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論文

牛糞活性碳製造、性質及重金屬銅吸附性之研究

陳韻婷

國立嘉義大學木質材料與設計學系研究所

2012

本研究以牛糞為材料，分別在不同炭化溫度(500、550、600℃)與活化溫度(750、800、850℃)之條件以水蒸氣活化法製備活性碳，進而探討其基本性質、磷含量、表面官能基含量及吸附水中銅金屬之性能。結果顯示，牛糞活性碳之收率介於為4.45~24.46%，其受炭化溫度與活化溫度所影響。而以炭化溫度500℃、活化溫度750℃者最高，達24.46%；pH介於10.41至11.54之間；碘值為379.4~661.9 mg/g，亞甲基藍吸附量為245.1~829.4 mg/g；BET比表面積為354.0~580.4 m2/g，孔隙結構均以微孔為主。又知活性碳之pH、碘值、亞甲基藍吸附量、BET比表面積均隨活化溫度上升，而有提高之趨勢。 就牛糞活性碳之表面官能基含量而言，羰基(0~0.012 mmol/g)、內酯基(0.007~0.038 mmol/g)、酚基(0.031~0.117 mmol/g)等酸性官能基含量偏低，而鹼基含量則較高介於0.597~1.032 mmol/g之間；無機磷含量為61.57~133.41 mg/kg，有機磷含量在5.90~64.98 mg/kg之間，總磷含量為78.22~173.23 mg/kg，而無機磷與總磷含量均有隨活化溫度之上升而增加之趨勢，但有機磷則無。此外，與刺竹活性碳相比，牛糞活性碳之磷含量均高於刺竹活性碳(無機磷含量18.31 mg/kg；有機磷含量4.49 mg/kg；總磷22.81 mg/kg)。 介面電位元顯示，牛糞活性碳pH 3~7之間其表面均帶負電荷，有利於吸附正電荷之金屬離子。牛糞活性碳在不同時間內對銅之吸附變化，以炭化溫度600℃、活化溫度850℃所製備牛糞活性碳之吸附量最高達35.54 mg/g，約為刺竹活性碳(16.48 mg/g)之2.16倍、市售活性碳(11.91 mg/g)之2.98倍。不同初始濃度吸附銅溶液試驗結果得知，牛糞活性碳(炭化溫度度600℃活化溫度850℃)最高平衡吸附量為37.52 mg/g，而刺竹活性碳與市售活性碳之平衡吸附量分別僅有16.48 mg/g、11.91 mg/g。

牛糞、活性碳、BET 比表面積、表面官能基、磷含量、銅吸附、介面電位元、Cattle manure、Activated carbon、BET specific surface area、Surface functional groups、Phosphorus content、Copper adsorption、Zeta – potential

http://hdl.handle.net/11296/ndltd/06113908256518747841