冲击式活化法制备生物质基超级活性炭及其VOCs吸附性能研究

发布时间：2024-02-03 05:57

　　挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)作为最重要的大气污染物之一,吸引着国内外大量研究者探索高效、经济、可行的控制方案,吸附法因技术简单、高效易行等优势成为了控制VOCs的首选方法。活性炭具有价格低廉、性质稳定等优点,是VOCs工业化治理最常用的吸附剂,然而一般活性炭的比表面积和孔容通常很难实现对VOCs高效吸附和深度净化。超级活性炭因其巨大的比表面积和孔容等优势不仅可以弥补传统活性炭作为VOCs吸附剂的缺点,还在超级电容器,催化剂等领域有着广泛的应用前景。然而目前针对超级活性炭的制备,单一的物理活化法或工业上常用的磷酸活化法很难制得孔隙发达的超级活性炭,而使用KOH、Zn Cl₂等活化剂或采用复杂的多步活化工艺存在巨大的安全风险并极大的增加了制备成本,所以此类技术尚处于试验探索阶段,严重阻碍了超级活性炭的产业发展。因此对可用于工业化生产的超级活性炭制备工艺和生产设备的研究和创新具有重要的社会意义和经济价值。本文以生物质椰壳为原料,创新性的提出了冲击式即无升温过程的加热活化方式,通过对冲击式物理活化法制备活性炭的研究发现...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2化学活化法制备活性炭的工艺流程

性炭。苏伟和王玉新等人通过两阶段活化和控制尾气的方法成功的利用物理活化法制备得到了高比表面积的超级活性炭，但是这两种方法活化时间过长，能源损耗巨大，无法应用于实际的生产。KunbingYang等人[66]使用椰壳为原料，利用微波加热的二氧化碳活化方式，仅仅活化210min便制得了....

图2-1冲击式活化、5和10oC/min升温速率活化制得的活性炭的（a）氮气吸脱附曲线和（b）

中国石油大学（华东）硕士学位论文15存在中孔[86]。而升温速率为5和10oC/min制得的活性炭的等温线没有出现明显的回滞环，并且随着压力的增大，等温线接近水平，表明这两条等温线属于I型，是典型的微孔活性炭的等温线类型[87]。两种曲线的差异说明，冲击式的加热方式相比于传统慢速....

图2-2不同活化时间下制得活性炭的（a）氮气吸脱附曲线和（b）孔径分布图

中国石油大学（华东）硕士学位论文17时间的增加，氮气吸脱附曲线有了明显的提高，说明延长活化时间能够产生更大的孔容。图2-2不同活化时间下制得活性炭的（a）氮气吸脱附曲线和（b）孔径分布图Fig2-2(a)N2adsorption–desorptionisothermsand(b)....

图2-3(a)不同升温过程和(b)不同活化时间制得活性炭的红外图谱

二氧化碳渗透到材料内部的速率，使得材料内部又可以产生大量新的微孔（微孔孔容增长至0.826cm3/g），从而形成多尺度孔径嵌套式的孔分布。因此冲击式活化法的孔隙形成主要包含两个阶段：前期材料表面附近的微孔形成阶段和后期扩孔及新的微孔形成阶段，第二个阶段对提升活性炭的孔隙发育....

本文编号：3893839