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《高比表面積煤基活性炭的制備及其吸附性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、煤質(zhì)技術(shù)全國中文核心期刊礦業(yè)類核心期刊CAJ-CD規(guī)范執(zhí)行優(yōu)秀期刊高比表面積煤基活性炭的制備及其吸附性能的研究邢寶林,張傳祥,潘蘭英,陳明超,劉浩然(河南理工大學材料學院,河南焦作454003)摘要:以太西無煙煤為原料,KOH為活化劑,采用化學活化法制備高比表面積煤基活性炭,著重考察了堿炭比、活化溫度、活化時間對活性炭吸附性能的影響。研究結(jié)果表明:當堿炭2比為4、活化溫度為800!、活化時間為1h時,可以制得比表面積達3215m/g,碘吸附值達2884mg/g,亞甲藍吸附值達548mg/g的高比表面積煤基活性炭。關(guān)鍵詞
2、:高比表面積;煤基活性炭;吸附性能中圖分類號:TQ4241文獻標識碼:A文章編號:10066772(2008)010085-04活性炭是一種具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)和巨大比表面響,為高比表面積煤基活性炭的制備及應(yīng)用提供理積的碳質(zhì)吸附材料,它具有吸附性強、化學穩(wěn)定性論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。好、力學強度高,且可方便再生等特點,被廣泛的應(yīng)1實驗部分用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護等領(lǐng)域,其需求量隨著社會的發(fā)展和人民生活水平提11實驗原料及藥品高,呈逐年上升的趨勢,尤其是近年來隨著環(huán)境保護原料煤:寧夏太西
3、無煙煤,其工業(yè)分析結(jié)果見表要求的日益提高,使得國內(nèi)外活性炭的需求量越來1所示,煤樣使用前烘干并破碎,取粒度為02~越大。但普通活性炭的比表面積一般為800~01mm備用。21000m/g,吸附容量有限,因而比表面積達2000~24000m/g的高比表面積活性炭應(yīng)運而生,成為近年來多孔炭材料研究和開發(fā)的熱點。高比表面積活性炭具有比表面積大、化學穩(wěn)定性好、吸附容量大等優(yōu)點,除了可替代普通活性炭更有效地應(yīng)用于傳統(tǒng)[1~2]12高比表面積煤基活性炭的制備領(lǐng)域外,還廣泛用作雙電層電容器的電極材料、[3][4][5]將無煙煤與活
4、化劑按一定的比例混合,加少量催化劑載體、氣體分離和天然氣儲存材料去離子水攪拌均勻,放置于鎳制反應(yīng)釜中,在高純等。N2氣氛保護下,以5!/min的升溫速率升溫至以煤為原料來制備高比表面積活性炭不僅可以400!,在400!下低溫脫水1h,繼續(xù)升溫至750~克服原料的限制,而且可以降低成本,提高產(chǎn)品的性900!后,活化一定時間,自然冷卻,收集活化料用能。鑒于此,實驗以太西無煙煤為原料,采用KOH3mol/L的鹽酸浸泡24h,然后去離子水洗至中性,活化法來制備高比表面積活性炭,并初步探討了活150!下干燥2h后備用,其具體工藝流程如
5、圖1所化劑KOH與無煙煤的質(zhì)量比(下稱堿炭比)、活化示。溫度、活化時間等工藝參數(shù)對活性炭吸附性能的影收稿日期:2007-07-26作者簡介:邢寶林(1982-),男,湖北黃岡人,碩士研究生,主要從事炭材料方面的研究。高比表面積煤基活性炭的制備及其吸附性能的研究85煤質(zhì)技術(shù)點上的碳原子基本上已消耗完,過量的KOH參與反應(yīng)時,消耗的主要是孔隙周圍作為骨架的碳原子而引起活性炭的過度燒蝕,甚至造成部分炭骨架塌[7]圖1高比表面積煤基活性炭的制備工藝流程陷,導致活性炭的比表面積下降,因此活性炭對碘和亞甲藍的吸附量有所減小。
6、13活性炭的吸附性能的測定分別按照GB/T77027-1997煤質(zhì)顆?；钚蕴康馕街档臏y定和GB/T77026-1997煤質(zhì)顆粒活性炭亞甲藍吸附值的測定測定活性炭的碘吸附值和亞甲藍吸附值,并以此來評價活性炭的吸附性能。14活性炭比表面積及孔結(jié)構(gòu)的表征樣品的比表面積及孔結(jié)構(gòu)采用美國麥克公司(Micrometrics)生產(chǎn)的ASAP2020型吸附儀測定,以圖2堿炭比對活性炭吸附性能的影響高純N2為吸附質(zhì),采用容量法在77K下測定試樣22活化溫度對活性炭吸附性能的影響的吸附等溫線,據(jù)此計算活性炭的BET比表面
7、積、孔容積及孔徑分布。在固定堿炭比為4,活化時間為1h的工藝條件下,考察了活化溫度對活性炭吸附性能的影響,結(jié)果2結(jié)果與討論見表3。21堿炭比對活性炭吸附性能的影響在固定活化溫度為800!,活化時間為1h的工藝條件下,考察了堿炭比對活性炭吸附性能的影響,結(jié)果見表2。由圖3可以看出隨著活化溫度的升高,活性炭的碘吸附值與亞甲藍吸附值隨之增大,在活化溫度為800!時,碘吸附值與亞甲藍吸附值達到最大,此后隨著活化溫度的進一步升高,碘吸附值與亞甲藍吸附值緩慢減小。其原因在于,隨著活化溫度的升由圖2可知,隨著堿炭比的增大,活性炭的碘
8、吸高,活化過程中產(chǎn)生的鉀原子在煤中的擴散速度加附值和亞甲藍吸附值亦隨之顯著增大,在堿炭比為快,與碳的反應(yīng)速度加劇,消耗的碳原子增加,形成4時,碘吸附值和亞甲藍吸附值分別達到最大值的孔隙數(shù)目增多,活性炭的比表面積隨之增大,因此(2884mg/g和548mg/g),但當堿炭比大于4后,活對碘和
