活性炭負(fù)載氧化鎂對汽車尾氣處理

　　車輛在行駛過程中會產(chǎn)生有害氣體，例如一氧化碳(CO)和碳?xì)浠�合�?HC)，并且這種氣體排放量每年都在繼續(xù)增加。雖然為了控制汽車尾氣排放實(shí)行了國六標(biāo)準(zhǔn)，但是還有很多會排放有害氣體的車輛在路上行駛著。減少車輛排放污染的一種方法是吸附。通常使用活性炭吸附，因?yàn)樾枰�吸附容量達(dá)到95%以上的材料。我們研發(fā)的活性炭可以很好的吸附CO和HC氣體分子。并且為了提高活性炭的吸附能力，用浸漬法用氧化鎂(MgO)改性。

　　活性炭浸漬氧化鎂

　　為了更一步提升活性炭的吸附性能，我們用改性的方法以增加活性炭的活性。可以使用金屬，例如TiO2，MgO，NaHCO3，Ca(OH)2進(jìn)行改性。雖然TiO2和MgO是非常好的吸附劑，具有較高的表面積。但是我們還是選擇了氧化鎂，并且氧化鎂對活性炭表面積影響大于二氧化鈦。因此，選擇了氧化鎂作為浸漬工藝的材料。在這種改性過程中，活性炭和氧化鎂我們用了三種不同的比例70：30、80：20和90:10。用這種方法來測試氧化鎂改性活性炭的合適條件。通過在攪拌過程中將氧化鎂和活性炭機(jī)械混合直至均勻，然后放置1小時進(jìn)行浸漬。然后將MgO浸漬的活性炭用爐在450°C下加熱30分鐘。接下來，必須沖洗活性炭樣品以平衡pH值。活性炭用蒸餾水洗滌，直到達(dá)到中性pH。之后，使用烤箱在150°C下將活性炭干燥1小時。然后獲得改性完成的活性炭樣品。

　　活性炭處理汽車尾氣測試

　　模擬的測試環(huán)境包含內(nèi)部和外部兩部分的試管進(jìn)行吸附。外管的長度為50cm，直徑為3.8cm。該管的功能是將排氣消聲器連接至氣體分析儀，而內(nèi)管則用作活性炭的儲存器。改變內(nèi)管的長度，以確定活性炭負(fù)載百分比對降低廢氣濃度的影響。直徑分別為3cm，4cm和5cm。管子之間有一個密封，以防止廢氣泄漏。管的結(jié)構(gòu)在圖1中進(jìn)行了描述。

　　圖1：活性炭吸附汽車尾氣測試環(huán)境。

　　活性炭的碘值和表面積是重要的參數(shù)之一，因?yàn)樗鼤�影響吸附過程。如果活性炭具有高表面積，則它是良好的吸附劑。通過計(jì)算碘吸附的活性炭量(mg碘/克活性炭)，用碘值法測定表面積。使用碘值法進(jìn)行表面積計(jì)算是一種可以通過其碘吸收率確定活性炭質(zhì)量的方法。具有高碘吸收能力的活性炭具有更大的表面積。

　　由氧化鎂改性的活性炭具有清晰且?guī)缀蹙鶆虻目捉Y(jié)構(gòu)。氧化鎂的存在會導(dǎo)致碳孔隙率降低，因此，由于活性炭的孔膨脹，孔之間的距離會更大。結(jié)果，產(chǎn)生的孔的數(shù)量將增加并且導(dǎo)致表面積增加。使用SEM對活性炭進(jìn)行表征，以觀察吸附劑的圖案或表面結(jié)構(gòu)。進(jìn)行了研究中的SEM表征，以確定使用由氧化鎂改性活性炭形成的孔隙條件。

　　圖2：活性炭載氧化鎂的SEM表征，(a)70:30的比例，(b)80:20的比例，(c)90:10的比例。

　　活性炭的表面清晰可見。而且，活性炭的多孔性隨著微孔結(jié)構(gòu)的控制而增加。氧化鎂在爐中加熱時與活性炭反應(yīng)，然后發(fā)生氧化。鎂沿著交流表面移動，并與交流表面上存在的雜質(zhì)結(jié)合在一起。鎂與活性炭之間的相互作用使活性炭的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。結(jié)果，形成了新的孔并擴(kuò)大了原始孔。

　　汽車吸附管長度對活性炭處理尾氣的影響

　　為了確定吸附管的長度對汽車尾氣中的CO和HC氣體排放吸附能力的影響。所用的活性炭是改性的。根據(jù)圖3所示的圖表，可以看出吸附管越長，CO和HC的吸附百分?jǐn)?shù)越高。這是因?yàn)槲�附面積更長。吸附區(qū)域是活性炭與廢氣之間發(fā)生接觸的區(qū)域。吸附面積越寬，活性炭吸附的污染物氣體量就越大。因此，CO和HC的濃度將由于接觸面積而降低。

　　圖3：管長對吸附百分比的影響

　　另外，隨著管的長度增加而增加，并導(dǎo)致活性炭的活性芯增加。吸附容量與活性炭的質(zhì)量成正比，因此可以吸收氣體的吸附劑分子也會增加。因此，吸附管中的長度變化對降低CO和HC濃度有影響。從圖3中可以看出，CO氣體的吸附百分比大于HC氣體的百分比。這是由于活性炭在CO和HC之間的吸附方式的變化。活性炭吸附模式受多種因素影響，包括活性炭分子在吸收污染物分子中的選擇性(親和力)，溫度，壓力和氣體分子的大小。HC的分子結(jié)構(gòu)比CO更復(fù)雜。因此，HC的分子大小將比CO大。因此，活性炭吸附的HC小于活性炭吸附的CO。

　　活性炭負(fù)載氧化鎂對汽車尾氣處理，改性目的是提高活性炭的質(zhì)量和吸附能力。測試了活性炭浸漬氧化鎂，并評估了對汽車尾氣排放的CO和HC廢氣。活性炭的孔結(jié)構(gòu)在物理和化學(xué)活化過程中形成，并隨著改性過程而變好。以70:30比率改性并放入5cm長的管中的活性炭表現(xiàn)出很好的氣體吸附性能。活性炭吸附高達(dá)99.14%的CO和87.73%的HC。測試表明使用氧化鎂進(jìn)行的活性炭改性很好的提高了吸附率。如果對技術(shù)不太了解的，可以直接咨詢我們我們可以給您提供技術(shù)支持。

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