玉米芯活性炭的制備、改性及CO2氣體吸附性能研究.pdf

1、由于全球工業(yè)現(xiàn)代化步伐加快，過多的燃燒化石燃料排放了大量的二氧化碳等溫室氣體，造成全球溫室效應逐年加重。因此，二氧化碳的捕集回收技術對于減少二氧化碳的排放有著重要意義，研究高性能、廉價、環(huán)保的吸附材料成為了全球迫在眉睫的課題。活性炭由于其孔隙發(fā)達、高比表面、吸附能力強、力學強度高、化學穩(wěn)定性好、易再生等優(yōu)點被廣泛應用，而以農(nóng)作物廢棄物等植物可再生資源制備活性炭具有較高的社會經(jīng)濟效益和廣闊的發(fā)展前景。本論文以農(nóng)業(yè)廢棄物—玉米芯為原料制備活

2、性炭，并對其改性，成功用于二氧化碳氣體的回收捕集。
　　首先，本論文以玉米芯為原料采用KOH化學活化法分兩步制備活性炭，即將磨碎的玉米芯炭化后再以KOH為活化劑進行高溫活化，制備玉米芯活性炭。在大量實驗的基礎上，考察分析了時間、溫度、物料濃度等因素對制備玉米芯活性炭的影響，確定了具有高二氧化碳吸附性能的玉米芯活性炭的最優(yōu)制備條件。
　　玉米芯活性炭的最優(yōu)制備條件為:炭化溫度，450℃;炭化時間，4h; KOH溶液濃度，1mo

3、l/L;活化溫度，800℃。在此條件下制備的玉米芯活性炭有最大的比表面積，為653.2m2/g,同時具有發(fā)達的孔隙結構和豐富的有機官能團。利用熱重分析儀研究確定了30℃常壓條件制備的玉米芯活性炭下CO2和N2的吸附量分別為1.649mmol/g、0.418mmol/g。研究表明，制備的玉米芯活性炭對CO2氣體有很好的吸附選擇性能，可應用于CO2氣體的回收捕集。
　　其次，本論文以HNO3、Ca(NO3)2、NaNO3、MgNO3)

4、2等氧化劑和Na2CO3、K2CO3、NH3·H2O等還原劑對最優(yōu)條件下制備的玉米芯活性炭進行改性，采用X射線熒光分析、傅立葉變換紅外光譜分析、等溫吸附線分析等方法考察了改性劑種類對玉米芯活性炭性能的影響。結果表明，玉米芯活性炭經(jīng)過Na2CO3改性后對CO2氣體吸附量提高最多，35℃時對CO2氣體吸附量為2.043mmol/L，比改性前提高了28％。所以，制備的玉米芯活性炭經(jīng)過Na2CO3改性后能提高對CO2的氣體吸附性能，更有助于CO