超声波协同硝酸改性后活性炭结构和性能研究

田芳¹，侯安鑫²，张彩凤¹，杨兴樑¹，张永发³，付亚利³

1. 太原师范学院化学系2. 吕梁市环境保护局环境保护监测站3. 太原理工大学

摘 要：为了制备以活性炭为载体的高效脱硝剂,采用超声波协同硝酸改性普通活性炭的方法,系统研究了改性时间、温度、硝酸浓度和超声功率对活性炭结构和比表面性能的影响,同时进行了孔径分布、比表面积、孔容、碘吸附值、表面含氧官能团以及脱硝性能的测定,分析了孔结构的可控调控改性机理。结果表明:低温313 K时,硝酸超声酸化主要定向增加了微孔（0.4～0.6 nm）数量和比表面积;升温到343 K,短时间25 min活化时,微孔和中孔（2～10 nm）数量增加;增加到75 min时,主要定向发展中孔数量;中孔数量更有利N₂和I₃^-吸附容量（孔容）的增加;随硝酸改性时间、温度、浓度和超声功率增加,表面碱性基团减少,酸性含氧官能团总量增加,I-3的吸附量先增后减,在75 min、343 K、硝酸浓度为7.0 mol/L、功率为80 W时改性活性碳,I-3吸附最佳。改性活性炭负载了偏矾酸胺（NH₄VO₃）制成催化剂,选择性催化还原（SCR）烟道气中的NO,脱硝率稳定在55%,是未改性活性炭脱硝率的2.5倍。

关键词：脱硝剂;活性炭;超声波;硝酸;