关键词:
软木活性炭
微介孔结构
分层多孔结构
游离甲醛
吸附性能
摘要:
【目的】活性炭以其孔隙结构发达、比表面积大、吸附性强等优点而在治理空气污染方面备受关注,随着人们对装饰装修材料带来的游离甲醛危害意识的增强,微孔结构发达的颗粒状活性炭得到快速发展,开发一种吸附效率高的微介孔颗粒状活性炭对构建健康的室内环境具有重要的现实意义。【方法】本研究以可重复剥取的栓皮栎软木为原料,通过KOH活化法制备适合吸附游离甲醛的颗粒状软木活性炭(CAC),探讨不同预炭化温度、碱炭质量比以及活化温度对CAC微孔发育和游离甲醛吸附能力的影响,通过调整制备工艺来优化CAC的孔隙结构,提高其比表面积和孔体积,从而增大CAC对游离甲醛的吸附能力。【结果】通过KOH刻蚀制备的CAC具有丰富的微介孔结构和特殊的分层多孔结构,具体表现为孔径集中分布在3 nm以内,其中孔径为0.4 nm的微孔数量最多;CAC的分层多孔结构不仅增加了比表面积和孔体积,还为甲醛分子提供了更多的吸附位点。制备CAC的最优工艺参数为:预炭化温度550℃,碱炭质量比5∶1,活化温度750℃。在此条件下,CAC的比表面积(1984.08 m^(2)/g)和总孔体积(1.06 cm^(3)/g)最大,微孔占比高达86%,对游离甲醛的吸附量为0.2768 mg/g,去除率为86.8%。【结论】以栓皮栎软木为原料制备具有分层多孔结构的微介孔活性炭,对游离甲醛等气体污染物的吸附具有巨大潜力,其高效的吸附性能为气体污染物的治理提供了新的可能性,也为软木高值化利用乃至栎类天然林综合利用的研究提供新思路及研究基础。