富含中孔和微孔的生物质炭的制备及其吸附性能研究

摘要

以花生壳为原材料,在无需N2保护条件下,以ZnCl2为活化剂制备富含中孔和微孔结构的活性炭。以Cu2+为探针分子,通过正交实验获得活性炭的最优制备工艺组合:陈化时间为18 h,陈放温度为120℃,物料质量比[m(花生壳)/m(ZnCl2)]为2∶1,400℃活化100 min,对重金属离子Cu(Ⅱ)的吸附率达85%。利用扫描电镜对花生壳活性炭的表面形态进行观察分析,结果表明,活性炭表面具有一定量微米级和大量纳米级的孔状结构。全自动表面分析仪测定结果表明,制备的活性炭比表面积和孔容积分别为728 m2/g和0.347 8 cm3/g,孔径主要集中在20 nm以下,吸附的平均孔径为1.98 nm,微孔和中孔的容积分别为0.266 7 cm3/g和0.081 1 cm3/g,表明该活性炭具有较好的吸附性能,为实现农业废弃物花生壳在重金属污水生态处理方面的利用提供有效途径。