950 工程科学学报，第43卷，第7期 表5特殊钢渣超微粉的均匀性 质量比分别为100：6，特殊钢渣超微粉的细度为 Table 5 Uniformity of special steel slag 600目，吸附环境温度为30℃时钢渣基生物质活 Fineness(mesh)dio dso dsoldto (dso-dioNdso 性炭吸收氯气性能较好 400 7.49 17.6533.09 4.42 1.45 (2)特殊钢渣超微粉中Fe2O3具有磁性有利于 500 4.31 11.1123.97 5.56 1.77 氯气在钢渣基生物质活性炭表面形成富集，提高 600 3.21 9.69 22.89 7.13 2.03 其吸附能力，CuO和MnO具有催化性可以协助促 700 10.3415.1621.95 2.12 0.77 进钢渣基生物质活性炭的吸附能力 800 6.0010.78 17.62 2.94 1.08 (3)特殊钢渣超微粉细度过大，会造成小粒径 颗粒团聚，从而影响钢渣基生物质活性炭对氧气 表6吸附环境温度对钢渣基生物质活性炭的彩响 的吸附能力进一步提高；在特殊钢渣超微粉粒径 Table 6 Effect of adsorption ambient temperature on steel-slag-based 较小时，均匀性较好的特殊钢渣超微粉对提高钢 biomass-activated carbon 渣基生物质活性炭吸附氯气较小. Adsorption Chlorine adsorption capacity in different pressure/% (4)较高的吸附环境温度可能导致钢渣基生 ambient temperature/MPa 0.02 MPa 0.04 MPa 0.08 MPa 0.16 MPa 0.24 MPa 物质活性炭对氯气出现解析现象：同时钢渣基生 ℃ 物质活性炭表面没有出现特殊钢渣超微粉团聚与 20 0 6.02 10.60 22.86 28.47 36.34 沉积的现象，具有层状结构特征，为吸附氯气提供 30 0 5.94 10.0721.47 27.93 35.16 了空间 40 05.31 9.83 19.8425.32 32.40 参考文献 境温度可能导致钢渣基生物质活性炭对氯气出现 解析现象2-2)，因此当吸附环境温度≤30℃时，钢 [1]Li J F,Zhang B,Liu W M.A typical small-scale chlorine leak and dispersion simulation in industrial facilities.IntJ Energy Environ, 渣基生物质活性炭吸附氯气能力较好.从图2可 2011,2(6):1039 以看出，一方面生物质活性炭的层状结构致密24-2， [2] Zhang H.Cu-Ce/TiO moisture performance based on photo- 另一方面钢渣基生物质活性炭表面没有出现特殊钢 catalytic performance.JMater Eng,18,46(1):114 渣超微粉团聚与沉积，且层状结构显著，说明钢渣 (张浩.基于光催化性能的Cu-Ce/Tio,湿性能.材料工程，2018 超微粉较好包裹于生物质活性炭中，形成良好的 46(1):114) 层状结构，为吸附氯气提供了空间.进一步从图2 [3] Zhang H,Huang X J,Zong Z F,et al.Optimization of preparation 还可以看出，钢渣基生物质活性炭的表面整体亮度 program for biomass based porous active carbon by response surface methodology based on adsorptive property.J Mater Eng, 显著高于生物质活性炭的表面整体亮度，进一步 2017,45(6):67 说明钢渣超微粉均匀的分散于生物质活性炭中 (张浩，黄新杰，宗志芳，等.基于吸附性能的生物质基多孔活性 炭制备方案的响应面法优化.材料工程，2017,45(6)：67) b) [4 Zhang H,Fang Y.Temperature dependent photoluminescence of surfactant assisted electrochemically synthesized ZnSe nanostructures.JAlloys Compd,2019,781:201 [5] Ding A W.A theoretical model of public response to the homeland security advisory system.J Defense Model Simul,2006,3(1):45 [6] Hsu N Y,Chen P Y,Chang H W,et al.Changes in profiles of 图2生物质活性炭与钢渣基生物质活性炭的微观形貌.()生物质 airborne fungi in flooded homes in southern Taiwan after Typhoon 活性炭：(b)钢渣基生物质活性炭（废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微 Morakot.Sci Total Emviron,2011,409(9):1677 粉的质量比分别为100：6.特殊钢渣超微粉的细度为600目) [7] Zhang XL,Zhang Y,Wang SS,et al.Effect of activation agents Fig.2 Microstructure of biomass-activated carbon and steel-slag-based on the surface chemical properties and desulphurization biomass-activated carbon:(a)biomass activated carbon;(b)steel-slag- performance of activated carbon.Sci China Technol Sci,2010. based biomass-activated carbon (the mass ratio of discarded walnut shel ultrafine powder and special steel slag ultrafine powder is 100:6 and 53(9):2515 fineness of special steel slag ultrafine powder is 600 mesh) [81 Sun Y,Webley P A.Preparation of activated carbons from corncob with large specific surface area by a variety of chemical 结论 activators and their application in gas storage.Chem Eng,2010, 162(3):883 (1)废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的 [9]Zhang H.Study on preparation mechanism and property of境温度可能导致钢渣基生物质活性炭对氯气出现 解析现象[21−23] ，因此当吸附环境温度≤30 ℃ 时，钢 渣基生物质活性炭吸附氯气能力较好. 从图 2 可 以看出，一方面生物质活性炭的层状结构致密[24−25] ， 另一方面钢渣基生物质活性炭表面没有出现特殊钢 渣超微粉团聚与沉积，且层状结构显著，说明钢渣 超微粉较好包裹于生物质活性炭中，形成良好的 层状结构，为吸附氯气提供了空间. 进一步从图 2 还可以看出，钢渣基生物质活性炭的表面整体亮度 显著高于生物质活性炭的表面整体亮度，进一步 说明钢渣超微粉均匀的分散于生物质活性炭中. (a) (b) 图 2    生物质活性炭与钢渣基生物质活性炭的微观形貌. （a）生物质 活性炭；（b）钢渣基生物质活性炭（废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微 粉的质量比分别为 100∶6，特殊钢渣超微粉的细度为 600 目） Fig.2    Microstructure of biomass-activated carbon and steel-slag-based biomass-activated  carbon:  (a)  biomass  activated  carbon； (b)  steel-slag￾based biomass-activated carbon (the mass ratio of discarded walnut shell ultrafine  powder  and  special  steel  slag  ultrafine  powder  is  100∶6  and fineness of special steel slag ultrafine powder is 600 mesh) 3    结论 （1）废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的 质量比分别为 100∶6，特殊钢渣超微粉的细度为 600 目，吸附环境温度为 30 ℃ 时钢渣基生物质活 性炭吸收氯气性能较好. （2）特殊钢渣超微粉中 Fe2O3 具有磁性有利于 氯气在钢渣基生物质活性炭表面形成富集，提高 其吸附能力，CuO 和 MnO 具有催化性可以协助促 进钢渣基生物质活性炭的吸附能力. （3）特殊钢渣超微粉细度过大，会造成小粒径 颗粒团聚，从而影响钢渣基生物质活性炭对氯气 的吸附能力进一步提高；在特殊钢渣超微粉粒径 较小时，均匀性较好的特殊钢渣超微粉对提高钢 渣基生物质活性炭吸附氯气较小. （4）较高的吸附环境温度可能导致钢渣基生 物质活性炭对氯气出现解析现象；同时钢渣基生 物质活性炭表面没有出现特殊钢渣超微粉团聚与 沉积的现象，具有层状结构特征，为吸附氯气提供 了空间. 参    考    文    献 Li J F, Zhang B, Liu W M. A typical small-scale chlorine leak and dispersion simulation in industrial facilities. Int J Energy Environ, 2011, 2（6）: 1039 [1] Zhang  H.  Cu−Ce/TiO2 moisture  performance  based  on  photo￾catalytic performance. J Mater Eng, 2018, 46（1）: 114 （张浩. 基于光催化性能的Cu−Ce/TiO2湿性能. 材料工程, 2018, 46（1）：114） [2] Zhang H, Huang X J, Zong Z F, et al. Optimization of preparation program  for  biomass  based  porous  active  carbon  by  response surface methodology based on adsorptive property. J Mater Eng, 2017, 45（6）: 67 （张浩, 黄新杰, 宗志芳, 等. 基于吸附性能的生物质基多孔活性 炭制备方案的响应面法优化. 材料工程, 2017, 45（6）：67） [3] Zhang  H,  Fang  Y.  Temperature  dependent  photoluminescence  of surfactant  assisted  electrochemically  synthesized  ZnSe nanostructures. J Alloys Compd, 2019, 781: 201 [4] Ding A W. A theoretical model of public response to the homeland security advisory system. J Defense Model Simul, 2006, 3（1）: 45 [5] Hsu  N  Y,  Chen  P  Y,  Chang  H  W,  et  al.  Changes  in  profiles  of airborne fungi in flooded homes in southern Taiwan after Typhoon Morakot. Sci Total Environ, 2011, 409（9）: 1677 [6] Zhang X L, Zhang Y, Wang S S, et al. Effect of activation agents on  the  surface  chemical  properties  and  desulphurization performance  of  activated  carbon. Sci China Technol Sci,  2010, 53（9）: 2515 [7] Sun  Y,  Webley  P  A.  Preparation  of  activated  carbons  from corncob with large specific surface area by a variety of chemical activators and their application in gas storage. Chem Eng J, 2010, 162（3）: 883 [8] [9] Zhang  H.  Study  on  preparation  mechanism  and  property  of 表 5    特殊钢渣超微粉的均匀性 Table 5    Uniformity of special steel slag Fineness (mesh) d10 d50 d90 d90/d10 (d90 − d10)/d50 400 7.49 17.65 33.09 4.42 1.45 500 4.31 11.11 23.97 5.56 1.77 600 3.21 9.69 22.89 7.13 2.03 700 10.34 15.16 21.95 2.12 0.77 800 6.00 10.78 17.62 2.94 1.08 表 6    吸附环境温度对钢渣基生物质活性炭的影响 Table 6    Effect  of  adsorption  ambient  temperature  on  steel-slag-based biomass-activated carbon Adsorption ambient temperature/ ℃ Chlorine adsorption capacity in different pressure/% 0 MPa 0.02 MPa 0.04 MPa 0.08 MPa 0.16 MPa 0.24 MPa 20 0 6.02 10.60 22.86 28.47 36.34 30 0 5.94 10.07 21.47 27.93 35.16 40 0 5.31 9.83 19.84 25.32 32.40 · 950 · 工程科学学报，第 43 卷，第 7 期