铜锰负载型石化企业剩余活性污泥基活性炭制备及吸附甲苯性能

摘要

以石化企业剩余活性污泥为碳源、4mol/L ZnCl2溶液为活性剂、草酸铜和草酸锰为改性剂,采用固相共混一步煅烧技术制备了不同配比的铜锰负载型污泥基活性炭(SAC-CuMn),并将其用于甲苯气体的吸附研究.考察了不同配比SAC-CuMn样品的吸附性能,探究了铜锰的最优配比方案.当草酸铜和草酸锰质量配比为4:1时,制备的SAC-CuMn样品产率为52％、比表面积617.77m2/g、总孔容0.61cm3/g、粒度0.5mm,吸附性能最好.同时,利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、Mapping和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对SAC-CuMn样品进行了表征分析和对比研究,并探究了SAC-CuMn样品吸附甲苯的微观机理.实验结果表明,铜锰均匀地负载在固相共混法制备的SAC-CuMn材料结构中,当吸附甲苯时,物理吸附和Cu(Ⅰ)络合吸附作用同时进行,可以有效提升污泥基活性炭的甲苯吸附性能,最优SAC-CuMn样品对甲苯的吸附量可达459.09mg/g,动态吸附穿透时间超过500min.