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活性炭電吸附去除氣態汙染物
银牛娱乐首页:韩研网络部 更新时间:2019-10-10 15:52:50

  施加電場以從氣流中分離顆粒通常被稱爲靜電沈澱,這是從工業排放物中去除顆粒物的廣泛采用的技術。靜電除塵器(ESP)基于帶電粒子和集電板之間的庫侖吸引。這給出了工作原理:放電電極爲粒子提供電荷,然後迫使它們通過電場。隨後,顆粒通過電場偏轉到收集電極。由于通過向ESP放電電極施加電勢差而形成電場,因此該電場的強度是ESP性能的關鍵因素。

  吸附過程是從流體流中去除汙染物的常規技術。許多吸附材料用于控制空氣汙染。例如,活性炭具有長期還原臭氧,選定的揮發性有機化合物(VOC)和其他汙染物的能力。在適當的介質上,吸附過程被認爲對低濃度的汙染物有效。然而,它們只是從氣相轉移到固相,而不是被破壞。

  我們研究了通過使用活性炭和不同的載體材料來將這種工藝與光催化工藝耦合以除去氮氧化物(NOx)和揮發性有機化合物(VOCs)的可能性。這種新型混合工藝的可行性和效率。並展示了如何通過向活性炭施加電場來增強間歇式反應器中氣態揮發性有機化合物(VOC)的去除,以及這種增強是如何實現的。與VOC特性和電場強度有關。本次的研究是應用電吸附作用去除氣態汙染物的綜合研究,並結合我們以前的實驗結構,對在此聯合過程中發生的相關現象進行了簡單的概述。

  活性炭電吸附效應

  電吸附效應包括向半導體氣體傳感器的敏感層施加外部電場,以改變其感應行爲。當負電分子接近薄金屬導體的表面時,自由電子從固體表面被吸引。重要的是,如果處理具有較少可用位移電荷的半導體(例如活性炭),則靜電吸引所涉及的層的厚度將較大,而電導率將較低。半導體電性能的這種變化是金屬氧化物(MOS)氣體傳感器的基本操作。如果將所述系統放置在電場之間,例如通過在兩個電極之間施加電壓來感應,該電場可能會迫使電子朝向(或遠離)(半)導體表面,從而降低(或增加)吸附某些氣態物種(圖1)。

  圖1:電吸附過程、電吸附效果示意圖。

  NO 2可以通过不同的机制吸附在活性炭表面:物理吸附,化学吸附和化学还原;但是,当NO 2吸附在碳质材料上时,就会释放出大量的NO。一旦吸附剂已经用超纯水浸出,就通过液相离子色谱法对吸附的物质进行分析和定量。在洗涤液中,发现了硝酸盐和亚硝酸盐。低浓度的臭氧可以被活性炭有效地去除,活性炭的臭氧化是一种修饰其表面官能团的技术。

  電吸附增強活性炭去除VOC

  未经处理和处理过的活性炭的SEM图片如图2所示。可以观察到,在7 kV的电场下施加3小时后,活性炭的表面粗糙度与之前相似。

  图2:在不同放大倍数下施加7 kV 3小时之前(a–c)和之后(d–f)的活性炭的扫描电子显微镜(SEM)图片。

  活性炭关于电场附增强吸附测试设备,由一个样品架组成,样品架放置在一个33厘米×33厘米×12厘米的带有硼硅酸盐玻璃壁的盒子内(图3)。风扇(位于偏转板后面)引起平行的空气通量到样品。在细的(直径为180 µm)钨丝电极(放电电极)上施加正电势,而相对电极(活性炭)通过两端的两个接地连接接地。

  圖3:反應器示意圖。

  如示于圖4一個外部電場到活性炭的應用提高了甲基乙基酮的去除。在電場測試中,在90分鍾後,關閉施加的電勢,並注意到甲基乙基酮濃度上升(圖4b)。對于水蒸氣濃度發現類似的行爲。

  圖4:(a)在不存在和存在電場的情況下,甲基乙基酮的濃度。(b)在先打開然後關閉電場的測試中,甲基乙基酮濃度。

  可以观察到,随着施加电势的增加,由于以下原因,不可能清楚地了解平衡(q e)处吸附的甲基乙基酮量的差异以及分配系数(PC)的变化。按照实验可变性的顺序,增加的实体为几个单位百分比。然而,如图4b所示,当关闭电场时,这种差异是可观的,并且对应于PC值提高了3.3%,这意味着吸附亲和力和吸附能力得到了提高。结合略微增加的吸附容量,可以发现传质系数的极大提高(K),在电场下将样品加倍。甲基乙基酮吸附物在平衡量,如果它被认为是在本复合体中的活性炭量为约44%。

  在這次研究中,非均勻電場已應用于吸附材料,以研究與目標氣態汙染物相比增強的吸附能力。在組合過程中可能發生的所有已考慮現象中,相互作用已分爲三類:電場/吸附性,電場/吸附性和電場/吸附性。在我們以前的工作中已經對第一組進行了評估,得出結論,取決于VOC特性,電場對吸附動力學有積極影響。結果表明,活性炭也受到電場的影響,特別是受到電暈區域産生的活性物質的影響。此外,離子風在吸附劑向活性炭活性部位的大量傳輸中起著重要作用,導致吸附的氣體量增加。在這方面突出顯示圖4b,一旦電場消失,就有可能認識到過程的可逆性和瞬時性。

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,淨水活性炭.

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