几种椰壳活性炭材料的孔结构分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第31卷第l1期}海化1：Shangl／aiChemicallmtus,Ip’2006年11月,．搏杏步几种椰壳活性炭材料的孔结构分析陈女吴倩李佟茗彭宪湖韩引同济大学化学系(上海200092)中石化上海高桥分公司化工事业部(上海200937)摘要为了筛选在异丙苯法生产苯酚工艺中吸附分离d一甲基苯乙烯的吸附剂，测定了4种椰壳活性炭材料的氮吸附等温线，并用BET模型、t图法、BJH理论等方法对孔结构进行分析与表征。结果表明：2号活性炭为微孔型，具有大量2．3nm以下的孔隙。1号、3号、4号活性炭除了微孔外还含有

2、一定量的中孔。4号活性炭中孔率超过50％，拥有最小的平均中孔孔径，对d一甲基苯乙烯有较强的吸附能力，较适合作为异丙苯法生产苯酚工艺中d一甲基苯乙烯的吸附剂。关键词椰壳活性炭孔结构孔径分布中图分类号TQ424．1根据上述实验及计算结果分析并比较4种活性炭的0前言孔结构与吸附性能，为吸附剂筛选提供参考：中石化上海高桥化_T事业部采用异丙苯法生产1实验方法苯酚工艺中，由于引入了钠盐，导致后续的精馏工段钠盐沉积从而影响生产，因此需要在精馏工段前设采用美国Micromeritics公司PRISTAR一3000型置离子交换树脂去除钠盐。由于该工艺中存在少量比表面孔径

3、测定仪，以高纯氮气为吸附质，在77．35的副产物d一甲基苯乙烯，它易在树脂表面聚合并K温度下测定平衡压力(P)和饱和压力(P)之比为堵塞孔道，导致除盐失效。因此拟采用活性炭吸附分0．0095～0．99范围内的氮气吸附体积，活性炭样品测离料液中的d一甲基苯乙烯，使后续的生产得以顺试前先经过1小时90oc的真空处理，此后迅速升温利进行。到200oC，在此温度下真空处理2小时后进行测试：活性炭是一种优良的吸附剂，具备比表面大、孔2实验结果和讨论隙结构发达、化学性质稳定、耐酸耐碱等优点，广泛应用于溶剂回收、气液分离精制、气体净化、污水处2．1吸附等温线理等方面。

4、活性炭的吸附性能主要取决于其特殊的恒定温度下，吸附量与气体平衡压力的关系曲表面性质和孔隙结构，由于存在大量微孔与中孔，使线为气体的吸附等温线：吸附等温线不同相对压力活性炭具备高比表面和吸附容量。分子吸附测量是段的形状可分别反映气体与表面的作用力、孔径分表征多孔固体的常用方法之一。由于氮分子的分子布和孔体积大小等信息，因此研究吸附等温线有助尺寸较小，便于吸附测量，因而低温氮吸附成为一种于对吸附剂的孔结构进行宏观把握：根据IUPAC常用的多孔同体表征手段⋯。(国际纯理论和应用化学联合会)的分类，大TLTL径植物类活性炭原料存在天然孔隙，因而成型的大于50nm

5、，中TLTL径为2～50Hm．微TLTL径小于2活性炭相对其他材料活性炭具有孔隙发达、比表面nmc大、吸附性能好等优势。本研究采用上海唐新活性根据Bmnauer、L．Deming、W．Deming和Teller的炭厂生产的4种椰壳基活性炭作为吸附剂，利用比分类(BDDT分类)[21，分析4种活性炭样品的氮吸附表面孔径测定仪测定上述活性炭的低温氮吸附脱附脱附等温线(如图1所示)的特征，可以看出2#等温等温线，通过标准BET方程计算其比表面积，并通线属于典型的I型吸附等温线，当P／P。较低时，吸过t图法和Barrett—Johner—Halenda(BJH)

6、法分别计算附量急剧增加，P／P。≤0．1时吸附量已达到饱和吸附微孔结构参数和中孔结构参数以及中TLTL径分布。量的90％以上，此后的吸附量趋于恒定，吸附与脱第一作者简介：陈女女1982年生在读硕士研究生主要从事吸附分离方面的研究维普资讯http://www.cqvip.com卜海化第31卷附分支基本重合，表明吸附过程主要为微孑L填充，样7【J(J品中主要含微孑L而且分布集中。4#样品虽然属于I('l'型吸附等温线，但在P／Po>O．1时吸附量仍随相对压凸_力的增大而增加，且趋势变缓，说明该样品在P／Po∽50O值较低时主要发生微孑L填充，此后随着该值增大

7、出宣U现了多层吸附。1}}、3}}样品分别属于Ⅳ、Ⅱ型等温、一4O0＼咖线，两者吸附量随着P／P值增大持续上升，1#由于谗300发生毛细凝结，在中等相对压力时吸附量上升速度蓝比3}}快，两者都出现滞后回环，说明两者都存在一2OfJ定量的较大孑L隙。lO02．2BET模型总孔分析比表面积是吸附剂孑L结构的重要参数，也是影P／Po响吸附剂吸附量的决定因素之一，特别是对中孑L吸图1样品氮吸附脱附等温线附剂。测定多孑L吸附剂比表面积的方法有气体吸附由表1数据可知，1}}样品具有发达的孑L隙结法、溶液吸附法、润湿热法。本文采用气体吸附法，并构，其比表面积、总孑L容

8、、平均孑L径明显高于2}}、依据BET模型的二常数公式求吸附剂比表面积。3}}。