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Fe3+交联羧甲基纤维素钠粘合剂制备高耐受性颗粒活性炭OA

Fabrication of High-tolerance Granular Activated Carbon Using Fe3+-Crosslinked Sodium Carboxymethyl Cellulose as a Binder

中文摘要英文摘要

椰壳炭粉在废水和废气处理中具有重要的应用价值,但它也面临固定难、可回收性差等问题,容易造成二次污染,开发生物质基粘结剂是增强和改善粉末状吸附剂稳定性的重要策略.本文对绿色生物质羧甲基纤维素钠(CMC)进行了改性,通过热交联以及与改性离子Fe3+形成桥连提供的交联位点,提高了力学性能和耐溶剂性,改善了传统CMC易溶于水的问题,使活性炭颗粒能够适应各种环境.采用粒径为 75~150 μm、粘结剂与活性炭质量比为 0.9:1 的粉状活性炭,不需要活化即可让颗粒的BET表面积达到871.83 m2/g,孔隙率可以达到成型前粉状活性炭表面积91.02%.通过标准硬度测试方法测量样品的球磨硬度,与商业活性炭相当.通过循环吸脱附测试,说明这种改性粘合剂制备的活性炭在去除含有机化合物废水以及在多种应用中的再生和再利用方面显示出潜力,具有一定的商用前景.

Coconut shell activated carbon powder holds significant application value in wastewater and exhaust gas treatment.However,it faces challenges such as difficulty in immobilization and poor recyclability,which can easily lead to secondary pollution.The development of biomass-based binders is an important strategy for enhancing and improving the stability of powdered adsorbents.In this study,the green biomass material sodium carboxymethyl cellulose(CMC)was modified.Through thermal cross-linking and the introduction of cross-linking sites provided by bridging with modified Fe3+ions,its mechanical properties and solvent resistance were improved.This modification addresses the issue of traditional CMC being easily soluble in water,enabling the activated carbon granules to adapt to various environments.Using powdered activated carbon with a particle size of 75~150 μm and a binder-to-activated-carbon mass ratio of 0.9:1,the resulting granules achieved a BET surface area of 871.83 m2/g without requiring an activation step,with a porosity reaching 91.02%of the surface area of the pre-formed powdered activated carbon.The pellet hardness measured via a standard hardness testing method was comparable to that of commercial activated carbon.Cyclic adsorption-desorption tests indicated that the activated carbon prepared with this modified binder shows potential for removing organic compounds from wastewater and for regeneration and reuse in various applications,suggesting promising commercial prospects.

谢子城;宋斌;朱海鑫;刘晖;罗杰;何锦嵘;黄月文;王斌

中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650||国科广化(南雄)新材料研究院有限公司,广东 南雄 512440中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650||国科广化(南雄)新材料研究院有限公司,广东 南雄 512440中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650||国科广化(南雄)新材料研究院有限公司,广东 南雄 512440

通用工业技术

改性羧甲基纤维素钠椰壳炭造粒粘结剂

modified sodium carboxymethyl cellulosecoconut shell activated carbongranulationbinder

《纤维素科学与技术》 2026 (1)

48-58,11

10.16561/j.cnki.xws.2026.01.01

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