制取活性炭的生物質(zhì)焦介電特性研究.pdf

1、微波加熱技術(shù)憑借其高效性、均勻性、選擇性等優(yōu)點(diǎn)，在制備活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域中引起廣泛關(guān)注。然而熱失控現(xiàn)象在微波加熱過程中時(shí)有發(fā)生，即由于物料吸收微波能力強(qiáng)導(dǎo)致溫度迅速升高燒毀反應(yīng)物，這就降低了微波利用的安全性和有效性。物料在制取活性炭過程中吸收微波多少由它的介電特性決定，介電特性又與其結(jié)構(gòu)和成分相關(guān)，結(jié)構(gòu)和成分又會(huì)因炭化、活化過程中溫度、原料以及所用活化劑的不同發(fā)生變化，致使介電特性也在此過程中發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，為將微波加熱技術(shù)正確有效

2、地應(yīng)用于制備活性炭、避免熱失控現(xiàn)象，研究該過程中的介電特性變化至關(guān)重要。
　　論文以玉米芯、椰殼、煙煤為實(shí)驗(yàn)原料，經(jīng)炭化制得300~900℃溫度區(qū)間內(nèi)的焦樣，然后加入不同活化劑（KOH、ZnCl2）在不同溫度下（玉米芯、椰殼：800℃、900℃；煙煤：700℃、900℃）活化制備得到活性炭樣品。運(yùn)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)這些樣品在2~18GHz范圍內(nèi)的介電特性進(jìn)行研究，并運(yùn)用X射線衍射、傅里葉紅外光譜以及BET比表面積測(cè)試法等表征方法分

3、析生物質(zhì)焦在上述處理過程中的結(jié)構(gòu)演變，從微觀方面探究不同因素對(duì)生物質(zhì)焦介電特性的影響機(jī)理。
　　對(duì)原料炭化研究表明，介電特性參數(shù)（復(fù)介電常數(shù)實(shí)部、虛部、損耗正切值）隨炭化溫度升高逐漸增大。
　　（1）X射線衍射分析結(jié)果表明，當(dāng)炭化溫度升高時(shí)，生物質(zhì)焦內(nèi)部碳微晶的晶面層間距逐漸減小，晶體堆積高度逐漸增大，微晶結(jié)構(gòu)總體上向有序化方向發(fā)展，使得其介電特性增大。
　?。?）FT-IR分析發(fā)現(xiàn)，隨溫度升高，生物質(zhì)焦芳香化程度增加

4、，結(jié)構(gòu)有序化程度提高，導(dǎo)致其介電特性增強(qiáng)。
　　（3）三種材料經(jīng)較低溫300℃、500℃炭化后介電特性參數(shù)均較小。隨著溫度進(jìn)一步升高，在700℃時(shí)，玉米芯和椰殼生物質(zhì)原料的介電特性參數(shù)開始增大，煙煤在900℃時(shí)出現(xiàn)增幅。
　　活化研究表明，隨活化溫度升高，各種原料所制活性炭的介電特性均呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。
　?。?）實(shí)驗(yàn)得出孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)介電特性的影響規(guī)律：經(jīng)800℃、900℃分別活化后的玉米芯、椰殼活性炭以及經(jīng)900℃活化后的