以炭黑为原料制备活性炭研究

发布时间：2021-03-24 23:06

　　为了实现炭黑的高价值利用,以天然气制乙炔副产炭黑为原料、KOH为活化剂制得了低矿物质含量的活性炭。研究发现在一定的范围内提高KOH与炭黑质量比、活化温度和活化时间可以促进孔道的形成,有利于提高活性炭的比表面积,但是持续提高KOH与炭黑质量比、活化温度和活化时间会导致过度活化,致使活性炭的比表面积降低;在400℃增加预活化时间有利于形成活化剂扩散的孔道,有利于活性炭比表面积的提高。在最佳条件下制得的活性炭的最大比表面积为1872 m²/g,活性炭的孔结构以2-4 nm的介孔为主。 

【文章来源】：蚌埠学院学报. 2020,9(05)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

KOH与炭黑质量比对活性炭比表面积的影响

在KOH与炭黑的质量比为5∶1,预活化时间为1 h,活化时间为2 h时,考察了活性炭的比表面积随活化温度的变化规律,结果如图2所示。从图2中可以看出,当活化温度由750 ℃升高至850 ℃时,活性炭的比表面积由1554 m2/g升高至1872 m2/g;然而,当温度继续升高至875 ℃时,活性炭的比表面积则降低至1724 m2/g。以上现象说明升高活化温度有利于KOH与炭黑的反应,促进孔结构的生成,尤其是当反应温度超过762 ℃(钾的沸点)时,钾会扩散进入碳层,与碳反应进一步拓展孔结构。但是当温度高于850 ℃时,KOH的活化作用过强,导致孔结构被侵蚀破坏,比表面积降低。

在KOH与炭黑的质量比为5∶1,预活化时间为1 h,活化温度为850 ℃时,考察了活性炭的比表面积随活化时间的变化规律,结果如图3所示。从图3中可以看出,当活化时间由1 h增加至2 h时,活性炭的比表面积由1374 m2/g增加至1872 m2/g,当活化时间继续增加时活性炭的比表面积开始降低,活化3 h获得的活性炭比表面积为1401 m2/g,活化4 h获得的活性炭比表面积为1471 m2/g。以上现象说明在2 h内增加活化时间可以促进KOH与炭黑的反应,有利于活性炭孔隙的形成。但是当进一步增加活化时间时,会导致过度的活化作用,已经形成的孔隙扩大或被破坏,最终致使形成的活性炭比表面积降低。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3098563