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茶叶不仅具有高度发达的孔隙结构,而且含有丰富的有机及无机化学成分。其中经分离和鉴定的有机化合物达450种以上,无机矿物质15种以上。茶叶中的生物碱、茶多酚、氨基酸等有机物具有清除有机污染气体的功效。活性炭是一种具有良好吸附有机污染气体能力的材料,具备以下优点:化学性质稳定、耐酸、碱;发达孔隙结构、巨大比表面积、特殊表面官能团、独特微晶结构、高机械强度,并且吸、脱附速度快,可再生。本文以乌龙茶茶梗、活性炭为原料,以甲醛、氨、苯为有害气体,采用响应面法、正交设计法和助吸附剂(柠檬酸、硫酸亚铁、硫酸铜、磺化酞菁钴),分别制备了功能性甲醛吸附材料、功能性氨吸附材料、功能性苯吸附材料。首先,依据响应面法原理,使用Design-Expert软件的Box-Behnken Design(BBD)模式建立试验数学模型,对制备功能性吸附材料的有关影响因素进行试验优化设计,并进行试验验证分析。结果表明:对于响应面法制备功能性甲醛吸附材料,甲醛吸附值模型的预测值与试验真实值之间的相关性为74.63%。49.26%的响应值变化可以由该模型解释,说明模型的拟合程度良好。通过分析得出的最佳制备工艺参数为:活性炭含量为27.4%,柠檬酸含量为4.4%,硫酸亚铁含量为5.6%,磺化酞菁钴含量为1.00%,茶梗粉含量为61.6%。在修正条件下对实验结果进行验证实验,得到功能性甲醛吸附材料的甲醛吸附值279.32mg/g。其次,对于响应面法制备功能性氨吸附材料,氨吸附值模型的预测值与试验真实值之间的相关性为72.42%。44.85%的响应值变化能够由该模型解释,说明模型的拟合程度良好。通过计算得出的最佳制备工艺参数为:活性炭含量为39.7%,柠檬酸含量为4.5%,硫酸亚铁含量为7.7%,硫酸铜含量为1.2%,茶梗粉含量为46.9%。在修正条件下对实验结果进行验证实验,得到功能性氨材料的氨吸附值379.32mg/g。第三,采用正交设计法制备的功能性苯吸附材料,得出的最佳配方为:活性炭含量为80%,硫酸亚铁含量为4%,柠檬酸含量为0%,茶梗粉含量为16%,苯吸附值为315mg/g。另一方面,对制备的功能性吸附材料进行表征具体有扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、比表面积及孔隙分析仪等,结果表明功能性吸附材料样品具有许多发达的、孔径不一的孔隙结构,孔径分布较宽,孔的形状包括圆型、裂缝型及不规则型等;各个样品中除活性炭和茶梗均具有丰富的羟基、羰基及内酯基等官能团外,添加的柠檬酸等助剂大大增加了上述官能团的数量;各个样品的吸附等温线均属于Ⅳ型吸附等温线,主要表现为中孔吸附,并且中孔的大小为2~20nm。