活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　通过活性炭涂层电极同时去除粉尘，目前了解的在空气环境中除颗粒物以外，还有各种污染物，如二氧化氮，一氧化碳，二氧化碳，碳氢化合物，硫氧化物，臭氧等。这些问题的主要来源于车辆废气。这些污染物是对身体有危害的。

　　此外，静电除尘技术是指主要用于上述空气污染物处理颗粒物的空气污染防治设施，其中包括使用静电除尘技术。基于重力的集尘技术可以使用重力捕捉灰尘。尽管不适于除去较小的颗粒，但是以低的操作成本除去较大的颗粒显示出良好的效率。与其他技术(如过滤除尘，重力除尘和离心除尘)相比，静电除尘技术即使对于直径较小的粉尘也显示出更高的集尘效率。但有缺点： 灰尘收集需要高能量，并且独立使用静电系统难以除去气体物质。此外，它产生可产生被称为有害气体物质的氮氧化物的电晕放电[。为了规避这个缺点，已经开发了湿式静电除尘技术，但也有清洁水珠，集尘板上的干斑形成，清洁水处理废水等问题 。

　　本文介绍了使用活性炭(AC)涂层电极的集尘系统。活性炭的特征在于具有大的内部比表面积和高效吸收能力的活性炭，其由于其多孔性的优点，活性炭被广泛的使用吸收污染物。由于其高比表面积，基于双电层电容器(EDLC)的使用已有许多研究。EDLC是指在固体电极和电解质之间产生的电双层中积累的电荷的装置。虽然其能量密度低于电池的能量密度，但是快速充电和放电可以产生优异的功率密度特性来加载即时电力。据认为，使用活性炭具有高密度电荷的电极可以实现期望的集尘效率，而没有任何电晕放电，从而耐受有效的能量使用，同时防止氮氧化物的产生。

　　考虑到活性炭吸收空气中污染物的特性，其在静电除尘过程中作为电极的使用被认为非常适合于集尘和通过单一工艺去除气态物质。此外，通过引入重力装置来补充由于没有电晕放电而导致的集尘效率的降低。将活性炭材料涂层电极引入静电除尘过程中，以确定除尘效率和除去气态物质。为此，通过将活性炭涂覆到作为导体的铝板上制造电极。然后，基于各种电压和不同数量的板的条件，确定了活性炭涂层电极的消除电阻和集尘效率。

　　活性炭涂层的制备

　　由于活性炭中含有大量的金属离子，当电流施加到活性炭涂层电极时，可能会发生电阻。活性炭的预处理以防止电阻，通过用酸溶液洗涤以除去存在的任何金属离子。活性炭用100℃的沸水洗涤，然后用沸腾的盐酸溶液(0.1N)洗涤3次。用酸处理后，再用蒸馏水洗涤并干燥。取酸洗上清液，通过电感耦合等离子体(ICP)分析鉴定金属离子含量。

　　活性炭平板电极用涂料包括活性炭，黑碳和聚醋酸乙烯酯(PVAc)。将酸处理的活性炭与黑碳混合以降低电阻，然后加入PVAc以支撑电极表面上的涂层。活性炭，黑碳和PVAc的混合比例来自以前的研究。为了确保在电极表面上均匀涂覆并防止其去除，将甲醇注入到活性炭混合物中。通过试验评估甲醇注入量，使其溶解三种材料，并且对涂布程序没有负面影响。在以最佳组成比构成活性炭板后，测量并比较预处理的活性炭和活性炭作为电极的内部比表面积。

　　活性炭集尘性能测试结果

　　当引入活性炭涂层电极，补充现有的静电除尘技术。通过活性炭预处理除去金属离子，比表面积得到提高。确定活性炭，黑碳，PVAc和甲醇对活性炭平板电极涂层材料的最佳混合比例，然后制作电极。用制造的电极进行气体除去和集尘的实验。在间歇式气体去除实验中，在最初10秒内轻易地除去高浓度的NH3和H 2S气体。反应速率下降速度，随着时间的推移逐渐降低。从集尘研究中，确认在较高电压(10kV而不是5kV)的条件下进行集尘是有利的，并且当施加更多数量的电极时，集尘效率变高。高达90%的除尘达到了，具有高进水粉尘浓度(3000至4000微克/米3)，其示出有前途的性能，即使对于高浓度的粉尘收集的。

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