四种木材基纤维状活性炭的制备及其对甲醛吸附性能的研究

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本文选择内蒙古地区价格低廉、来源广泛的沙柳、新疆杨、杏木和家榆4种木材,采用前期最佳工艺制备纤维状活性炭,除沙柳外其余3种木材对其吸附甲醛最佳活化温度进行探讨。甲醛吸附试验采用自改装环境箱对4种木材纤维状活性炭(Fiborous Activated carbon,FAC)进行自然吸附和强制吸附性能研究,通过木材主要化学成分、绝干密度和孔结构对4种木材纤维状活性炭吸附甲醛性能进行分析,得出初期试验结论,最后选择符合初期结论的树种进行验证试验,结果表明:1.不同产地沙柳主要化学成分存在差异,库不齐沙漠沙柳和毛乌素沙地沙柳纤维素含量分别为40.75%、43.16%,木质素含量分别为25.85%、26.05%,半纤维素分别为32.17%、31.17%;新疆杨、杏木、家榆的纤维素含量分别为45.2%、40.65%、41.35%,木质素含量分别为22.82%、21.69%、21.96%,半纤维素含量分别为31.85%、31%、32.11%;库不齐沙漠沙柳和毛乌素沙地沙柳的绝干密度分别为0.562g/cm3、0.589g/cm3,新疆杨的绝干密度最低为0.376g/cm3,家榆的绝干密度为0.469g/cm3,杏木绝干密度最高为0.764g/cm3。2.活化温度对FAC的比表面积和孔容影响较大,对最小孔径几乎没有影响。以磷酸氢二铵为活化剂活化制备出的FAC最小孔径为0.7nm左右,其氮气吸附/脱附等温线均属于于I型等温线,均是以微孔为主的FAC,且这些样品的微孔孔径分布主要分布于 1~2nm,中孔主要分布于2~4nm,大孔基本不存在。3.本文吸附甲醛性能由好到差的树种顺序为:杏木、家榆、沙柳、新疆杨;对4种木材的研究发现,绝干密度在0~0.80g/cm3的木材,当木材密度大于0.50g/cm3时,制备纤维状活性炭吸附甲醛的最佳活化温度为800℃,当木材密度小于0.50g/cm3时,制备纤维状活性炭吸附甲醛的最佳活化温度为700℃;通过孔结构对吸附性能的分析,FAC吸附甲醛性能由最可几孔直径、微孔比表面积和微孔容积共同决定;自然吸附性能优于强制吸附。
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