氧化鐵改性活性炭的制備
為了將氧化鐵嵌入到活性炭的無定形基質(zhì)中，可以使這種納米復(fù)合材料具有增強的性能。強化后的活性炭可能實現(xiàn)更有效的水和氣處理過程，但也可能與其他應(yīng)用相關(guān)。在這里，我們證明這種具有牢固嵌入的納米顆粒的復(fù)合材料可以從生物質(zhì)兩步法制備。首先用鐵催化劑對含炭纖維材料進行水熱處理，然后用鐵催化劑轉(zhuǎn)化成含鐵的聚合物。這種富含碳的聚合物，水熱炭化(HTC)物質(zhì)在CO2流中在600-800℃的溫度下被順序活化成活性炭。
用一系列工具分析活化前體(HTC生物質(zhì))，以進一步說明前體的組成和分子構(gòu)型如何與活性炭的性質(zhì)相關(guān)。使用元素分析，X射線光電子能譜和固態(tài)13C核磁共振(NMR)光譜。確保活性炭原材料具有高度濃縮的分子結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的活性炭具有大部分的介孔?；钚蕴康漠a(chǎn)率為13-30重量%和它們顯示的300-1000米比表面積2/g以下。除了分子結(jié)構(gòu)的依賴性之外，活性炭的性質(zhì)還取決于使用的工藝參數(shù)(如流速和溫度)。
透射電子顯微鏡(TEM)和電子層析成像(ET)用于表明氧化鐵納米粒子牢固地嵌入活性炭中。X射線衍射顯示良好結(jié)晶的Fe3O4。ET顯示嵌入的，良好分散的和結(jié)晶的20-40nm納米顆粒。磁化曲線顯示由馬糞制成的活性炭和氧化鐵納米復(fù)合材料中的鐵磁性。堅固嵌入的氧化鐵和使用生物廢料可以實現(xiàn)具有增強性能的低成本制造磁性活性炭。
氧化鐵活性炭能做什么
氧化鐵對吸附Cr元素的效果很好，對治理重度Cr污染的水質(zhì)有著很好的處理效果，一般用于特定的工廠排污處理。吸附效果首次吸附能達到98%以上，經(jīng)過再活化后可以有20%左右的性能下降，處理污染物時應(yīng)當(dāng)有周期性的檢測污染物濃度，以達到最好的處理效果，要注意的是活性炭的吸附效果不上永久的，當(dāng)活性炭吸附的污染物濃度達到飽和的時候就是需要換活性炭的時候。
本文作者：董帝豪
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