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活性炭國家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學(xué)研合作

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活性炭對(duì)油煙的吸附性能
文章作者:韓研網(wǎng)絡(luò)部 更新時(shí)間:2021-5-25 16:11:23

  活性炭對(duì)油煙的吸附性能,很多餐飲業(yè)油煙中包含許多致癌物質(zhì)如醛和多環(huán)芳香烴。一般用生物洗滌和催化劑來進(jìn)行烹調(diào)油煙凈化,但復(fù)雜的操作條件和昂貴的成本是其主要的缺點(diǎn)。因此,迫切需要一種簡(jiǎn)單好用的降解和處理油煙的方法;钚蕴坑捎谄洫(dú)特的性能被廣泛應(yīng)用,良好的孔結(jié)構(gòu)和高的比表面積在在處理廢氣行業(yè)中大量使用。

  油煙處理用活性炭是使用磷酸作為活化劑,并用微波加熱從生物質(zhì)中制得活性炭;蛘咄ㄟ^熱解碳化,然后在氮?dú)夥障禄罨镔|(zhì)并用KOH活化來制備吸附劑。這種活性炭吸附劑可以很好地從水溶液中吸附六價(jià)鉻。

  油煙吸附活性炭的制備和改性

  在典型的實(shí)驗(yàn)程序中,首先用水清洗農(nóng)業(yè)廢料生物質(zhì),然后在12°C的烤箱中干燥12小時(shí)。然后,將干燥的生物質(zhì)以1∶3的重量比加入到60%的磷酸溶液中。將混合物置于箱型電阻爐中以在10℃每分鐘的加熱速率下在500℃下碳化和活化2小時(shí)。當(dāng)其冷卻至室溫時(shí),收集產(chǎn)物并用去離子水洗滌直至溶液的pH接近中性。最后,將產(chǎn)品干燥并存儲(chǔ)在名為活性炭0的樣品袋中。

  改性試劑是由FeSO4·7H2O和H2O2的制備溶液,并將溶液的pH值調(diào)節(jié)至3。將活性炭-0浸入改性試劑中,并在室溫下放置過夜。將所得產(chǎn)物用去離子水洗滌至中性,并在烘箱中于50℃干燥,并將相應(yīng)的樣品稱為活性炭-1。

  烹飪油煙中污染物的濃度測(cè)量

  如圖1所示,在裝滿5g顆;钚蕴康牟蓸庸艿娜肟诤统隹谔幨占3分鐘的模擬烹飪油煙樣品。采樣重復(fù)3次。取出樣品管中的顆;钚蕴浚D(zhuǎn)移到燒瓶中,并使用超聲儀用15mL四氯化碳洗滌5分鐘。收集清潔液并將其轉(zhuǎn)移到另一個(gè)燒瓶中(標(biāo)記為A)。用10mL四氯化碳再次洗滌顆粒活性炭,并收集清潔液并將其轉(zhuǎn)移到燒瓶A中。

  圖1:用生物質(zhì),活性炭0和1處理烹飪油煙的實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖。

  實(shí)驗(yàn)后結(jié)果與分析

  圖2顯示了生物質(zhì)、活性炭0和1對(duì)烹飪油煙的吸附穿透曲線。生物質(zhì)、活性炭0和1的滲透時(shí)間分別為0.9、2.1和4.1小時(shí),這表明活性炭1的作用時(shí)間在被測(cè)材料中較長(zhǎng)。烹飪油煙的生物質(zhì)、活性炭0和1的吸附量。烹飪油煙的生物質(zhì)、活性炭0和1的吸附量分別為6.43、22.58和44.04mg/g,這表明活性炭1的吸附量比較大。因此,活性炭1表現(xiàn)出比活性炭0更好的吸附性能。

  圖2:烹調(diào)煙氣的不同吸附劑的吸附穿透曲線。

  進(jìn)行了GC-MS分析,以鑒定生物質(zhì)、活性炭0和1對(duì)烹飪油煙的吸附成分。發(fā)現(xiàn)烹調(diào)油煙的主要成分是醛和取代烯烴。我們分別對(duì)八家餐館排氣醛和酮進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并發(fā)現(xiàn),醛和酮(C1-C9)的濃度范圍和百分比C1-C3的比例高于40%。吸附分析表示活性炭1對(duì)所有油煙成分均表現(xiàn)出較好的吸附能力,這是由于改性試劑的影響導(dǎo)致了主要的化學(xué)吸附性能。但是,活性炭對(duì)醛的吸附能力比對(duì)取代烯烴具有更好的吸附能力。這是因?yàn)槿┗衔锸且活惥哂泻軓?qiáng)化學(xué)反應(yīng)性的揮發(fā)性有機(jī)化合物,很容易被活性炭吸附。

  為了進(jìn)一步研究活性炭的吸附行為,通過比表面積和孔分析儀,SEM和FTIR對(duì)活性炭的形態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;钚蕴勘缺砻娣e和多孔結(jié)構(gòu),與活性炭0相比,活性炭1的比表面積和孔體積減少,孔徑略有增加,這是因?yàn)橛酶男栽噭┨幚砗,CO2的部分多孔微結(jié)構(gòu)因H2O2的氧化而坍塌了。圖3顯示活性炭的SEM圖像。大量物質(zhì)被吸附在表面或填充在活性炭1的孔中(圖3(c1-c2)),這證明了活性炭1的比表面積和孔體積的減少。

  圖3:三種材料的SEM圖像。生物質(zhì)(a);活性炭-0(b);活性炭-1(c1)-(c2)。

  與活性炭-0相比活性炭-1具有更好的吸附能力,因?yàn)樗缓驶汪然,可以與蒸煮煙氣中的羧酸和醇反應(yīng)以提高活性炭-1的吸附能力。而且,在活性炭-1的制備過程中,HO,F(xiàn)e3+,F(xiàn)e2+和H2O2等某些物質(zhì)可能殘留在活性炭的孔的表面或內(nèi)壁上。這些物質(zhì)可以氧化和分解吸附在活性炭表面的大多數(shù)油煙污染物,從而提高活性炭的吸附能力。

  為了處理油煙我們成功研發(fā)了一款活性炭,該活性炭被磷酸活化,然后調(diào)配的試劑進(jìn)行改性,并研究了對(duì)烹飪油煙的吸附性能。結(jié)果表明,改性后的活性炭吸附效果好;钚蕴康膬(yōu)異吸附性能是由于改性后在表面上產(chǎn)生了大量的羰基和羧基;谙嗨频南嗳菪栽,分析了活性炭對(duì)不同類型油煙污染物的吸附效果。發(fā)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)極性官能團(tuán)的吸附作用遠(yuǎn)大于對(duì)弱極性基團(tuán)的吸附作用。與鐵硅酸鹽MEL沸石相比,活性炭在烹飪油煙的吸附方面也表現(xiàn)出更好的性能。

文章標(biāo)簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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