活性炭应用于模拟电镀液中有机添加剂去除研究

xlida · 发表于 1970-1-1 08:00:00

先前研究以玉米穗轴为活性炭之前驱物，使用化学活化方法已可製得高比表面积的活性炭，然而，在製程中却易造成环境的污染，因此期待以更乾净清洁的技术来将农业废弃物玉米穗轴转化成有用的活性炭。因此，本研究探讨以玉米穗轴为活性炭前驱物，以物理活化法(二氧化碳、水蒸汽活化法)研製活性炭之可行性。研究结果指出：使用二氧化碳及水蒸汽作为活化气体，以1073及1173 K为活化温度，当燃烧重量百分比(wt. % burn-off)低于50 %时，活性炭产物的比表面积、孔洞体积及平均孔洞半径皆会随着燃烧百分比的增加而递增。较高的活化温度，不但有效的克服了为达与经化学活化后之活性炭产品相近之比表面积，物理活化需较长活化时间的缺点，对于製得较高比表面积之活性炭产物，也具有较高的潜力。一般说来，活性炭产品的比表面积都已具有商业的水準。因此，除了化学活化方法之外，使用物理活化方式(二氧化碳及水蒸汽)亦可有效的将农业废弃物玉米穗轴製成活性炭达到资源化的目标。
　　光泽铜电镀溶液中通常加入有机物以增加镀出物的光泽、平滑性、均一性等。当电镀液失去效用时，通常溶液中还含有高浓度的有价金属及少量的有机添加物，因此为有效得回收的可再利用的塬料避免造成资源浪费，本研究探讨以活性炭为吸附剂，去除老化铜电镀液中之有机添加剂，使镀液达到可回收再利用资源化的目的。本研究以2-mercaptothiazoline(2-MT)，2-naphthalenesulfonic acid sodium(NMS)、p-toluenesulfonic acid sodium(PTS)及polyethylene glycol(PEG)四种有机物为吸附质，活性炭Calgon Filtrasob F 400作为吸附剂，以吸附程序去除电镀液中之有机添加剂，探讨操作参数如温度、pH值、离子强度、竞相吸附等对吸附程序的影响。
　　使用IAST(ideal adsorption solution theory, IAST)结合Freundlich等温吸附方程式模拟多重有机添加剂(multicomponent)之竞相吸附时，显示此四种有机物之竞争能力为2-MT > PEG > NMS > PTS。对低分子量吸附质之混合系统，可以成功的预估混合吸附质之竞相吸附行为。若系统是由低分子量及高分子量分子组成，则因高分子量分子之莫耳分率太低而无法良好的预估混合吸附质之竞相吸附行为。
　　使用缩小固定床反应器实验，由标準物种可以求出应用Gnielinski关係式于液体扩散係数之形状校正因子，fβ值为2.18，且若不考虑此因子将会导致高至39 %的误差。针对有机物在F 400之内部质量传送阻力之探讨，以完全混合反应器之实验数据，使用表面扩散、孔扩散及分枝孔洞动力学模式来模拟并求其内部质量传送係数。此叁种模式皆可良好的模拟内部质量传送行为，其中以分枝孔洞动力学模式为最佳。对PEG、2-MT、NMS及PTS四种有机物而言，膜及表面扩散阻力应同时考虑。
　　以快速小规模管柱试验(RSSCT)之比例扩散度所计算参数设计之小管柱，确实能有效的预估全规模吸附管柱之吸附行为。以LDF模式模拟全管柱吸附贯穿曲线时与RSSCT之实验数值比较发现：Freundlich isotherm之浓度适用範围会显着的影响模式预估的结果，若引用不慎，则将导致PEG之出流浓度预估值具严重误差，亦影响F 400对多重吸附质之吸附能力的判断。
　　最后，本研究之结果显示活性炭F 400能有效的去除光泽铜电镀溶液中四种有机添加剂，以达到老化电镀液再利用之资源化目标，且可依本研究所求得之实验参数，设计一可行之吸附操作程序，以达到此处理程序商业化之目标。

CHIHONGJUN · 发表于 1970-1-1 08:00:00

自从有了马后炮，化工人都成有组织的人了；一个人的力量是渺小的，一个团队的力量却是不容忽视的。

活性炭应用于模拟电镀液中有机添加剂去除研究

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