微波辐照在活性炭加工中的应用研究进展.pdf

《微波辐照在活性炭加工中的应用研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、煤炭加工与综合利用No．6，2015COALPROCESSING＆COMPREHENSIVEUTILIZATION65微波辐照在活性炭加工中的应用研究进展倪军杰(神华宁夏煤业集团太西炭基工业有限公司，宁夏石嘴山753000)摘要：简述了微波加热的机理，介绍了微波辐照技术物理活化法和化学活化法两种制备活性炭的方法及影响因素；同时论述了微波辐照技术在活性炭再生及改性方面的应用研究进展。关键词：活性炭；微波辐照；制备；再生；改性中图分类号：TQ127．1；X131．2文献标识码：A文章编号：1005—839

2、7(2015)06—0065-04微波是指波长在lmm-1m之间，频率在上，几乎不可能。目前，普遍采用微波辐照一物300MHz~300GHz的电磁波[1】。微波辐照加热与理活化法和微波辐照一化学活化法，即以微波为传统加热方法相比有着独特的优势：传统加热是热源，水蒸气、CO，、磷酸、氯化锌、碳酸钾等从原料外部通过热辐射加热，热流方向上存在温为活化剂，经过加热炭化、活化等程序实现活性度差，需要经过相当长的时间才能由表及里逐步炭的制备。采用此方法不仅可以增多物料内部的加热，并最终达到整体均匀加热。微波可透射

3、被活性点，活化剂急速蒸发产生的蒸汽压从原料内照物内部，并与物质内部的离子和偶极子相互作部急速膨胀压出，也可使物料内部产生无数裂隙用，引起物质内部电介质的损耗，使电磁能转变和小孔，有助于显著提高活性炭的比表面积，丰为热能以加热物体[2-3]o其加热效率与物质内部富其孔隙结构。的极化程度密切相关[4]。这种加热方式无需热传I．I微波辐照一物理活化法导，具有选择性加热、加热速度快、热效率高、Loren等[8】采用微波一CO，活化法制备活性副反应少、无污染、便于实现自动控制，以及非炭，发现在微波功率700W，

4、加热时间15min接触性、整体性、均匀性等显著优点[5-6]o因此，时，尾气中开始产生CO、H2、CI-h和未反应的微波辐照技术在活性炭加工领域具有广阔的应用CO：；20min后，尾气中各种气体含量达到稳态。前景。说明在微波加热条件下反应体系很快达到了活化温度，木炭与CO反应生成CO，而木炭的孔表1微波辐照在活性炭制备中的应用面和无定形区在高温下分解出H和CH4等气体。近十多年来，国内外许多研究者试图用微波夏洪应等[9】将烟杆废弃物用微波辐照一水蒸气活辐照法替代活性炭传统制备工艺并取得成效。研化法制备

5、成颗粒活性炭，活性炭产率达30．83％，究表明】，在微波场作用下，活性炭会发生空间孔径主要集中在2rim以下，碘吸附值为1060．8电荷极化使其具备极性而吸收微波能量，进而加mg／g，亚甲基蓝吸附值为175mL／g，比表面积为热活性炭。但要单独利用微波辐照能量将原料加1109．2m／g，总孔容为0．613mL／g。樊希安等[】0]热到活化温度是不可能的。例如煤、木材、沥用微波辐照法处理竹节废料制备活性炭，在微波青、焦油、树脂等原料，要将其升温到100℃以功率为700W、活化时间为7min、水蒸汽流量收

6、稿日期：2015-05—11DOI：10．162000．cnki．11-2627／td．2015．06．012作者简介：倪军杰(1981一)，男，宁夏永宁人，2004年毕业于中南大学应用化学专业，工学学士，神华宁夏煤业集团太西炭基公司助理工程师。引用格式：倪军杰．微波辐照在活性炭加工中的应用研究进展[J】．煤炭加工与综合利用，2015(6)：65．68．煤炭加工与综合利用2015年第6期为3．1mL／min的最佳工艺条件下，活性炭碘吸附微波辐照法制备活性炭的影响因素有：微波值为1012．2mg／g，亚

7、甲基蓝脱色率165mL／g，功率、辐照时间、活化剂浓度、浸渍比、pH等。产率为52．3％；其得率是传统方法的2倍，活化一般来讲，微波功率较低时，炭化活化的温度偏时间是传统方法的1／45。ca丌ott等[1I]利用微波低，活性炭吸附性能较差；功率过高时，活性炭对ACF进行热处理，发现微波不仅能有效改变中的化学药剂又损失严重，其吸附性能将不增反孔径和孔容，而且对ACF的表面官能团也有影降：辐射时间太短会使炭化不充分，辐射时间过响，可用于活性炭的表面改性和修饰。长又容易导致部分孔径烧结；活化剂浓度越高，1．

8、2微波辐照一化学活化法脱水缩合作用越大，得到的活性炭孔隙越发达，谭飞等[】以松木屑为原料，碳酸钾为活化吸附性能越好；然而，活化剂浓度过高，则会使剂，微波为热源，在微波功率为600W、辐照时活性炭中的碳成分含量下降，灰分增加，而且多间为6min、碳酸钾浸渍比为20、浸渍时间为24余的活化剂还会堵塞部分孔隙；浸渍比、浸渍时h的最佳工艺条件下，活性炭产率为29．48％。所间、pH，以及活化剂种类，如水蒸气、CO，、氯产活性炭碘吸附值为1189．68mg／g，亚