佛手渣基超級活性炭的制備及濕儲二氧化碳性能研究.pdf

1、超級活性炭是一類具有高效吸附功能的多孔材料。由于其高比表面積、發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和特殊的表面化學(xué)性質(zhì)等特征，在氣體吸附存儲領(lǐng)域被廣泛地推廣與應(yīng)用。
　　本文以廢棄的佛手渣為原料，經(jīng)過原料預(yù)處理、炭化、KOH浸漬和活化制備了高比表面積和發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的佛手渣基超級活性炭。論文研究了原料佛手渣預(yù)處理、炭化、劑炭比和活化等工藝條件與佛手渣基活性炭的碘、苯酚和亞甲基藍(lán)的吸附值之間的關(guān)系;同時，運(yùn)用元素分析、N2吸附等溫線、XRD、SEM和FTI

2、R等手段對活性炭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，在預(yù)處理溫度120℃、預(yù)處理時間12h、炭化溫度450℃、炭化時間2h、活化溫度850℃、活化時間1h、升溫速率7℃·min-1、添加劑KOH與佛手渣炭化樣品的質(zhì)量比為5∶1的適宜條件下，可制備出孔容1.60cm3·g-1、BET比表面積2887m2·g-1、孔徑集中在1.5-4 nm和碘吸附值1352 mg·g-1的超級活性炭。
　　對液相或氣相吸附質(zhì)的吸附能力是評價活性炭應(yīng)用潛力的重

3、要指標(biāo)。針對污水中的苯酚和亞甲基藍(lán)兩種典型污染物，本文研究了佛手渣基活性炭脫除水中苯酚和亞甲基藍(lán)的性能。結(jié)果表明，在苯酚和亞甲基藍(lán)的初始濃度分別為190 mg·L-1和1.6 g·L-1的條件下，佛手渣基活性炭用量與模型污水的質(zhì)量比分別為1∶625和1∶200，苯酚和亞甲基藍(lán)的吸附值分別可達(dá)113 mg·g-1和320mg·g-1。另外，針對溫室氣體二氧化碳的重大環(huán)境問題，本文進(jìn)一步研究了佛手渣基活性炭吸附存儲二氧化碳的性能。結(jié)果表明，

4、在溫度3℃和壓力3.57 MPa的條件下，干炭樣品的二氧化碳吸附容量達(dá)到19.21mmol·g-1。由于在預(yù)吸附水處理后的活性炭樣品孔隙中生成了二氧化碳水合物，隨著樣品預(yù)吸附水量的增加，二氧化碳的吸附容量明顯增加。在溫度0℃，壓力3.57 MPa，水炭比1.7的條件下，二氧化碳的吸附容量最高可達(dá)到29.02 mmol·g-1。運(yùn)用克勞修斯—克拉佩龍方程計算二氧化碳水合物的生成焓為-55.27 kJ·mol-1，此值符合文獻(xiàn)報道的二氧化碳