- 相關推薦
活性炭的制備及吸附性能表征
實驗三 活性炭的制備及吸附性能的表征
一、實驗目的
1. 掌握活性炭比表面積的計算方法；
2. 學會用朗格繆爾吸附方程求解活性炭的飽和吸附量 二、實驗原理
活性炭是一種具有高度發達的孔隙結構和極大的內表面積的人工碳材料制品。它主要由碳元素（87—97%）組成，也含有氫、氧、硫和氮等元素以及一些無機礦物質。活性炭最顯著特征是吸附作用，它可以從氣相或液相中吸附各種物質，并且吸附能力很強
活性炭的制備：
材料：幾乎任何一種天然或合成的含碳物質，如木質原料（木材、果殼、果核）、煤化植物（泥炭、褐煤）、所有不同變質程度的煤和酚醛樹脂等合成物質，都可以生產活性炭。
干燥－粉碎－碳化（馬弗爐）－活化
碳化，也稱熱解，是在隔絕空氣的條件下對原材料加熱，一般在600度。經碳化后會分解放出水氣、CO、CO2、H2等。原料分解成碎片后，并重新結合成穩定結構，這些碎片可能有一些微晶體組成。
活化，是在氧化劑的作用下，對碳化后的材料加熱，以生產活性炭產品。活化過程中，燒掉了碳化時吸附的碳氫化合物，把原有空隙之間燒穿活化使活性炭變成一種良好的多孔結構。
活性炭的表征：比表面積測定儀測定比表面積和孔徑的分布；掃描電鏡表面性質分析和孔徑微觀結構分析；IR進行表面官能團的分析。
吸附性能表征：碘值，表征活性炭吸附性能的一個指標，一般認為其數值高低與活性炭中微孔的多少有關聯。亞甲基蘭吸附，也是表征活性炭吸附性能的一個指標，由于分子直徑大，數值主要表征中孔數量。
本實驗以活性炭為原料，通過在醋酸水溶液中對醋酸的吸附作用，計算活性炭的比表面積。通過朗格繆爾吸附方程求飽和吸附量。 活性炭的吸附性能表征： 1.弗朗特里希經驗方程：
x
τ==kc
m
τ表示吸附能力（每克吸附劑上吸附溶質的量），x為吸附溶質的量（mol），m為吸附劑的量（g），c為吸附平衡時溶液的濃度（mol/L），n和k為經驗常數，由溫度、溶劑、吸附質與吸附劑性質決定。對上式取對數： http://salifelink.com/news/55BFA9288237681D.html lgτ=
1lcg+n
lkg，以lgτ對lgc做圖，可得一條直線，由斜率和截距可得n和k。
2.朗格繆爾吸附方程
τ=τ∞
ck
τ∞為飽和吸附量，即表面被吸附質鋪滿單分子層時的吸附量 1+kc
上式整理
c
τ
=
c1c
+，對c做圖，得到一直線，由直線的斜率可求得τ∞，截距求常τ∞kτ∞τ
數k。
3. 吸附劑比表面積
S0=τ∞Aδm=
τ∞?6.02?1023?24.3
1020
（m2/g）由Langmuir單分子層吸附模型，假定吸附
質分子在吸附劑表面是直立的，每個HAc分子所占面積為24.3A ，得到的比表面積比實際要小一些。 三、實驗儀器與藥品
NaOH 0.25M（準確），冰醋酸0.42M（準確），活性炭，酚酞等 四、實驗步驟
1. 配置醋酸溶液，氫氧化鈉溶液，濃度分別為0.42M和0.25M左右；
02
3. 振蕩：將瓶塞塞好，置于振蕩機上使其達到吸附平衡。
4. 滴定：振蕩30分鐘后，先取稀的進行滴定，濃溶液不易平衡，繼續震蕩，由于吸附后
HAc濃度不同，取體積為1，2瓶10ml，3，4瓶取20ml，5，6，7瓶取40ml。 注意：在醋酸溶液中，操作中防止HAc的揮發，以免引起較大的誤差； 本實驗溶液配制中用不含CO2的蒸餾水配制。 五、實驗數據處理
原始數據記錄 數據處理
由圖得到n和k，最大吸附量，進一步計算吸附劑的比表面積 。 六、實驗小結
注：NaOH標準溶液的配制，如何標定的？
【活性炭的制備及吸附性能表征】相關文章：
污泥衍生活性炭制備與性能表征05-02
醋酸纖維素吸附劑的制備及其性能表征04-30
有機蒙脫土的制備與性能表征05-01
活性炭污泥吸附劑的制備研究04-30
活性炭改性對濾嘴吸附性能的影響04-30
剩余污泥吸附劑的制備及其吸附性能研究04-26
改性活性炭纖維對甲醛吸附性能的研究04-28
改性活性炭纖維對甲醛吸附性能的研究04-28
活性炭對水中MTBE和BTEX的吸附性能04-25
VOCs在活性炭纖維上吸附性能的研究04-25