煤炭学报

作者：张己召, 王启航, 李承禹, 何丹味, 母军,

关键词：软木, KHC₂O₄, 活性炭, 四环素, 吸附性能,

以工业废弃软木颗粒为原料，KHC2O4为活化剂，采用一步法慢速热解、活化得到具有蜂窝状结构的分级多孔活性炭KHBC，并将其应用于吸附水体中的盐酸四环素 (TC)。通过拟合孔隙结构参数与四环素吸附量分析活性炭孔隙与吸附性能的关系，通过静态吸附实验探究初始pH、温度、初始质量浓度、离子强度等因素对吸附性能的影响，利用SEM、FT-IR等技术对KHBC吸附前后的物理化学结构进行表征，建立活化工艺–软木活性炭孔隙结构–吸附性能间的相关关系。结果表明，活化温度和KHC2O4添加比例的提高对比表面积和总孔体积有积极影响，并促进2～5 nm介孔的形成。比表面积和总孔体积与吸附TC容量间呈较强的线性关系，R2分别为0.985 2、0.958，2～5 nm介孔容积与TC吸附容量的R2为0.838 8。当活化温度为900 ℃、活化剂添加比例为5∶1时，得到的KHBC5-900比表面积高达2 447 m2/g，2～5 nm的介孔明显增多，对水体中TC的吸附效果最好，其呈现微孔–介孔的孔径结构，在45 ℃时吸附量高达1 113.45 mg/g，25 ℃时吸附量高达961.54 mg/g，5 min即可达吸附总量的85%，1 h可达吸附平衡，是未活化BC-900吸附量 (21.25 mg/g) 的46倍。且吸附能力几乎不受环境pH和离子强度的影响。KHBC5-900对TC的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，吸附过程是自发和吸热的，吸附机理表明，孔隙填充是主要的吸附机制，同时存在π-π相互作用和氢键相互作用。

来源：2024年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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