微波加热碳酸钾法制备烟杆基高比表面积活性炭.pdfVIP

助 锨 材 料 2008年第1期(39)卷 微波加热碳酸钾法制备烟杆基高比表面积活性炭。 张利波，彭金辉，夏洪应，李 玮，曲雯雯，朱学云 (昆明理工大学材料与冶金工程学院，云南昆明650093) 摘要： 以烟杆炭化料为原料，采用微波加热碳酸钾 均匀f采用自制的功率连续可调、气氛可控的微波设备 活化法制备了高比表面积活性炭。研究了微波加热时 间和碱炭比对活性炭的得率和吸附性能的影响，得到 通人流量为100ml／min的氮气进行保护，冷却后的物 了优化工艺条件，所得活性炭产品的碘吸附值为 料采用体积浓度为50％的盐酸溶液进行酸洗，时间为 2h，酸洗后采用漂洗工艺使物料的pH值到6．5，再在 1834mg／g，亚甲基兰吸附值为517．5mg／g，得率为 16．65％。产品的吸附性能超过了双电层电容器专用 393K下干燥2h，最后粉碎得到产品． 活性炭(LY／T1617-2004)标准的要求，同常规加热相2．2活性炭的表征 比，活化时阊缩短了78．26％．同时测定了该活性发 的氮吸附等温线，通过非定域化密度函数理论表征了 活性炭的孔结构。该高比表面积活性炭的比表面积为 性炭的得率是粉碎后活性炭产品与烟杆炭化料的质量 2557mz／g，总孔体积为1．6470ml／g。 比。 关键词：微波加热；碳酸钾；高比表面积活性炭；孔结 比表面积与孔结构的表征采用美国康塔公司 构 中图分类号：Tq424．1 文献标识码：A 文章编号：1001-9731(2008)01-136-03围内进行氮吸附测定。测试前样品在573K下脱气 12h。采用BET法计算比表面积，总孔体积容由相对 1 引 言 压力为0．99时的氮吸附量决定，采用非定域化密度函 高比表面积活性炭作为发展潜力巨大的功能材 数理论(NLDFT)表征活性炭的孔径分布。 料。已在电容器电极材料的制备rfl、气体燃料的吸附存 3结果与讨论 储和分离[2d】、液相吸附[．]等领域得到了广泛应用。然 而在高比表面积活性炭的制备过程中，无论采用物理 根据碳酸钾法制备活性炭的特点，选定对活性炭 法还是化学法．一般存在工艺时间过长、能耗偏高等问 性能和得率影响较大的微波加热时间、碱炭比作为实 题，使高比表面积活性炭的成本居高不下。而微波加 验的因素，进行系统实验，每一组实验重复3次，取平 热具有选择性加热、热效率高、清洁无污染、启动和停 均值作为实验结果。 止加热迅速等优越特征，已在活性炭的制备领域中得 3．1碱炭比对活性炭吸附性能和得率的影响 到了广泛应用[5]。本文以农林废弃物一烟杆的炭化物 实验保持微波功率700W，加热时间30min不变， 为原料，采用微波加热碳酸钾活化法制备了高比表面 研究碱炭比对活性炭碘吸附值、亚甲基兰吸附值以及 积活性炭．分别系统研究了微波加热时间和碱炭比对 得率的影响，结果如图1、2所示。 活性炭的得率和吸附性能的影响，并对其孔径结构进 行了表征。 2实验 2．1原料及工艺流程 实验所采用的烟杆取自云南省，自然风干后其工 业分析结果为水分8．83％I挥发份68．54％；固定碳 18．99％；灰分3．64％。 将破碎后的烟杆以10K／min加热到723K，保温图1碱炭比对活性炭吸附性能的影响 lEffectof ratioon Fig K2C03／c adsorptionproper- 2h，冷却后粉碎至150p