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摘要
以硬杂木龙凤檀的加工剩余物为原料，研究了磷酸活化法的活化温度、磷酸质量分数和浸渍比对龙凤檀活性炭吸附性能的影响，通过N2吸附-脱附等温线对活性炭的结构进行分析，并根据吸附理论和DFT孔径分布图，拟合计算出活性炭有效孔道所占的孔容积与液相吸附性能(碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率)的构效关系。研究结果表明：在磷酸质量分数60%、磷酸溶液与龙凤檀浸渍比3∶1(mL∶g)、活化温度500℃、活化时间120 min的条件下，磷酸活化法制备的龙凤檀活性炭具有最佳的吸附性能和优异的孔隙结构，碘吸附值为841 mg/g,亚甲基蓝吸附值为270 mg/g,焦糖脱色率为120%,比表面积为1 516 m2/g,总孔容为1.145 cm3/g,均优于软杂木杉木制备得到的活性炭。应用密度泛函理论(DFT),计算出龙凤檀活性炭不同孔径区间对应的孔容积，经过理论分析和拟合计算，发现碘吸附值与孔径在1.0～2.7 nm之间的孔容积、亚甲基蓝吸附值与孔径在1.7～5.0 nm之间的孔容积、焦糖脱色率与孔径在2.7～6.3 nm之间的孔容积有着很好的线性关系(R2>0.95),表明活性炭的孔隙结构分布与其液相特征吸附性能之间具有很好的关联度。
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单位南京林业大学; 中国林业科学研究院林产化学工业研究所; 江苏省生物质能源与材料重点实验室
