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AG平台真人 真人AG 平台官网AG平台真人 真人AG 平台官网大连理工大学大连116012本文报道了用石油焦、核桃壳为原料,以氢氧化钾为活化剂制备高表积活性碳的新工艺。研究了主要工艺条件对产品性能的影响。结果表明,最佳活化条件为:KO活化温度800～900。【关键词】高表面积活性碳,核桃壳,氢氧化钾ewTehniqueivatehangrsityhnolonewtechighsurfacereaacivatedcarbosingchemicaydroroducedinflu2encerocessingcondrestudiedsultcondfol2lowingtemrature:800～900【Keighsurfacereaacivatedcarboing,Potassiumydro活性碳作为一种碳素材料,主要以木材、果壳、煤等原料经碳化活化而成。制备活性碳的方法一般有气体活化和化学活化。现今,市场上售出的活性碳主要以水蒸汽活化和以ZnCl2化剂的化学活化法制备的,其表面积达到1000m但是近来以KO等碱为活化剂的化学活化法引人注目。以煤、石油焦为原料制备的活性碳其表面积达到3000m高吸附性能拓宽了活性碳的用途,高表面积活性碳已逐渐应用于双电层电容的电极催化剂载体等领域。文献报导了许多原料制造高表面积活性碳的工艺主要以煤基或石油焦为主,其它材料如植物基报导很少。本文主要用植物基核桃壳作为原料,为活化剂研究高表面积活性碳的制造工艺。11活性碳的制备原料选用经一次碳化核桃壳或石油焦。加入倍氢氧化钾。充分混合,系统通N保护,低温脱水、高温活化,然后将混合物冷却、充分水洗除去碱分、干燥即得到活性碳。制造流程如下:〃34〃2021活性碳性能测试表面积、孔径分布采用ST203表面孔径测定仪测定。碘吸附值为012g活性碳样加入50m1N碘溶液中吸附的数值。31原料性质石油焦灰分很低,固定碳高适宜制备高性能活性碳,核桃壳属植物基,其有毒成碳化温度对碳化样品性质的影响植物基核桃壳挥发分很高,制备活性碳时需先碳化除去挥发分。在400—700碳化30随碳化温度升高,核桃壳中半纤维素等小分子体系解聚并以挥发物形式逸出。纤维素经过脱水,生成醇酮型互变异构中间体,木质素缩合而成芳环构造。其表面积及许多性质也都随碳化温度变化很大。500表面积为300m碱碳化对活性碳性能的影响KO活化碳样时主要是KO消耗碳,KO量越多,消耗碳越多。所示为碳样在400保持30900活化90分制得的活性碳表面积、碘吸附石油焦活性碳表面积关系石油焦活性碳碱碳比与碘值关系活化程度加深,原有的孔变大,表面积可能降低。显示随活化温度升高,表面积和碘吸附值逐渐增大。石油焦在温度为800时面积、碘值达极大值。而核桃壳在900时,表面积,碘值仍无下降趋势。一般认为,KO活化法生产活性碳机理为102K2CO2K2O〃35〃CH2C2K1200137665160123358399核桃壳一次低温脱水300-500高温活化600-900水洗干燥活性碳碳化160KOH制取活性碳时,消耗碳使孔隙发达。另一方面,反应钾蒸汽会扩散入碳层,影响孔结构不同,影响效果不同。石油焦活性碳石油焦活性碳碳样粒度对活性碳性质的影响实验以核桃壳碳样为原料,碱碳比为脱水温度400,脱水时间30分钟,活化温度900,活化时间90分钟。粒度从011mm8mm160活化的两种形式相对应,碳样表面存在活化层与扩散层。在活化层,主要发生反应形成孔隙。而扩散层主要是由于高温时钾蒸汽进入碳层内部,隙增大。但是扩散毕竟有限,所以只有减少粒度,保证均匀的浸渍度,且粒度不宜太小,以免破坏已生成的微孔。可见,粒度以2mm80脱水温度对活性碳性质的影响核桃壳碳样在上述条件活化后,脱水30分钟。样品表面积与脱水温度的关系见图所示为活化时间对表面积、碘值的影响。随时间增加,表面积稍有增加。在90分时,表面积、碘吸附值达最大值。再延长活化时间,表面积,碘值下降。碳化温度对活性碳性质影响核桃壳在400—700碳同碳化样,其表面积活化时间与表面积、碘值关系高表面积活性炭SBET普通活性炭SBET之间;碘值在1900—2050m之间。〃36〃可知,高表面积活性碳主要存在6—15的微孔,而普通活性碳则存在10—20制备活性碳的最佳参数及基本特征从上述实验,得到从核桃壳和石油焦制备活性碳的最佳参数及在最佳条件下生产的活性碳的基本特性,列于表活化剂核桃壳核桃壳石油焦KO水蒸汽KO90高表面积活性碳基本特性表面积水蒸汽77不规则11植物基核桃壳能制备性能优良的高表面积活性碳,影响制备活性碳的主要因素是碱活化温度。实验表明,最佳溶化条件为:KO活化温度800～900。21KO活化制备活性碳具有发达微孔结构,孔分布主要在6—15之间。高尚愚炭素1994;163145shiroibatasaoItorawford1982;201992;62998chemSo1991;1131636acdonald1992;30082694064805日本公开特许公报62-5211410enialebgaaa,rburgellSo1994;131763〃37〃
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