石油焦基活性炭的制備改性及其對CO2的吸附性能.pdf

1、近年來，由溫室效應誘發(fā)的高溫、冰雹、洪澇以及干旱等災害性天氣頻發(fā)，因此節(jié)能與綠色能源以及溫室氣體捕獲等減排技術日益受到了人們的重視。在所有人類活動造成的溫室氣體當中CO2排放量最大。因此，如何減少CO2排放是應對溫室效應首先要解決的問題。CO2捕集技術因其設備簡單，便于操作等優(yōu)點已收到較多的關注，但吸附法中的捕集成本依然偏高，因而開發(fā)品質(zhì)優(yōu)良的吸附劑材料已成為當下亟待解決的重要課題之一。
　　 本文首先以石油焦為前驅(qū)體原料，通過

2、KOH活化處理制備活性炭。考察了制備工藝（堿焦質(zhì)量比、堿焦混合方式、原料粒度、原料產(chǎn)地）對活性炭成品吸附性能的影響;課題進一步采用KOH/NaOH二次活化的方式對活性炭的孔結(jié)構進行調(diào)節(jié)，利用BET、紅外分析等技術考察了二次活化后活性炭性能的變化，并對測試了樣品在室溫下的CO2的吸附性能;本文最后采用硝化-還原的方式對活性炭進行改性，利用孔結(jié)構分析、紅外分析、元素分析、XPS等手段表征了改性后活性炭表面官能團的種類和數(shù)量，測試了改性后樣品

3、的CO2吸附性能。
　　 結(jié)果表明:
　　 (1)選取湖北焦為碳源，粒度范圍在100-150μm內(nèi)，KOH為活化劑，將兩者以質(zhì)量比為3∶1進行干混法混合后，獲得的活性炭的CCl4吸附性能可達2252mg/g，而其CO2吸附性能可達15.03mmol/g。
　　 (2)為考察活性炭的孔結(jié)構對其吸附性能的影響，利用KOH(或NaOH)對步驟(1)中獲得的活性炭進行二次活化后，發(fā)現(xiàn)樣品表面基團基本不變，但孔徑分布變寬，

4、樣品中出現(xiàn)了一定數(shù)量中孔甚至大孔結(jié)構，導致樣品的CC14及CO2吸附性能下降。當摻入KOH(或NaOH)與石油焦的質(zhì)量比為1時得到樣品在0-4bar的壓力范圍內(nèi)的吸附量高于原樣，且通過計算得得到其單位比表面積對CO2吸附量也高于原樣;對樣品進行十輪緩和條件下的吸附-脫附循環(huán)后發(fā)現(xiàn):未經(jīng)二次活化處理的樣品由于孔徑較小及孔分布較窄導致其吸附量減少略快。
　　 (3)為考察活性炭的表面官能團對其吸附性能的影響，通過硝化-還原法成功地在