我國飲用水現(xiàn)狀嚴峻，椰殼活性炭濾芯具有良好的凈化效果，但是其原材料價格較竹炭和竹活性炭為高。本文通過對比竹炭、竹活性炭以及椰殼活性炭三種原材料的性能，研究三種原材料成型濾芯的工藝以及濾芯的凈化效果。
本文選用竹炭、竹活性炭以及椰殼活性炭作為原材料，對三種材料的基本性能進行分析研究，包括工業(yè)分析、碘吸附值對比、孔徑結構對比研究，采用響應曲面法研究了三種材料制備成型濾芯的最佳工藝，對成型后的濾芯進行了凈化性能以及濾芯微觀結構的研究。主要研究結果如下：
(1)三種材料中毛竹活性炭灰分含量最低，為3.2%，固定碳含量最高，為90.8%。
毛竹炭的灰分最高，說明炭化程度最低，固定碳含量最低，為81.6%。竹炭的氮氣吸附等溫線屬于IV型，竹活性炭和椰殼活性炭的氮氣吸附脫附等溫線屬于I和IV的混合型。椰殼活性炭的比表面積最大，為727m2/g，竹活性炭為639 m2/g，竹炭的僅為112 m2/g，椰殼活性炭的碘吸附值最大，為874mg/g，竹活性炭的為747 mg/g，而竹炭的最小，說明椰殼活性炭和毛竹活性炭的吸附性較毛竹炭的好。三種材料的元素分析表明C和O均占絕大部分，H、S和N元素僅含少量。
(2)通過采用響應曲面分析方法研究了樹脂添加量、原料含水率和原料粒徑對成型濾芯的影響，得出均當施膠量為10%，含水率10%，粒徑>120目時所得濾芯性能最好。
實驗得到的毛竹炭濾芯的密度為0.588 g·cm-3，碘吸附值325 mg/g，抗壓性0.044MPa，滲水性為0.73 m L/min；最佳毛竹活性炭濾芯的密度為0.615 g·cm-3，碘吸附值為727 mg/g，抗壓性為0.294 MPa，滲水性為0.73 m L/min；最佳椰殼活性炭濾芯的密度為0.608 g·cm-3，碘吸附值為829 mg/g，抗壓性為0.289 MPa，滲水性為0.87 m L/min。
(3)通過水質甲醛吸附實驗發(fā)現(xiàn)，椰殼活性炭濾芯的甲醛吸附性能最好，竹炭的最差。
椰殼活性炭濾芯的甲醛去除率77%，竹活性炭的甲醛去除率為63.6%，竹炭的甲醛去除率為47%。吸附容量實驗證明,椰殼活性炭處理后水的高錳酸鹽指數(shù)標準物質(CODMn)值為0.6 mg/L，竹活性炭處理后的為0.9 mg/L，竹炭處理后的為1.2mg/L，均小于限值3 mg/L。微量元含量分析，得出椰殼活性炭的吸附效果最好，竹活性炭的次之，竹炭最差，三種濾芯凈化后微量元素的含量均符合相關標準要求。
(4)X-射線衍射分析表明，三種炭材料均有較好的微晶結構，成型后，濾芯的主次衍射峰與原料的相同，說明成型過程沒有發(fā)生化學變化。
從EPR圖譜可以看出，竹炭表面自由基最強，椰殼活性炭的最弱，椰殼活性炭自由基數(shù)量最少，凈水的過程部分自由基與水中物質發(fā)生了化學反應。炭材料的飲用水凈化發(fā)生了化學變化。結合SEM分析，說明濾芯的凈水過程是物理吸附和化學吸附同時作用的結果。
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