熱解活化法制備椰殼活性炭的方法和機(jī)理研究.pdf

1、活性炭因其具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、大比表面積和強(qiáng)吸附能力，被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)。隨著社會(huì)發(fā)展的與日俱增，活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，具有高吸附、多功能、強(qiáng)度大等綜合優(yōu)勢(shì)的活性炭應(yīng)運(yùn)而生?；钚蕴康耐ǔＶ苽浞椒ù嬖诨瘜W(xué)試劑用量大，三廢污染高，能耗高，得率低，生產(chǎn)成本高，工藝復(fù)雜等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，清潔節(jié)能的快速制備方法顯得尤為重要。
　　以椰子殼為原料，創(chuàng)新采用熱解活化法，在不添加任何化學(xué)試劑或活化氣體的條件下，制備出吸附性能

2、優(yōu)良的活性炭。本文全面考察了活化溫度、活化時(shí)間、升溫速率、原料反應(yīng)量以及原料顆粒度對(duì)活性炭的得率、吸附性能、比表面積、孔結(jié)構(gòu)特征的影響；并探討了熱解活化制備活性炭的機(jī)理。為活性炭新的制備工藝提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
　　研究了以椰殼為原料，采用不添加任何活化劑的熱解活化法，在活化溫度為900℃，保溫時(shí)間4 h，升溫速率為10℃/min的情況下，制得比表面積為994 m2/g的微孔發(fā)達(dá)的椰殼活性炭，其碘吸附值達(dá)到1295 mg/g，

3、亞甲基藍(lán)吸附值為135 mg/g，該活性炭的得率為18.24％。N2吸附結(jié)果表明活性炭的孔徑集中分布于2 nm附近，總孔容積為0.5039 cm3/g，其中微孔容積為0.4303 cm3/g，微孔率達(dá)85.39%。對(duì)該活性炭進(jìn)行CO2動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CO2飽和吸附容量為56.61 mL/g，優(yōu)于市售椰殼活性炭。
　　研究了影響產(chǎn)品性能的熱解活化因素：活化溫度、活化時(shí)間、升溫速率、原料反應(yīng)量以及原料顆粒度。實(shí)驗(yàn)表明：隨著活化溫

4、度升高，活化時(shí)間延長(zhǎng)，活性炭的得率下降，亞甲基藍(lán)和碘吸附值增加，但是，活化溫度過(guò)高，活化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致孔壁坍塌、孔隙合并，使得吸附性能下降；在實(shí)驗(yàn)條件下，升溫速率提高，活性炭的吸附性能增加；增加原料反應(yīng)量和增加原料顆粒度，活性炭的吸附性能均有不同程度的下降。
　　在不添加任何活化氣體或化學(xué)試劑的情況下，熱解活化制備吸附性能好的椰殼活性炭的機(jī)理可能是由于，熱解活化過(guò)程中，原料分解釋放出H2O、CO2、CO等，氣體釋放過(guò)程會(huì)形成一部分