磷酸活化木质素磺酸盐制备活性炭的研究开题报告

1. 研究目的与意义

为了制备出可进行离子交换和作为固体酸使用，已有研究在活性炭中引入磺酸基团。通常采用的方法是活性炭的磺化或制备活性炭的原料的磺化。而木质素磺酸盐具有是一种具有磺酸基团的木质素结构分子。通过磷酸在较低温度下活化，制备出具有较高磺酸基团的活性炭。为活性炭在碱金属离子和碱土金属离子的交换以及在催化领域提供新的活性炭材料。

2. 国内外研究现状分析

1.制备方法

目前国内制备活性炭的方法比较多，主要以空气-磷酸活化木炭制备酸性颗粒活性炭为主，提出了一种新型活化方法,空气-磷酸活化法,利用此方法活化原料木炭制备了酸性颗粒活性炭。通过测定活性炭的氮气吸附等温线和二氧化碳吸附等温线,分析了活性炭的孔隙结构;采用boehm酸碱滴定法测定了活性炭的表面官能团含量。研究结果显示:空气-磷酸活化是空气和磷酸活化两种活化机制作用的结果。空气活化以形成中孔为主,而磷酸活化则以形成微孔为主;空气-磷酸活化在活性炭中形成了具有强酸性的含磷表面官能团。而且,活性炭的孔隙结构和表面化学性质可以通过改变浸渍时磷酸浓度和活化温度进行调控。（确定活性炭表面活性基团）

2.影响活性炭制备的因素

3. 研究的基本内容与计划

（1）在一定的活化温度下（300-500oc）磷酸活化木质素磺酸盐制备活性炭；

（2）分析制备原料、活性炭的c、h、o、n、s的含量，测试活性炭的酸性强弱、碘值、亚甲基蓝脱色力、孔隙结构研究；

（3）研究活性炭的离子交换容量，以及对钾、钠等金属离子的去除效果。

4. 研究创新点

木质素磺酸钠（sodiumligninsulfonate）是一种天然高分子聚合物，具有很强的分散性，由于分子量和官能团的不同而具有不同程度的分散性，是一种阴离子表面活性物质，能吸附在各种固体质点的表面上如木质素等等，可进行金属离子交换作用，也因为其组织结构上存在各种活性基，因而能产生缩合作用或与其他化合物发生氢键作用。本次试验要确定磷酸活化的木质素磺酸钠对钠钾离子的交换性能即对离子的去除效果，在现实生活中可以用于污水中的离子去除，从而达到净化的目的。