【摘 要】
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用不同孔径及化学性质的活性炭对尼古丁水溶液进行吸附研究.以杉木屑为原料,分别用氯化锌化学活化法和水蒸气物理活化法制备活性炭,并分别命名为AC-Z和AC-H.同时选用椰壳基商
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用不同孔径及化学性质的活性炭对尼古丁水溶液进行吸附研究.以杉木屑为原料,分别用氯化锌化学活化法和水蒸气物理活化法制备活性炭,并分别命名为AC-Z和AC-H.同时选用椰壳基商品活性炭作为对比吸附剂,命名为AC-C.采用比表面积孔径测定分析仪及Boehm滴定法对活性炭进行表征,分别测定其比表面积、孔径分布和表面官能团含量.吸附实验主要考虑吸附时间、温度和尼古丁溶液的初始浓度三个因素,实验数据分析结果表明微孔有利于物理吸附的进行,而表面酸性官能团及金属原子作为吸附活性位的作用更加重要.由改变温度对各样品的吸附量影响也能说明活性位在吸附中的作用.AC-Z拥有较多的活性位,温度变化时尼古丁的吸附量先升高后减小,这主要是由于适合的温度能加快尼古丁分子的离解并促使其与活性位相结合,而过高的温度会造成尼古丁分子动能增加,导致分子间碰撞的机率和强度增大,使吸附在活性炭表面的尼古丁分子脱落.AC-H和AC-C由较多的微孔和不同程度的活性位组成,优先发生物理吸附,并且伴随发生吸附剂表面分了团簇现象,其吸附趋势与AC-Z相反.动力学研究表明活性炭对尼古丁的吸附反应非常迅速,并且符合准二阶动力学程模型.各热力学参数AG~0,△H~0和△S~0的计算结果表明吸附剂对尼古丁的吸附为吸热和自发性过程.AC-Z和AC-H的△H~0值远低于AC-C,说明吸附剂表面的活性位对尼古丁分子有强烈的吸引作用,所以吸附相同数量吸附质分子所需的吸附热更小,这也说明了活性位在吸附过程中发生作用.
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