活性炭吸附去除環(huán)烷酸，由木質(zhì)材料制成的活性炭作為吸附劑來(lái)除去航空煤油混合物中的環(huán)烷酸。本次制造的活性炭特征具有碳石墨分布的中孔，并且零電荷點(diǎn)等于10.5。對(duì)于活性炭去除環(huán)烷酸的效率下面我們會(huì)使用多種測(cè)試方法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明活性炭材料的適用性和價(jià)值。
原油相對(duì)密度高(API<20°)，是由高粘度和高酸度的重油組成。由于某些化合物(如環(huán)烷酸)的存在，這種高酸度會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕性，環(huán)烷酸也會(huì)在加熱下形成不溶性鹽和沉積物。當(dāng)環(huán)烷酸存在于航空煤油中會(huì)腐蝕噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，如果排放到自然水中會(huì)對(duì)自然環(huán)境中的水產(chǎn)生污染。
對(duì)環(huán)烷酸處理方法中，吸附法已被證明是去除污染物的有效方法，并且存在吸附材料的再生，回收和再循環(huán)的可能性。由于吸附法的非破壞性特征，通過(guò)吸附除去環(huán)烷酸的研究是必要的，如果夠達(dá)到酸能很好的去除純化再利用，如果吸附材料便宜就足以證明此方法的經(jīng)濟(jì)可行性。在推薦的吸附劑中，活性炭是最常用于去除工業(yè)污染物的吸附劑之一。活性炭在工業(yè)上通過(guò)木質(zhì)材料，煤質(zhì)礦物，動(dòng)物骨頭和椰殼等活性炭前體材料氧化熱解來(lái)生產(chǎn)。活性炭的吸附能力取決于前體材料以及所用的活化和碳化方法，我們通過(guò)活性炭的表征來(lái)測(cè)試是否適合吸附環(huán)烷酸。
通過(guò)以下技術(shù)表征活性炭：
1、零點(diǎn)電荷表征：使用在與固體接觸之前和之后的水的pH測(cè)量來(lái)估計(jì)活性炭的零電荷點(diǎn)的pH值。在試驗(yàn)中使用總共0.1g活性炭用于25ml pH為2至11的溶液，連續(xù)攪拌24小時(shí)。溶液的pH用pH計(jì)與HCl和NaOH的方法來(lái)確定。
2、紋理表征：活性炭的比表面積需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的設(shè)備中在350±5℃下吸附N 2來(lái)測(cè)試的。
3、X射線(xiàn)衍射：使用Cu-Kα輻射源，在30kV的電壓和30mA的電流下，在射線(xiàn)衍射儀中表征活性炭。在5°至80°的2θ范圍內(nèi)收集數(shù)據(jù)，間隔為0.05°，時(shí)間為2.0μs。
4、傅里葉變換紅外光譜：使用衰減全反射技術(shù)從光譜儀獲得吸收光譜。數(shù)據(jù)收集在4000和400cm -1之間的紅外區(qū)域，光譜分辨率為2cm -1。
5、掃描電子顯微鏡與能量色散X射線(xiàn)光譜：使用能量分散分光光度計(jì)連接掃描電子顯微鏡獲得圖像。將木炭置于碳帶上，隨后加入薄金層以進(jìn)一步改善活性炭樣品處理。
活性炭的表征
活性炭的pH值的零點(diǎn)電荷等于10.5。在高溫下物理活化成的活性炭通常以其基本表面為特征，在活性炭表面上帶正電荷的顆粒占優(yōu)勢(shì)，有利于環(huán)烷酸的吸附。通過(guò)N 2吸附/解吸活性炭的結(jié)構(gòu)表征得到的結(jié)果是表面積為243.2m 2 ?g -1，孔體積為0.13cm 3 ?g -1，孔徑為22。本次生產(chǎn)的活性炭的孔徑在2-50納米的范圍內(nèi)，被歸類(lèi)為中孔。活性炭在X射線(xiàn)衍射中，在衍射圖中可以注意到與兩個(gè)暈圈重疊的峰(大約24°和43°)，這些峰表明材料中存在結(jié)晶顆粒，其由碳化過(guò)程中產(chǎn)生的殘余物組成。這些位置的暈圈是碳石墨衍射輪廓的特征，并歸因于兩個(gè)平面(002)和(101)處的反射。后者表示100和101平面處的反射重疊。
由木質(zhì)材料生產(chǎn)的活性炭是一種介孔吸附劑，具有不均勻的表面，并且在其表面上呈現(xiàn)出大范圍的正電荷，這有利于環(huán)烷酸的吸附。在研究測(cè)試中，獲得了活性炭吸附環(huán)烷酸的最佳條件，分別是粒度<0.09mm和300r min -1。吸附過(guò)程的平衡時(shí)間為180分鐘。活性炭在航空煤油混合物中對(duì)環(huán)烷酸的吸附測(cè)試得到的效果非常好。值得注意的是，盡管所測(cè)試的木質(zhì)活性炭是由生物質(zhì)制備的，但它具有吸附和儲(chǔ)存環(huán)烷酸的能力。
