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活性碳纤维吸附甲苯废气吸附等温方程的研究

时间:2007-12-19      阅读:1668

活性碳纤维吸附甲苯废气吸附等温方程的研究
     用活性碳纤维(activated carbon fibers,ACFs)吸附有机废气是当今世界上*的技术之一。ACFs是2O世纪7O年代发展起来的一种新型、 多功能吸附材料。是继粉状活性炭和粒状活性碳(GAC)之后的第3代产品。ACFs是有机纤维经高温碳化活化制备而成的一种多孔性纤维状吸附材料,比表面积大(可高达2600 m /g),孑L径分布窄,微孔容积可达1.23 cm /g,所以活性碳纤维具有比GAC更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能¨ 。在液相、气相中对有机物和阴、阳离子吸附效率高,吸、脱附速度快,可再生循环使用,同时耐酸、碱,耐高温,适应性强,导电性和化学稳定性好,且可加工成任何形状,具有广阔的应用前景。所以ACFs是一种比较理想的环保材料 。活性炭纤维按原料主要分为粘胶基碳纤维
(rayon based CF)、聚丙烯腈基碳纤维(PAN basedcF)和沥青基碳纤维(pitch based CF),还有新发展起来的气相生长碳纤维(VGCF)等。粘胶基活性碳纤维(VACF)是zui早研制成功,目前工业化生产和应用zui广的活性碳纤维。粘胶基碳纤维的结构和性能有其固有的某些特性,其对各种有机蒸汽有良好的吸附性能。
  由实验结果可以看出,在286 K时实验结果与3个方程吻合较好,其中D-R方程吻合,其次是Langmuir方程,而与Freundlich方程相差zui大。在296 K和329 K时,实验结果与Langmuir方程吻合,其次是D—R方程,与Freundlich方程相差zui大。由相关系数可知,3个方程在各种条件下均可用来估算平衡吸附量,但Langmuir方程适用面更广。由表1数据也可知,低温时D-R方程与实验结果的偏差zui小,而表1的浓度范围是很大的(从5O一1200 rag/m )。这可能是Langmuir方程得出的前提是假设吸附是单分子层,而当浓度还很低时,吸附可能几乎是单分子层的,但随着浓度的增大,单分子层吸附的假设不再成立,实验结果与Langmuir产生了相对较大的偏差,而与D.R方程吻合得更好。
结 论
  甲苯废气的吸附等温线为优惠的平衡曲线,是典型的Langmuir型。当气体中吸附质分压很低时,吸附剂的吸附量
仍很高,可以保证痕量物质的脱除。在较宽的温度和浓度范围内,用Langmuir方程估算VACFs吸附甲苯的平衡吸附量,其误差相对较小。但随着温度的降低和浓度的增加,用D.R方程计算平衡吸附量更为准确。
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