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【研究】活性炭的特性去除硫颗粒对烟雾的影响

发布日期:2018-11-12 09:41 来源:活性炭网 作者:活性炭网 浏览数:

可能引起疾病的硫磺颗粒是烟雾的主要粉末。 而活性炭具有很强的吸附特性。 因此,五种硫颗粒被活性炭吸附并通过FT-IR分析。 最佳吸附时间为Na 2 SO 3 120 min,Na 2 S 2 O 8 120 min,Na 2 S

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1.简介

硫磺粉,常温下为固体,主要来自天然气,石油和天然硫磺矿的开采。反应性硫一般来说,它可以燃烧成二氧化硫,与氧化剂混合可能会爆炸,可以与碱金属反应(Zhang et al。,2010)。半个多世纪以来,人们就已经知道高水平空气污染物与人类疾病之间存在关联。空气污染由化合物的非均相混合物组成,包括臭氧(O 3),一氧化(CO),二氧化硫(SO 2),氮氧化物(NO x),液体和颗粒物质(PM)。大量的流行病学证据表明空气污染,特别是二氧化硫(SO 2)和PM,作为对人类健康产生严重后果的主要风险因素(Ahmadpour和Do,1996Chandra等,2009Jumasiah等,2005)。对PM特别感兴趣的是直径为10μm(PM 10的颗粒,因为它们是最终进入肺部的PM,这可能使人过敏和生病。在全球范围内,2013年接受结核病治疗的人数从1995年的DOTS(直接观察治疗,短程)计划中的100万人增加到540万(Yuan等,2004)。硫磺粉和二氧化硫(SO 2)经常漂浮在空气中。如果这是在体内吸入,它可能会导致疾病。

活性炭可以使用几乎任何类型的材料,如木材(Zhang et al。,2010),锯末,煤炭Ding et al。,2002),贝壳(Yu et al。,2005),水果的石头,甘蔗渣,废油,废塑料(Peng等,2014a),纸和皮革废料(Peng等,2013a),废轮胎,城市垃圾等(Xiao et al。,2013)。活性炭具有高度发达的多孔结构和巨大的比表面积(Peng et al。,2013b),良好的化学稳定性和热稳定性,高机械强度和表面含有多种含氧官能团(Wang et al。,2013 ; Peng等,2013c)。更重要的是,含有钾,钙和其他矿物质的活性炭可以吸附和过滤提取物,油,硫基化合物等物质(Liu et al。,2008Zhang et al。,2008Ling et al 。,1999Bautista-Toledo等,1994)。因此,活性炭具有很强的吸附性,同时可以制成高分散的催化剂负载体系,并作为参与反应的还原剂,降低反应温度(Wang et al。,2009)。活性炭吸附法简单,无二次污染,可以很好地吸附空气中的硫化物(Lin et al.2015 ; Peng et al。,2014bPeng et al。,2015Sun et al。,2014Wang et al。,2009)这对人们的健康有益。为了确定最佳吸附条件和活性炭的固有变化,五种化学物质被活性炭吸附,并通过FT-IR分析。

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2。材料和方法

2.1。物料

活性炭,Na 2 SO 3,Na 2 S 2 O 8,Na 2 SO 4,Fe 2(SO 43和S购自市场。

2.2。方法

将五种药物粉末分别称重至25g。将这些粉末和4g活性炭分别放入密闭容器中。将其分别置于密闭容器中20分钟,40分钟,60分钟,80分钟,100分钟和120分钟。分别除去每种活性炭,干燥,称重。

FT-IR光谱:使用如前所述的Thermo Scientific Nicolet iN10 FT-IR显微镜获得上述样品的FT-IR光谱(Lin等人,2015; Peng等人,2014bPeng等人,2015Sun等人,2014Wang等人,2009)。

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3.结果和分析

基于上述试验,获得吸附结果并列于表1中

表格1

吸附结果。

吸附时间[分钟] 20 40 60 80 100 120
Na 2 SO 3 5.01 9.23 9.68 11.9 11.9 16.3
Na 2 S 2 O 8 5.94 6.93 12.4 17 15.3 17.7
Na 2 SO 4 5.99 4.24 5.99 6.48 7.54 15
Fe 2(SO 43 7.21 6.27 8.93 12.1 13.3 16.8
小号 9.5 10.2 11.6 13.6 16.8 19.5

3.1。SC效果

根据表1,Na 2 SO 3的吸附容量为5.01g / 100g,9.23g / 100g,9.68g / 100g,11.9g / 100g,11.9g / 100g,16.3g / 100g; Na 2 S 2 O 8的吸附容量为5.94g / 100g,6.93g / 100g,12.4g / 100g,17g / 100g,15.3g / 100g,17.7g / 100g; Na 2 SO 4的吸附容量为5.99g / 100g,4.24g / 100g,5.99g / 100g,6.48g / 100g,7.54g / 100g,15g / 100g; Fe 2(SO 43吸附容量为7.21克/ 100克,6.27克/ 100克,8.93克/ 100克,12.1克/ 100克,13.3克/ 100克,16.8克/ 100克; S的吸附容量为9.5g / 100g,10.2g / 100g,11.6g / 100g,13.6g / 100g,16.8g / 100g,19.5g / 100g,吸附时间为20min,40min,60分别为min,80 min,100 min和120 min。结果表明,吸附容量在规律性差异上发生了变化。这可能是因为快速搅拌导致活性炭表面上的少量五种药物粉末。最佳吸附时间为Na 2 SO 3 120 min,Na 2 S 2 O 8 120 min,Na 2 SO 4 120 min,Fe 2 O 120 (SO 2)4S的3和120分钟(表2)。

表2

吸附Na 2 SO 3,Na 2 S 2 O 8,Na 2 SO 4,Fe 2(SO 43和S(%)时的活性炭组

峰值(cm -1 吸附时间(分钟)

20 40 60 80 100 120  
Na 2 SO 3 600 89.8 90.6 89.9 89.3 76.5 87.5 C-H
1110 90.4 89.0 85.2 87.3 74.8 87.7 C-O伸展
1390 90.6 89.6 89.3 89.1 78.1 89.3 CH 2弯曲
1630 86.8 86.7 86.2 86.6 75.1 86.2 O或C C.
2920 87.5 87.2 87.3 86.6 76.9 86.8 -C-H拉伸
3430 75.5 78.7 77.5 77.8 64.9 75.9 O-H拉伸
3740 89.2 88.0 87.7 89.3 75.7 90.4 2 O.
3850 89.4 88.7 88.6 89.6 76.5 90.3 S-S伸展

 
Na 2 S 2 O 8 600 76.0 91.3 89.9 90.4 87.5 83.7 C-H
1110 76.1 90.5 89.5 89.3 85.4 83.3 C-O伸展
1390 76.1 90.5 89.8 89.9 86.7 85.5 CH 2弯曲
1630 73.6 86.9 86.5 87.1 85.5 84.6 O或C C.
2920 72.9 87.1 88.3 87.6 87.6 87.2 -C-H拉伸
3430 63.6 75.7 74.8 75.9 79.9 77.3 O-H拉伸
3740 72.1 89.2 89.9 89.1 88.7 88.8 2 O.
3850 72.5 89.4 89.5 89.3 89.2 89.0 S-S伸展

 
Na 2 SO 4 600 91.9 88.0 94.1 75.6 70.5 80.7 C-H
1110 90.0 87.0 92.7 74.4 72.1 81.5 C-O伸展
1390 90.8 89.1 92.0 75.9 72.6 82.1 CH 2弯曲
1630 86.7 86.0 87.9 73.6 70.7 79.7 O或C C.
2920 87.3 85.4 88.0 73.5 72.4 81.4 -C-H拉伸
3430 75.2 75.0 77.2 64.4 65.1 72.4 O-H拉伸
3740 87.8 89.4 88.3 73.9 71.6 80.8 2 O.
3850 88.6 89.3 88.8 74.2 72.4 81.6 S-S伸展

 
Fe 2(SO 43 600 93.0 89.8 91.7 90.8 90.8 86.9 C-H
1110 91.1 88.6 90.3 90.0 89.6 86.2 C-O伸展
1390 91.6 90.1 91.0 90.2 91.4 88.8 CH 2弯曲
1630 87.5 86.1 88.0 86.8 87.5 86.1 O或C C.
2920 87.0 86.8 87.0 87.4 86.0 85.5 -C-H拉伸
3430 77.6 75.5 77.8 76.4 76.5 75.6 O-H拉伸
3740 87.5 88.0 89.8 89.6 89.5 90.1 2 O.
3850 88.3 88.7 89.6 89.6 89.6 89.9 S-S伸展

 
小号 600 90.4 87.5 83.3 89.8 88.9 91.7 C-H
1110 90.9 87.2 84.6 90.2 88.9 90.8 C-O伸展
1390 90.2 87.4 84.6 90.3 89.5 90.3 CH 2弯曲
1630 86.9 85.9 82.0 87.4 85.8 87.1 O或C C.
2920 88.0 88.0 82.8 88.4 87.0 88.0 -C-H拉伸
3430 77.2 80.4 73.4 77.5 73.7 78.1 O-H拉伸
3740 89.2 88.7 84.5 90.2 89.3 88.4 2 O.
3850 89.3 89.3 84.3 90.0 89.4 89.1 S-S伸展

3.2。FT-IR分析

记录FT-IR光谱,研究Na 2 SO 3,Na 2 S 2 O 8,Na 2 SO 4,Fe 2(SO 43S吸附过程中活性炭的官能团样品的光谱显示在图1图2图3图4图5中在吸附光谱中,S-S伸展,H 2 O伸展,O-H伸展,-C-H伸展,共轭C O伸展或C C伸展,CH 2弯曲,C-O伸缩振动和炔C-H弯曲振动在3850厘米观察-1,3740厘米-1,3430厘米-1,2920厘米-1,1630厘米-1,1390厘米-1,1110厘米-1和600厘米-1对于Na 2 SO 3的 FT-IR光谱,在3850 cm -1和3740 cm -1处的峰的透射率在120 min时达到最大值,在3430 cm -1和600 cm -1处的峰的透射率达到了最大40分钟,峰的在2920厘米透过率-1,1630厘米-1,1390 cm -1和1110 cm -1达到最大值20分钟。

 
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图1

吸附Na 2 SO 3时活性炭的FT-IR光谱

 
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图2

吸附Na 2 S 2 O 8时活性炭的FT-IR光谱

 
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图3

吸附Na 2 SO 4时活性炭的FT-IR光谱

 
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图4

吸附Fe 2(SO 43过程中活性炭的FT-IR光谱

 
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图5

吸附S期间活性炭的FT-IR光谱

的Na的FT-IR光谱2小号2 ö 8在3850厘米,峰的透射率-1,3740厘米-1和2920厘米-1实现的最大60分钟,峰的在3430厘米透过率-1实现的最大100分钟,峰的透射率在1630厘米-1在1390厘米实现的最大80分钟,峰的透射率-1,1110厘米-1和600厘米-1实现的最大40分钟。

的Na的FT-IR光谱2 SO 4,峰的在3850厘米透过率-1和3740厘米-1实现的最大40分钟,峰的透射率在3430厘米-1,2920厘米-1,1630厘米-1,1390厘米-1 1110厘米-1和600厘米-1实现的最大60分钟。

对于Fe 2(SO 43的 FT-IR光谱,在3850 cm -1和3740 cm -1处的峰的透射率达到最大值120分钟,峰值在3430 cm -1和1630 cm 处的透射率- 1获得的最大60分钟,峰的透射率在2920厘米-1在1390厘米实现的最大80分钟,峰的透射率-1,1110厘米-1和600厘米-1实现的最大20分钟。

在3850厘米S,峰的透射率的FT-IR光谱-1,3740厘米-1和2920厘米-1在3430厘米实现的最大80分钟,峰的透射率-1实现的最大为40分,所述峰中的1630厘米透过率-1,1390厘米-1和600厘米-1实现120分钟,峰的透射率最大在1110厘米-1实现的最大20分钟。

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4。结论

Na 2 SO 3,Na 2 S 2 O 8,Na 2 SO 4,Fe 2(SO 43和S的吸附容量对吸附时间分别为20 min,40 min,60 min分别为80分钟,100分钟和120分钟。最佳吸附时间为Na 2 SO 3 120分钟,Na 2 S 2 O 8120分钟,Na 2 SO 4 120分钟,Fe 2(SO 43 120分钟和S 2 120分钟。

FT-IR光谱显示活性炭具有八个特征吸收带。并且在S-S拉伸,H 2 O拉伸,O-H拉伸,-C-H拉伸,共轭C O拉伸或C C拉伸,CH 2弯曲,C-O拉伸和乙炔C-H弯曲振动观察到3850厘米-1,3740厘米-1,3430厘米-1,2920厘米-1,1630厘米-1,1390厘米-1,1110厘米-1和600厘米-1,分别。的Na的FT-IR光谱2 SO 3在2920厘米峰的透射率-1,1630厘米-1,1390 cm -1和1110 cm -1达到最大值20分钟。的Na的FT-IR光谱2小号2 Ó 8,峰的在3850厘米透过率-1,3740厘米-1和2920厘米-1实现的最大60分钟峰的透射率在1390厘米-1, 1110 cm -1和600 cm -1达到最大值40分钟。的Na的FT-IR光谱2 SO 4,峰的在3430厘米透过率-1,2920厘米-1,1630厘米-1,1390厘米-1,1110 cm -1和600 cm -1达到最大值60分钟。对于铁的FT-IR光谱2(SO 43,峰的在1390厘米透过率-1,1110厘米-1和600厘米-1实现的最大20分钟。在1630厘米S,峰的透射率的FT-IR光谱-1,1390厘米-1和600厘米-1实现的最大120分钟。在这些状态中,最大峰值的透射率的数量最大。


(责任编辑:活性炭网)
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