粉末活性炭孔隙结构和表面化学性质对吸附SO-2的影响

环境工程2014年第32卷增刊粉末活性炭孔隙结构和表面化学性质对吸附SO2的影响*李兵1，3薛建明1许月阳1王宏亮1马春元2陈建民3(1.国电科学技术研究院(国电环境保护研究院)，南京210031;2.山东大学燃煤污染物减排国家工程实验室，济南250061;3.山东大学环境科学与工程学院，济南250100)摘要:采用5种粉末活性炭，在固定床实验台上研究SO2在活性炭上的吸附过程。通过N2吸附、元素分析、Boehm滴定、热重分析、傅立叶红外光谱表征活性炭的孔隙结构和表面化学性质，研究活性炭物理化学性质对吸附SO2的影响。结果表明:由于活性炭的原料和活化方法不同，活性炭具有不同的孔隙结构和表面化学性质，呈现不同的吸附SO2的过程。关联了SO2饱和吸附量和活性炭性质之间的关系，发现SO2吸附量与活性炭的比表面积、孔隙容积之间没有明确的关系;SO2吸附量随着微孔孔径的降低而增加、随着表面碱性官能团数量的增加而增加。粉末活性炭的微孔孔径和表面化学性质共同影响着SO2的吸附。关键词:粉末活性炭;SO2;吸附动力学;表面性质EFFECTOFPOＲESTＲUCTUＲEANDSUＲFACECHEMISTＲYOFPOWDEＲACTIVATEDCAＲBONONSO2ADSOＲPTIONLiBing1，3XueJianming1XuYueyang1WangHongliang1MaChunyuan2ChenJianmin3(1.GuodianScienceandTechnologyＲesearchInstitute(StatePowerEnvironmentalProtectionＲesearchInstitute)，Nanjing210031，China;2.NationalEngineeringLaboratoryforCoal－firedPollutantsEmissionＲeduction，ShandongUniversity，Jinan250061，China;3.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，ShandongUniversity，Jinan250100，China)Abstract:FivekindsofpowderactivatedcarbonswereusedtoinvestigateSO2adsorptioninafixedbedreactor．ThephysicochemicalpropertieswerecharacterizedbyN2adsorptionisotherm，elementalanalysis，Boehmtitration，ther-mogravimetricanalysisandFT－IＲspectroscopy．Theeffectsofporestructureandsurfacechemistryofpowderactiva-tedcarbononSO2adsorptionwerediscussed．Theresultsshowthattheactivatedcarbonshavedifferentporestructureandsurfacechemicalpropertiesbecauseofthedifferentprecursorandactivationmethod，andpresentdifferenttimecourseofSO2adsorption．SO2adsorptioniscorrelatedwiththepropertiesofactivatedcarbon．SO2adsorptioncapacityisindependentofspecificsurfaceareaandporevolumeandincreaseswithmicroporewidthdecreasing，whichisin-creasedwiththeincreaseintheamountsofsurfacebasicfunctionalgroups．Themicroporewidthandsurfacechemis-tryofpowderactivatedcarboninfluenceSO2adsorption．Keywords:powderactivatedcarbon;SO2;adsorptionkinetics;surfaceproperties*国家高技术研究发展计划(863计划)(2013AA065401)。0引言燃煤电站锅炉烟气排放出大量的SO2，造成了酸雨等全球性大气公害，为了控制SO2的排放，烟气脱硫技术已在国内外得到了广泛的应用，在各种烟气脱硫技术中，石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术成熟，但存在耗水量大、生成的固体脱硫产物易造成二次污染的缺点;而