生物質(zhì)自成型活性炭制備方法研究.pdf

1、活性炭是一種具有較大比表面積與發(fā)達孔隙結(jié)構(gòu)的多孔碳材料，按形狀一般分為粉末活性炭與成型活性炭。其中，成型活性炭與粉末活性炭相比，在儲存、運輸及使用過程中極具優(yōu)勢，易于滿足不同行業(yè)的多種需求，所以成型活性炭作為新一代的吸附材料逐漸得到發(fā)展。為克服目前生物質(zhì)成型活性炭制備方法中，須加入水分使生物質(zhì)原料捏合塑化成型所導(dǎo)致的耗能耗時、活化劑回收困難等問題，本文提出將固體活化劑與生物質(zhì)粉末共同粉碎至一定粒度并混合均勻，依靠生物質(zhì)自身木質(zhì)素、纖維素

2、等相關(guān)組分的軟化粘結(jié)作用干法成型，避免了水分的引入以及后續(xù)過濾、干燥等步驟，以此簡化生物質(zhì)自成型活性炭的制備工藝。
　　以生物質(zhì)鋸末為原料，氯化鋅為活化劑，以碘吸附值為評價指標，采用單因素實驗法研究了鹽料比（氯化鋅與生物質(zhì)質(zhì)量比，下同）、活化溫度、活化時間及成型密度（氯化鋅與生物質(zhì)混合物料的成型密度，下同）4個因素對自成型活性炭活化效果的影響規(guī)律，確定了干法制備微孔型生物質(zhì)自成型活性炭的較優(yōu)工藝條件為:鹽料比為2.0∶1，活化溫度

3、為550℃，活化時間為40min，成型密度為1.5g· cm-3。在此工藝條件下制備得到的生物質(zhì)自成型活性炭，其碘吸附值為1322.7mg· g-1，BET比表面積為2010m2·g-1，初步證明了干法制備微孔型生物質(zhì)自成型活性炭工藝的可行性。
　　以生物質(zhì)鋸末為原料，氯化鋅為活化劑，以亞甲基藍吸附值為評價指標，采用單因素實驗法研究了鹽料比、活化溫度、活化時間及成型密度4個因素對成型活性炭活化效果的影響規(guī)律，確定了干法制備中孔型生

4、物質(zhì)自成型活性炭的較優(yōu)工藝條件為:鹽料比為1.0∶1，活化溫度為950℃，活化時間為60min，成型密度為1.4g· cm-3。在此工藝條件下制備得到的生物質(zhì)自成型活性炭，其亞甲基藍吸附值為387mg· g-1，BET比表面積為2104m2·g-1，且中孔率高達71.8％，驗證了該種簡化工藝對制備中孔型生物質(zhì)自成型活性炭材料的可行性。
　　在單因素實驗的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法對干法制備生物質(zhì)自成型活性炭工藝過程中的4個影響因素進行了

5、優(yōu)化分析。經(jīng)優(yōu)化得到碘吸附值最高的活性炭制備工藝條件為:鹽料比為2.5∶1，活化溫度為760℃，活化時間為40min，成型密度為1.7g· cm-3;得率最高的活性炭制備工藝條件為:鹽料比為1.0∶1，活化溫度為600℃，活化時間為50min，成型密度為1.6g· cm-3;強度值最高的活性炭制備工藝條件為:鹽料比為1.0∶1，活化溫度為720℃，活化時間為70min，成型密度為1.45g· cm-3。并在此基礎(chǔ)上，通過實驗驗證了所建立