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在紙漿生產過程中，從制漿過程中裝載有機材料的廢水被排出。因此，在處理這些污水之前應進行水處理。處理黑液的傳統(tǒng)方法是通過熱處理來回收化學品，在處理過程中特別是堿性制漿，是非常困難的。為了克服處理此類廢物對環(huán)境影響和加強這種廢物的利用。使用這種流出物生產活性炭能省略廢水處理步驟和獲得許多工業(yè)所需的產品。在這方面，本文涉及評估黑液產生的活性炭的結構。
官能化材料，例如纖維素衍生物和活性炭已經在許多領域上應用，特別是對于螯合金屬和除去從廢水中的有機和無機污染物。活性炭可以從很多前體材料中生產，關于使用紙制漿過程的黑液，大多數方法是通過沉淀從黑液中分離木質素。在本文中，由制漿產生的黑液用于生產活性炭。此外，基于黑液生產的活性炭的性能將與之前生產的稻草和甘蔗渣紙漿纖維制成的活性炭進行比較。
黑液及其活性炭制造
研究了黑液產生的活性炭的效率，黑液這是由制漿過程產生的廢棄物。首先把廢水進行沉淀晾曬，將干燥的黑液使用磷酸活化，然后在不存在空氣的橫管狀熱解爐中450℃進行60分鐘炭化。接著用蒸餾水洗滌活性炭直至它們變?yōu)橹行圆⒃?05℃的烘箱中干燥，對得到的成品進行多方面的的測試。
黑液的元素分析
由制漿工藝中纖維產生的黑液中主要元素有C，N，H，O和S。這些內容與黑液的化學成分有關，黑液主要是脫木質素木質素，碳水化合物(主要是水解半纖維素)和制漿劑硫。從多種制漿工藝中了解，發(fā)現(xiàn)有些工藝中黑液中C含量較高，我們建議具有較高C含量的黑液便于制造活性炭。
制成活性炭的結構分析和表面的紋理
圖1顯示了活性炭在-196℃的氮氣吸附等溫線和孔徑分布及其紋理特征。從看到的圖1中，活性炭的吸附等溫線在很大程度上受到制漿工藝的類型的影響。但是使用蘇打制漿黑液作為前體從活性炭獲得的等溫線遵循I型吸附等溫線。活性炭的氮吸收在非常低的相對壓力下略微增加，隨后在平臺形式中略微吸附增加，相對壓力增加至1，表明存在微孔性。但是，來自亞硫酸鹽的中性亞硫酸鹽制漿的活性炭的等溫線提供了I型和II型的吸附等溫線，這反映在碳結構中存在一些中孔。
圖1：氮在各種活性炭上的吸附等溫線。
對于SEM研究的情況，活性炭的形態(tài)顯示出不均勻和粗糙的表面(圖2)。在放大倍數為40000時，可以看出表面被硅磷酸鹽晶體覆蓋。來自稻草的蘇打制漿黑液的活性炭具有較高的硅磷酸鹽晶體。然而，使用中性亞硫酸鹽制漿黑液的活性炭中只有較低的晶體。
圖2：幾種黑液制成的活性炭SEM。
FTIR光譜和SEM在表面功能基團并根據該制漿工藝的研究基于活性炭的形態(tài)學的變化在圖2示出。關于FT-IR光譜(圖3a，b)，很明顯活性炭的表面具有強帶，其分配為酚木質素，羧酸或吸附水的OH伸縮。因為蘇打制漿導致從原料中更高的二氧化硅去除，并且因此黑液中的二氧化硅含量更高。發(fā)現(xiàn)不同官能團為特征的活性炭表面已準備好進行吸附過程。
圖3：兩種不同原料制成活性炭的FTIR分析。
在本研究中，采用了一種新方法來增強使用制漿工藝中生產的黑液。使用這些副產物作為活性炭生產的前體將保護環(huán)境免于處理這些流出物。通過三次制漿過程制漿，估算農業(yè)制漿過程的選擇性，即蘇打，亞硫酸鹽和中性亞硫酸鹽，并評估活性炭生產中產生的黑液副產物。制漿過程的變化伴隨著原料中纖維中脫木素和半纖維素的變化，因此，使用磷酸作為化學活化劑對產生活性炭的黑液成分和多孔結構產生深遠的影響。
文章標簽：椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.推薦資訊
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