活性炭擁有優(yōu)秀的吸附能力，是由于各種不同原料與不同工藝而導致活性炭內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)和大的比表面積，使其成為理想的介質(zhì)，用于吸附雜質(zhì)和純化兩種水溶液或者各種廢氣處理。為了回收和保護有限的資源，用過的活性炭需要重新活化。用于再生活性炭微波熱處理比其他處理方法更好，更節(jié)能地再生活性炭。特別是在微波加熱工業(yè)中，介電常數(shù)是一個關(guān)鍵參數(shù)。本文介紹介電常數(shù)與活性炭孔隙體積與吸附性能之間的關(guān)系。

　　使用不同加熱機制對再生苯酚解吸后活性炭的影響。與用傳統(tǒng)電爐再生相比，微波裝置的再生時間大大縮短。同時，使用微波裝置的再生活性炭的多孔結(jié)構(gòu)比使用傳統(tǒng)電爐更好。然而，評估所產(chǎn)生的活性炭吸附性能的常規(guī)表征方法是耗時的。通常需要幾十個小時才能完成測試。這次我們建立了介電常數(shù)與活性炭孔容之間的關(guān)系。大量研究表明，無論是孔體積或孔結(jié)構(gòu)，特別是孔徑分布都是用于活性炭重要的吸附劑性質(zhì)。與微波測定方法在復介電常數(shù)，例如諧振腔法，攝動法，透射和反射的方法來獲得活性炭的復介電常數(shù)的數(shù)據(jù)。將其應用于表征固體的復介電常數(shù)。逐步應用如下所示(圖1)的方法兩次。

　　圖1:用于導出介電常數(shù)和活性炭孔隙體積之間關(guān)系的示意圖。

　　活性炭復介電常數(shù)的測量

　　介質(zhì)理論最初是通過忽略散射體的偶極特性的密度波動而得出的，是常用來表征介質(zhì)的復介電常數(shù)。一般來說，測量系統(tǒng)由兩部分組成：

　　1：金屬罐腔和隨附的開放式同軸探針經(jīng)過精心設計。罐子是精確制造的固定尺寸。因此，當用活性炭填充罐時，活性炭體積與罐的體積相同。

　　2：使用矢量網(wǎng)絡分析儀測量散射參數(shù)的幅度和相位。基于反向傳播作為核心算法，推斷活性炭的復介電常數(shù)非常方便。

　　基本物理系數(shù)的測量堆質(zhì)量和顆粒密度：任意挑選一些活性炭。每個活性炭顆粒的質(zhì)量和幾何尺寸分別通過電子天平和游標卡尺測定。該數(shù)據(jù)用于計算每種活性炭的質(zhì)量和體積的算術(shù)平均值。最后，將活性炭除以體積，以獲得密度。

　　孔體積的表征：使用自動表面積和孔分析儀測定孔體積。使用氮等溫吸附通過靜態(tài)容量法計算活性炭孔體積。

　　在圖2中，可以清楚地看到活性炭A和B的性質(zhì)很好地擬合得到的曲線，而其他樣品的性質(zhì)與曲線有相當大的偏移。這表明微波處理對活性炭的結(jié)構(gòu)有顯著影響，使得經(jīng)典模型不再適合描述其介電常數(shù)。這是合理的，因為模型A和模型B中的推導都沒有考慮微波因素。

　　圖2：介電常數(shù)之間的理論和實驗比較介電常數(shù)和活性炭孔隙體積。

　　本文研究了復介電常數(shù)與活性炭孔容之間的關(guān)系。分別在不同的等效模型中建立了兩個量化表達式。引入了精心設計的諧振腔和伴隨的開放式同軸探頭來測量活性炭的復介電常數(shù)。自動表面積和孔分析儀也用于進行BET測試以獲得活性炭的孔體積。兩個表達式得到的結(jié)果非常相似。同時，理論結(jié)果與實驗結(jié)果一致。此外，結(jié)果表明微波處理對活性炭結(jié)構(gòu)有很大影響，

　　該研究為連接復介電常數(shù)和活性炭孔容提供了橋梁。此外，它能輔助活性炭達到快速表征提供了一種方便的方法。在未來的研究中，我們將嘗試在推導過程中考慮微波因子，并研究活性炭d介電常數(shù)和孔徑分布或不同吸收性(孔隙率)之間的關(guān)系。

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