试析物理法制备高比表面活性炭的研究

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1、天津大学硕士学位论文物理法制备高比表面活性炭的研究姓名：范壮军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周理1999.12.1天津大学硕士学位论文摘要本文以炭化椰壳、生椰壳、石油焦等为原料，研究物理活化方法制备高比表面积活性炭的工艺条件。讨论了活化温度、活化时间、催化剂以及活化剂流量对活性炭比表面积和孔径分布的影响。以炭化椰壳为原料，先在800℃下水蒸气活化3小时，加入催化剂，4然后在900"C下以二氧化碳继续活化60小时得到了比表面积为2666m2／g的高比表面积活性炭。通过以=项TVFM方程、DA方程

2、、DR方程和H．K方程处理298K下二氧化碳在活性炭样品的吸附等温线来计算活性炭孔容和微孔比表面积，对这几种方法给出的结果进行比较认为，由DRK方程或DR方程得到孔容和微孔比表面积在某些条件下误差较大，而由DA方程和二项TVFM方程测定的孔容却比较接近真实值。关锹司，高比表面积活性炭＼／，物理活化／比表面积7。孔径分矿吸附等温绋，天律大学硕士学位论文AbstractActivatedcarbonwith垴咖specificsurfaceareawaspreparedfromthecarbonizedcoc

3、onutshellbyphysicalactivationmethods．Theeffectofactivationtemperature，bumoff,catalystsandtheflowrateofactivationagentonthesurfaceareaandporesizedistribuaonofactivecAtl'bonwasstudied．Anactivatedcarbonwitllspecificsurfaceareaof2666m2．g．1wasobtainedfromcarbo

4、nizedcoconutshell．nwasfirstactivatedfor3hoursbysteamat800"C，thenflLrtheractivmedbycarbon$oxidefor60hoursat900"C研thcatalyStadded．Porevolumeand洲【融areaofcarbonsampleswerecalculatedbyTVFM，DA，DRandimprovedH-Kequationfromadsorptionisothermsofcarbondioxide．Resul

5、tsobtainedfromthesemethodswerediscussedandcompared．Comparisonshowed也attheporevolumeandspecificb'(1l壤aceareaca／cdatedbyDRKorDRequationhaverelativelylargercfIDrinsomeca∞s，whereasthosecalculatedbyDAorTVFMequationwenmoreac圮tlrate．KeyWords：．Sup洲ea'oonPb洒cal笛ci

6、v面∞．disailmfimAdsoltxi∞isatmm天津大学硕士学位论文前言近十多年来，许多国家都在加紧开发用作天然气吸附贮存的新型高比表面积活性炭吸附剂。特别是近年来，大气污染日益严重，用氢气、天然气等替代汽油作为车辆的燃料是解决环境污染的可行途径。所以，研究和开发高比表面积活性炭具有重要的应用价值。高比表面活性炭，与普通的工业活性炭相比，具有较高的比表面积(2000m2．g-,～4000m2．g-‘)和孔容(1cm3．g-i～2cm3．91)，大多数孔都是由微孔组成，对啦、CH．等小分子气体的吸

7、附量大幅度地提高，突破了普通活性炭吸附容量低的限制。制备高比表面积活性炭的原料有植物类和矿物类。矿物类原料主要有无烟煤、石油焦等。由于反应活性差，往往采用预氧化处理，以提高产品的性能。植物类原料主要有椰壳料、果壳、果核等。其特点是灰分低，内部结构致密，有利于微孔的形成。同时，其本身存在大量天然的孔。活性炭的制备方法通常有两类：物理法和化学法。二者各有优缺点。物理法包括两个热处理步骤，首先炭化除去易挥发的物质，生成富碳的固体热解物，然后同氧化性气体反应，去除含碳材料内部的碳原子，通过开孔、扩孔和创造新孔丽形

8、成丰富的微孔。化学法是加入化学试剂对原材料进行一步炭化和活化，通过化学试剂镶嵌入碳颗粒内部结构中而开创出丰富的微孔。目前应用较多的化学活化剂有KOH、ZnCl。、HzPO。等。KOH活化则是通过和碳原子反应，起到开孔、扩孔、形成微孔的作用．目前，国内外高比表面积活性炭的制备，基本是采用／(OH高温化学活化。化学法的活化机理很复杂，文献上说法不～。同物理活化相比，化学法的活化温度低，能耗低，方法灵活，通过选择不同的活化剂和活化条