活性炭作为一种优良的吸附剂,被广泛应用于空气净化、污水处理、制药化工等领域。近年来,随着社会的发展,生活品质的改善,活性炭的使用量也随之增大,造成了严重的废活性炭污染问题。我国明确规定废活性炭为固废,必须妥善处理,但是目前废活性炭处理措施并不完善,废活性炭再生利用还有很长的路要走。活性炭再生是一种清洁、经济、高效的技术手段,对活性炭应用的推广及环境保护都具有不可估量的积极作用。本文将吸附甲醛的废秸秆基活性炭作为研究对象,对其进行微波-水蒸气再生处理,探究再生温度、再生时间和水蒸气流量对产品碘值和得率的影响,优化再生条件并探讨再生机理。随后对再生前后活性炭进行表征分析,并测试再生活性炭对甲醛的吸附性能。首先,使用Design-Expert软件设计响应曲面法实验,得出优化再生条件为再生时间20min,再生温度850℃,水蒸气流量5g/min。各因素对再生活性吸附性能的影响程度为:再生温度>再生时间>水蒸气流量。优化条件下再生活性炭碘吸附值是1026mg,得率为70.4%。在此条件下对活性炭进行7次再生实验可得,得率均在60%以上,前三次再生其吸附性能相对稳定且略有提高,几次再生后其性能开始下降,下降程度逐渐减小。分析得出,微波-水蒸气再生的本质是通过微波辐照作用使废活性炭升至高温,使水蒸气与物料接触并在高温条件下反应,从而使废活性炭得到了再生。然后,Boehm滴定显示,再生活性炭表面各类官能团的数量均有所上升,有利于提高吸附能力;比表面积及孔隙结构分析可知,再生活性炭比表面积较废活性炭增加了30%,孔隙容量上升了48%,孔径以微孔和小尺寸中孔为主,大孔数量相对较少;扫描电镜观察可知,其表面存在烧蚀,碳骨架清晰,微孔结构丰富,孔隙开孔状况有所改善。最后,对再生活性炭甲醛吸附等温线拟合分析得出:吸附过程符合Langmuir方程,表明再生活性炭对甲醛的吸附属于单分子层吸附。由Freundlich方程拟合结果n值>2得出,吸附过程中化学键力占主要作用。再生活性炭吸附甲醛的动力学模型拟合显示,准二阶动力学模型的拟合曲线可以更准确的描述实验所得数据点,拟合得出的平衡吸附容量4.97mg/g与实验测得甲醛饱和吸附量4.92mg/g结果相吻合,表明再生活性炭对甲醛的吸附是物理吸附和化学吸附相结合,同时也证明其可以用于室内空气净化,再生过程切实可行。