椰殼渣制備高比表面積活性炭.pdf

1、本文以天然椰殼經(jīng)酸水解提糖、離心分離糖液后剩余的固體殘?jiān)匆瑲ぴ鼮橹饕芯繉?duì)象，研究了原料性質(zhì)、炭化工藝、熱解及其動(dòng)力學(xué)以及制備高比表面積活性炭的最佳工藝。 首先對(duì)天然椰殼、椰殼渣及脫灰椰殼渣的原料性質(zhì)、炭化工藝以及熱解及其動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，椰殼類原料是一種灰分低、揮發(fā)分高、有害元素少的制備活性炭原料。在椰殼渣炭化過程中，炭化收率隨炭化溫度升高和炭化時(shí)間延長(zhǎng)而降低，隨升溫速率加快而略增加。實(shí)驗(yàn)表明，在炭化溫度為60

2、0℃、炭化時(shí)間為60min的炭化條件下，可以制得較合適的炭化料。氣體分析及能量估算表明，椰殼渣炭化過程中產(chǎn)生的可以燃燒的揮發(fā)分燃燒時(shí)所放出的熱量完全可以滿足熱解過程所需能量。對(duì)天然椰殼、椰殼渣及脫灰椰殼渣的主要熱解反應(yīng)建立了熱解動(dòng)力學(xué)模型，三者的主要熱解反應(yīng)均可看作一級(jí)反應(yīng)。熱解炭化料的分析表明，椰殼渣、天然椰殼以及脫灰椰殼渣的炭化過程，是碳原子逐漸芳構(gòu)化和生成類石墨微晶結(jié)構(gòu)的過程。在三者相應(yīng)的炭化料結(jié)構(gòu)中，含有類似石墨的碳六角網(wǎng)面基本

3、結(jié)構(gòu)單元，但網(wǎng)面還較小，堆積層數(shù)少，且為亂層堆積；同時(shí)，椰殼渣炭化料具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)。 在制備高比表面積活性炭研究中，首先以KOH為活化劑，制備出了比表面積達(dá)2180m2．g-1、總孔容為1．19ml．g-1的高比表面積活性炭，且活化劑是影響孔隙結(jié)構(gòu)特征的主導(dǎo)因素。各考查因素對(duì)產(chǎn)品碘吸附值影響順序?yàn)椋夯罨瘯r(shí)間>炭化溫度>炭化時(shí)間>堿炭質(zhì)量比。其次，又對(duì)磷酸一步活化法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，該方法可以在腐蝕性相對(duì)較小、產(chǎn)率較高

4、的條件下，制得比表面積在1700㎡．g-1以上的高比表面積活性炭。 結(jié)合上述兩種活化方法的各自優(yōu)點(diǎn)，提出了酸堿復(fù)合活化法方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用此方法可制得微孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、碘吸附值為2000mg．g-1以上、比表面積大于2500㎡．g-1的高比表面積活性炭。在該方法中，堿炭比和酸料浸漬比是最主要的影響因素。 以上不同制備方法具有各自特點(diǎn)：在收率方面，復(fù)合活化法所得產(chǎn)品收率較氫氧化鉀化學(xué)活化法高，但較磷酸一步活化法低；在性能