石油焦基活性炭的制備改性及其對(duì)CO2的吸附性能.pdf

1、近年來(lái)，由溫室效應(yīng)誘發(fā)的高溫、冰雹、洪澇以及干旱等災(zāi)害性天氣頻發(fā)，因此節(jié)能與綠色能源以及溫室氣體捕獲等減排技術(shù)日益受到了人們的重視。在所有人類活動(dòng)造成的溫室氣體當(dāng)中CO2排放量最大。因此，如何減少CO2排放是應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)首先要解決的問(wèn)題。CO2捕集技術(shù)因其設(shè)備簡(jiǎn)單，便于操作等優(yōu)點(diǎn)已收到較多的關(guān)注，但吸附法中的捕集成本依然偏高，因而開發(fā)品質(zhì)優(yōu)良的吸附劑材料已成為當(dāng)下亟待解決的重要課題之一。
　　 本文首先以石油焦為前驅(qū)體原料，通過(guò)

2、KOH活化處理制備活性炭。考察了制備工藝（堿焦質(zhì)量比、堿焦混合方式、原料粒度、原料產(chǎn)地）對(duì)活性炭成品吸附性能的影響;課題進(jìn)一步采用KOH/NaOH二次活化的方式對(duì)活性炭的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用BET、紅外分析等技術(shù)考察了二次活化后活性炭性能的變化，并對(duì)測(cè)試了樣品在室溫下的CO2的吸附性能;本文最后采用硝化-還原的方式對(duì)活性炭進(jìn)行改性，利用孔結(jié)構(gòu)分析、紅外分析、元素分析、XPS等手段表征了改性后活性炭表面官能團(tuán)的種類和數(shù)量，測(cè)試了改性后樣品

3、的CO2吸附性能。
　　 結(jié)果表明:
　　 (1)選取湖北焦為碳源，粒度范圍在100-150μm內(nèi)，KOH為活化劑，將兩者以質(zhì)量比為3∶1進(jìn)行干混法混合后，獲得的活性炭的CCl4吸附性能可達(dá)2252mg/g，而其CO2吸附性能可達(dá)15.03mmol/g。
　　 (2)為考察活性炭的孔結(jié)構(gòu)對(duì)其吸附性能的影響，利用KOH(或NaOH)對(duì)步驟(1)中獲得的活性炭進(jìn)行二次活化后，發(fā)現(xiàn)樣品表面基團(tuán)基本不變，但孔徑分布變寬，

4、樣品中出現(xiàn)了一定數(shù)量中孔甚至大孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致樣品的CC14及CO2吸附性能下降。當(dāng)摻入KOH(或NaOH)與石油焦的質(zhì)量比為1時(shí)得到樣品在0-4bar的壓力范圍內(nèi)的吸附量高于原樣，且通過(guò)計(jì)算得得到其單位比表面積對(duì)CO2吸附量也高于原樣;對(duì)樣品進(jìn)行十輪緩和條件下的吸附-脫附循環(huán)后發(fā)現(xiàn):未經(jīng)二次活化處理的樣品由于孔徑較小及孔分布較窄導(dǎo)致其吸附量減少略快。
　　 (3)為考察活性炭的表面官能團(tuán)對(duì)其吸附性能的影響，通過(guò)硝化-還原法成功地在