海藻纤维废渣制备多孔碳的吸附性能优化及数据模型构建

海藻纤维废渣为海藻琼脂提取工艺的副产物，富含碳、氧等元素，以其为原料制备高性能生物质衍生多孔碳可实现海藻纤维废渣的高值化利用.本研究以海藻纤维废渣制备多孔碳，通过吸附等温线和动力学探究吸附行为；并利用XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法构建氨氮吸附容量的预测模型，分析多孔碳制备过程的升温速率、碳化温度及碳化时间等因素对氨氮吸附能力的影响.实验结果表明：海藻纤维基多孔碳材料对氨氮有较好的吸附效果，最大吸附容量可以达到3.514 mg/g,其动力学过程符合拟二级吸附动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温模型；实验和模型证明多孔碳制备过程中碳化温度对氨氮吸附的影响最大，升温速率和碳化时间次之；通过数据模型得出以5℃/min速率升温至1 000℃碳化120 min制备的多孔碳具有最优的氨氮吸附性能.本研究提出一种数据模型，并结合实验成功证明该模型预测的准确性，可为今后生物质衍生多孔碳的制备方法提供预测依据.