摘要
随着全球范围内的经济发展，能源与环境问题已成为全球关注的焦点。能源短缺、环境危机和持续发展的商业需求迫使人们寻找清洁、廉价、丰富、可再生的替代性能源。同时，材料的制备也向着以温和，低成本和环境友好的方向发展，人们对材料的环境风险也更加关注，相关的研究和处理方法也不断深入。 本文以丰富的可再生能源纤维素和丙烯酸为原料，通过温和绿色的水热碳化反应制备了活性碳球，在此基础上又对水热碳球进行了高温氮气保护下的KOH活化。通过对这两种材料进行SEM、FTIR、BET、元素分析等表征可知，两种材料的表面均保留了大量羧基、羟基等含氧官能团，水热碳球的直径在100～150nm之间，相对团聚，比表面积很小，几乎没有孔状结构。而活化后的碳球则变为多孔的海绵状，球形态完全被破坏，比表面积和孔体积都有明显增加。 实验以所制备的两种碳材料为吸附剂，将几种常用离子液体作为目标污染物进行了吸附研究，结果表明两种吸附剂对离子液体都有较好的吸附效果。水热碳球对BmimC1的吸附量达到了0.171 mmol/g，而商品活性炭的吸附量为0.206mmol/g，吸附量的差距要比它们在比表面积和孔体积上的差距小很多。活化碳球对BmimBr的吸附量为0.242mmol/g，商品活性炭的吸附量为0.114mmol/g，说明经过活化后对吸附剂的吸附效果有很大提高。 对吸附过程的动力学及热力学研究表明，两种吸附剂对离子液体的吸附是物理吸附和化学吸附的综合过程，水热碳球表面积小，表面活性基团丰富，以静电力吸附为主，活化碳球表面积大，孔体积大，以物理吸附为主。同时pH和溶液离子强度对吸附过程有较大影响，而离子液体的种类变化也会对其吸附效果产生不同影响。
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