附甲苯廢氣吸附等溫方程的研究
     用活性碳纖維(activated carbon fibers,ACFs)吸附有機廢氣是當(dāng)今世界上*的技術(shù)之一。ACFs是2O世紀(jì)7O年代發(fā)展起來的一種新型、 多功能吸附材料。是繼粉狀活性炭和粒狀活性碳(GAC)之后的第3代產(chǎn)品。ACFs是有機纖維經(jīng)高溫碳化活化制備而成的一種多孔性纖維狀吸附材料,比表面積大(可高達(dá)2600 m /g),孑L徑分布窄,微孔容積可達(dá)1.23 cm /g,所以活性碳纖維具有比GAC更大的吸附容量和更快的吸附動力學(xué)性能¨ 。在液相、氣相中對有機物和陰、陽離子吸附效率高,吸、脫附速度快,可再生循環(huán)使用,同時耐酸、堿,耐高溫,適應(yīng)性強,導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性好,且可加工成任何形狀,具有廣闊的應(yīng)用前景。所以ACFs是一種比較理想的環(huán)保材料 ?;钚蕴坷w維按原料主要分為粘膠基碳纖維
(rayon based CF)、聚丙烯腈基碳纖維(PAN basedcF)和瀝青基碳纖維(pitch based CF),還有新發(fā)展起來的氣相生長碳纖維(VGCF)等。粘膠基活性碳纖維(VACF)是zui早研制成功,目前工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用zui廣的活性碳纖維。粘膠基碳纖維的結(jié)構(gòu)和性能有其固有的某些特性,其對各種有機蒸汽有良好的吸附性能。
  由實驗結(jié)果可以看出,在286 K時實驗結(jié)果與3個方程吻合較好,其中D-R方程吻合,其次是Langmuir方程,而與Freundlich方程相差zui大。在296 K和329 K時,實驗結(jié)果與Langmuir方程吻合,其次是D—R方程,與Freundlich方程相差zui大。由相關(guān)系數(shù)可知,3個方程在各種條件下均可用來估算平衡吸附量,但Langmuir方程適用面更廣。由表1數(shù)據(jù)也可知,低溫時D-R方程與實驗結(jié)果的偏差zui小,而表1的濃度范圍是很大的(從5O一1200 rag/m )。這可能是Langmuir方程得出的前提是假設(shè)吸附是單分子層,而當(dāng)濃度還很低時,吸附可能幾乎是單分子層的,但隨著濃度的增大,單分子層吸附的假設(shè)不再成立,實驗結(jié)果與Langmuir產(chǎn)生了相對較大的偏差,而與D.R方程吻合得更好。
結(jié) 論
  甲苯廢氣的吸附等溫線為優(yōu)惠的平衡曲線,是典型的Langmuir型。當(dāng)氣體中吸附質(zhì)分壓很低時,吸附劑的吸附量
仍很高,可以保證痕量物質(zhì)的脫除。在較寬的溫度和濃度范圍內(nèi),用Langmuir方程估算VACFs吸附甲苯的平衡吸附量,其誤差相對較小。但隨著溫度的降低和濃度的增加,用D.R方程計算平衡吸附量更為準(zhǔn)確。
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