赵 晶

(大同煤业金鼎活性炭有限公司，山西 大同 037008)

1 研究背景

有机染料已被广泛用于纺织、涂料、颜料、纸张、皮革等领域，根据统计发现，染料的种类超过10 000种，每年的使用量超过7×105t，这些染料的使用造成很严重的水污染[1-2]。在染料废水的处理方法中，操作简单的吸附技术受到人们的广泛关注，在众多的吸附剂中，活性炭具有多孔结构和高比表面积，被证明是最有效、最可靠的材料之一。废水中染料的去除是世界上主要的环境问题之一。尤其是Direct Black 38(DB38)有机染料，它是一种阴离子染料，分子尺寸为3.32 nm×1.72 nm×0.84 nm，广泛用于皮革和纺织工业，会引起皮肤和眼睛的刺激，此外，这种染料的持续摄入对人体有致癌作用。然而，由于其分子尺寸非常大，使用市售微孔活性炭材料会产生扩散阻碍，吸附去除效果差。针对Direct Black 38(DB38)有机染料分子尺寸大的问题，本文对相关研究进行调查后发现，微孔的小尺寸限制了大分子染料的扩散，多孔材料对于直径较大的染料分子具有较高的吸附作用，因此，开发孔体积大、比表面积大，具有多级孔结构的活性炭吸附材料来适用于废水中大分子染料的吸附具有实际意义[3-5]。本文使用醋酸锌作为模板，通过KOH活化偶联，以煤为原料制备出具有高表面积和大量介孔的多孔碳纳米球(HPCN)材料。对碳纳米球的孔结构和吸附性能进行了表征，并详细讨论了材料的结构和性能之间的关系。

2 实验部分

2.1 煤组分分析

首先，将煤原料进行粉碎，使用40目(380 μm)分子筛筛选出颗粒尺寸40目(380 μm)以下的原煤粉末。……