论文部分内容阅读
随着经济的发展、人们对生活品位的追求及纺织工业的迅猛发展,产生了大量的废旧纺织品。目前废旧纺织品大多被填埋和焚烧,不仅造成了资源的浪费还污染环境。本文提出了废旧棉纺织品的回收利用新途径,即化学活化法制备废旧棉纺织品活性炭材料。本文采用K2CO3活化剂制备废旧棉纺织品活性炭,探究炭化、活化工艺条件,并通过SEM、BET、FTIR、XRD等手段对废旧棉纺织品和制备的活性炭材料进行表征分析。废旧棉纺织品活性炭的最佳炭化工艺条件为:炭化温度300℃、升温速率4℃/min、炭化时间50min,在此炭化条件下制备的活性炭样品的碘吸附值是1415.27mg/g,得率是26.13%;通过炭化后,部分棉纤维断裂,其表层形状有利于活化剂浸渍附着;炭化料已经初步形成紧密的碳骨架结构,表面含有多种官能团。废旧棉纺织品活性炭的活化过程中工艺因素对样品的影响规律是,随着活化温度的升高、浸渍比的增大、浸渍时间与活化时间的延长,碘吸附值呈现出先增大后减小的变化趋势,得率逐渐减小,而随着升温速率的增大,碘吸附值呈现先减小后增大的趋势,得率不断下降;P-B实验筛选出活化中主要工艺因素:活化温度、浸渍比、活化时间;CCD设计建立样品碘吸附值和得率的方程模型,通过方程模型优化后,得到活化最佳工艺条件:活化温度为820.24℃、浸渍比为0.96:1、活化时间为1.56h、升温速率5℃/min、浸渍时间24h,在此条件下,碘吸附值和得率预测值分别为1460.51mg/g和15.9%,结合实验室条件,进行模型验证实验,得到碘吸附值和得率实测值分别为1513.7mg/g和15.02%,与预测值误差为3.51%和5.5%。废旧棉纺织品活性炭的C含量可达93.45%;仍保留棉纤维的中腔结构,并伴随着不同程度的扭曲变形,其外表面分布着大量呈椭圆型的孔隙;活性炭的比表面积达1624.79m2/g,平均孔径为2.57nm,微孔体积占总孔体积的68.3%,是微孔型活性炭;其表面基团含量少,出现无定型石墨微晶结构。