活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　活性炭吸附处理溢油，使用环保的磁性活性炭纳米混合液来进行。

　　石油钻探，包括油轮在内的事故，海上石油勘探和生产都可能会污染海岸线和海上水域。这些漏油会对海水，动物群和自然植物群产生有害影响。因此，开发用于处理溢油在水上的新技术是一个重要的问题。虽然可以使用物理，化学和生物过程来去除油。这些方法涉及分散剂，脱脂剂和吸附剂。并且大多数方法处理效果不是很好而且花费还高。这次我们研究使用活性炭吸附剂用过载入带磁性材料合成磁性活性炭纳米混合液，从而通过外部磁场轻松分离溢油。

　　溢油处理过程中的吸附技术

　　使用分批技术研究了溢油的吸附。首先，对原材料进行了实验程序，以研究它们在模拟条件下的吸油亲和力和吸水率。然后，使用碱性或酸性改性工艺对其进行化学改性。在化学改性过程之后或在碳化和磁化过程之后，对生产的粉末状活性炭进行测试，以确定其在漏油过程之后的吸油能力和吸水率。比较了所有制备材料的溢油吸附特性，以确定记录了高吸油亲和力和低吸水率的好用材料。

　　通过以下以下步骤在模拟的野外条件(动态测试)下确定溢油的吸附亲和力：(1)将500 ml的人造海水(3.5%NaCl)放入一升的玻璃烧杯(池)中。(2)向烧杯中加入一定量的油(40ml)，以产生5.00mm的浮油。(3)使用恒温水浴将浴温度保持恒定在25±1℃。(4)将活性炭材料的比重放在聚丙烯垫上。(5)在一定的摇动时间之后，然后用网除去润湿的活性炭材料，并在烧杯上沥干5分钟。(6)确定样品重量并计算吸油亲和力。(7)将样品和残留在表玻璃中的任何残留物转移至活塞以提取油。(8)的水含量是由离心分离机技术测定。(9)确定被原材料或制备的活性炭材料吸收的油量。该测试在模拟现场条件并研究所制备活性炭的亲油性和疏水性。

　　活性炭形态表征(SEM)

　　使用SEM比较了原材料，活性炭和磁性活性炭产物的形态结构，以确定活化和磁化过程后产生的变化。SEM检查(图1)揭示了磁性活性炭的表面形态不同于其天然水葫芦原料和活性炭的母体，后者表现出较宽的层积和多孔结构。经过碳化和磁化过程，纤维聚集并缩短了包含大量纤维的束，并出现了一些碳纤维堆积。由于原材料的碳化过程引起的多样性，活性炭的孔区域在天然纤维中包含较小的孔，无论该纤维束中的孔变大。此外，它的观察到，制备活性炭的外表面上达到大的孔。

　　图1：表面成像的SEM显微照片(a)拍摄了原材料一，(b)原材料二，(c)制备的活性炭，(d)固定磁铁矿的活性炭。

　　活性炭对处理溢油的影响因素

　　油膜厚度的影响(初始油浓度)在溢油的情况下，清除的废油的初始浓度用初始油膜厚度表示，然后可以通过使用全部污染溶液(水和油)将其转换为浓度。由于缺乏初始的高油浓度所需要的活性炭面积，因此即时油的吸附有所减少。这可能归因于对磁性活性炭的油表面吸附的改善，这显着增加了油团聚到磁性活性炭颗粒上的油，从而阻碍了油吸附过程。但是，初始油浓度的增加与吸附亲和力的增加有关。初始油浓度在吸附中对活性炭的亲和力起重要作用，可以通过减少废溶液中的油的吸收阻力来恢复油吸附的这种增强。

　　混合速率是吸油现象中的重要因素，在那里，它对本体溶液中的油分布和外边界膜的建立都具有深远的影响。在搅拌速度为0–250 rpm的范围内，研究了混合速率对除油百分率和油在制备的活性炭上的吸附亲和力的影响。由于在活性炭表面上稳定的膜形成，这种除油和吸收亲和力的下降可以返回到油分子的解吸趋势的增加。油的解吸过程的这种倾向可以返回到需要更多能量输入的高搅拌速率，这产生了高剪切力，该高剪切力打破了油分子与活性炭之间的键。因此，以105rpm的混合速率足以证实表面上所有可用的磁性活性炭结合位点都对油吸附具有活性。

　　使用磁性活性炭清理漏油污染的废水。测试发现，油吸附以单层形式存在于活性炭上，同时在活性炭材料表面上存在一些油吸附异质性或通过它的孔隙。活性炭处理溢油过程的主要机理是物理吸附，包括油与制备的磁性活性炭之间的范德华力。因此，可以认为是油吸附以单层形式存在于活性炭上，同时在活性炭材料表面或通过其孔具有一定的油吸附异质性。

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