工程科学学报.第42卷，第2期：172-178.2020年2月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.2:172-178,February 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.02.03.001;http://cje.ustb.edu.cn 钢渣改性生物质废弃材料制备生态活性炭及其降解甲 醛性能 张 浩1,2)✉ 1)安徽工业大学建筑工程学院，马鞍山2430322)安徽工业大学治金减排与资源综合利用教育部重点实验室，马鞍山243002 区通信作者，E-mail:fengxul9821018@163.com 摘要以钢渣与生物质废弃材料为研究对象，利用钢渣中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理获得生态活 性炭，研究钢渣种类、钢渣粉磨时间和钢渣超微粉用量对生态活性炭降解甲醛性能的影响.利用X-射线荧光光谱仪(XRF)、 X射线衍射仪(XRD)、激光粒度仪(LPSA)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、比表面积及孔径测定仪(BET)和扫描电子显微 镜(SEM)测试钢渣超微粉的化学成分、钢渣超微粉的矿物组成、钢渣超微粉的粒径分布、钢渣超微粉的结构组成、生态活性 炭的孔结构和生态活性炭的微观形貌.结果表明：钢渣为电炉渣，钢渣粉磨时间为90min,钢渣超微粉用量为20g制备的生 态活性炭具有良好的降解甲醛性能与合理的经济性，即10h后甲醛降解率为57.5%.电炉渣中Fe元素与Mn元素含量高，其 中F元素促使大量甲醛在活性炭的多孔结构中形成富集，M元素对富集的甲醛进行催化降解，实现吸附降解与催化降解的 协同作用.适当延长钢渣粉磨时间可以减小钢渣超微粉的粒径大小与改善钢渣超微粉的粒度分布均匀程度，有利于提高钢 渣超微粉与活性炭、甲醛的降解作用面积.适量的钢渣超微粉可以提高生态活性炭的粉化率，抵消由于孔容积与比表面积降 低导致的活性炭吸附降解作用下降的问题 关键词钢渣：生物质废弃材料：生态活性炭：甲醛：改性 分类号X753 Preparation of ecological activated carbon based on steel slag-modified biomass waste material and its formaldehyde degradation performance ZHANG Hao2 1)School of Civil Engineering and Architecture,Anhui University of Technology,Ma'anshan 243032,China 2)Key Laboratory of Metallurgical Emission Reduction&Resources Recycling(Ministry of Education),Anhui University of Technology,Ma'anshan 243002,China Corresponding author,E-mail:fengxul9821018@163.com ABSTRACT With steel slag and biomass waste material as the research object,biomass waste material was modified by metal oxide in steel slag to obtain ecological activated carbon.The influences of steel slag type,grinding time of steel slag,and the amount of steel slag ultrafine powder on the formaldehyde degradation performance of ecological activated carbon were studied.The chemical composition of steel slag,mineral composition of steel slag,particle size distribution of steel slag,structural composition of steel slag ultrafine powder,the pore structure of ecological activated carbon,and the microstructure of ecological activated carbon were characterized by X- ray fluorescence X-ray diffraction,laser particle size distribution analysis,Fourier-transform infrared spectroscopy,Brunauer-Emmett- Teller analysis,and scanning electron microscopy,respectively.The results show that the prepared ecological activated carbon show 收稿日期：2019-02-03 基金项目：中国博士后科学基金资助项目(2017M612051为高校优秀青年骨干人才国外访学研修资助项目(ggwf2018021)片安徽省博士后 研究人员科研活动经费资助项目(2017B168):治金减排与资源综合利用教育部重点实验室（安徽工业大学）资助项目(KF17-08)钢渣改性生物质废弃材料制备生态活性炭及其降解甲 醛性能 张    浩1,2) 苣 1) 安徽工业大学建筑工程学院，马鞍山 243032    2) 安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室，马鞍山 243002 苣通信作者，E-mail：fengxu19821018@163.com 摘    要    以钢渣与生物质废弃材料为研究对象，利用钢渣中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理获得生态活 性炭，研究钢渣种类、钢渣粉磨时间和钢渣超微粉用量对生态活性炭降解甲醛性能的影响. 利用 X-射线荧光光谱仪（XRF）、 X-射线衍射仪（XRD）、激光粒度仪（LPSA）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、比表面积及孔径测定仪（BET）和扫描电子显微 镜（SEM）测试钢渣超微粉的化学成分、钢渣超微粉的矿物组成、钢渣超微粉的粒径分布、钢渣超微粉的结构组成、生态活性 炭的孔结构和生态活性炭的微观形貌. 结果表明：钢渣为电炉渣，钢渣粉磨时间为 90 min，钢渣超微粉用量为 20 g 制备的生 态活性炭具有良好的降解甲醛性能与合理的经济性，即 10 h 后甲醛降解率为 57.5%. 电炉渣中 Fe 元素与 Mn 元素含量高，其 中 Fe 元素促使大量甲醛在活性炭的多孔结构中形成富集，Mn 元素对富集的甲醛进行催化降解，实现吸附降解与催化降解的 协同作用. 适当延长钢渣粉磨时间可以减小钢渣超微粉的粒径大小与改善钢渣超微粉的粒度分布均匀程度，有利于提高钢 渣超微粉与活性炭、甲醛的降解作用面积. 适量的钢渣超微粉可以提高生态活性炭的粉化率，抵消由于孔容积与比表面积降 低导致的活性炭吸附降解作用下降的问题. 关键词    钢渣；生物质废弃材料；生态活性炭；甲醛；改性 分类号    X753 Preparation of ecological activated carbon based on steel slag-modified biomass waste material and its formaldehyde degradation performance ZHANG Hao1,2) 苣 1) School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Technology, Ma’anshan 243032, China 2) Key Laboratory of Metallurgical Emission Reduction & Resources Recycling (Ministry of Education), Anhui University of Technology, Ma’anshan 243002, China 苣 Corresponding author, E-mail: fengxu19821018@163.com ABSTRACT    With steel slag and biomass waste material as the research object, biomass waste material was modified by metal oxide in steel slag to obtain ecological activated carbon. The influences of steel slag type, grinding time of steel slag, and the amount of steel slag ultrafine powder on the formaldehyde degradation performance of ecological activated carbon were studied. The chemical composition of  steel  slag,  mineral  composition  of  steel  slag,  particle  size  distribution  of  steel  slag,  structural  composition  of  steel  slag  ultrafine powder, the pore structure of ecological activated carbon, and the microstructure of ecological activated carbon were characterized by X￾ray fluorescence X-ray diffraction, laser particle size distribution analysis, Fourier-transform infrared spectroscopy, Brunauer-Emmett￾Teller analysis, and scanning electron microscopy, respectively. The results show that the prepared ecological activated carbon show 收稿日期: 2019−02−03 基金项目: 中国博士后科学基金资助项目 (2017M612051)；高校优秀青年骨干人才国外访学研修资助项目 (gxgwfx2018021)；安徽省博士后 研究人员科研活动经费资助项目 (2017B168)；冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室 (安徽工业大学) 资助项目（KF17-08） 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期：172−178，2020 年 2 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 2: 172−178, February 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.02.03.001; http://cje.ustb.edu.cn