為了實(shí)現(xiàn)炭黑的高價(jià)值利用,以天然氣制乙炔副產(chǎn)炭黑為原料、KOH為活化劑制得了低礦物質(zhì)含量的活性炭。研究發(fā)現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)提高KOH與炭黑質(zhì)量比、活化溫度和活化時(shí)間可以促進(jìn)孔道的形成,有利于提高活性炭的比表面積,但是持續(xù)提高KOH與炭黑質(zhì)量比、活化溫度和活化時(shí)間會(huì)導(dǎo)致過(guò)度活化,致使活性炭的比表面積降低;在400℃增加預(yù)活化時(shí)間有利于形成活化劑擴(kuò)散的孔道,有利于活性炭比表面積的提高。在最佳條件下制得的活性炭的最大比表面積為1872 m²/g,活性炭的孔結(jié)構(gòu)以2-4 nm的介孔為主。 

【文章來(lái)源】：蚌埠學(xué)院學(xué)報(bào). 2020,9(05)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

KOH與炭黑質(zhì)量比對(duì)活性炭比表面積的影響

在KOH與炭黑的質(zhì)量比為5∶1,預(yù)活化時(shí)間為1 h,活化時(shí)間為2 h時(shí),考察了活性炭的比表面積隨活化溫度的變化規(guī)律,結(jié)果如圖2所示。從圖2中可以看出,當(dāng)活化溫度由750 ℃升高至850 ℃時(shí),活性炭的比表面積由1554 m2/g升高至1872 m2/g;然而,當(dāng)溫度繼續(xù)升高至875 ℃時(shí),活性炭的比表面積則降低至1724 m2/g。以上現(xiàn)象說(shuō)明升高活化溫度有利于KOH與炭黑的反應(yīng),促進(jìn)孔結(jié)構(gòu)的生成,尤其是當(dāng)反應(yīng)溫度超過(guò)762 ℃(鉀的沸點(diǎn))時(shí),鉀會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入碳層,與碳反應(yīng)進(jìn)一步拓展孔結(jié)構(gòu)。但是當(dāng)溫度高于850 ℃時(shí),KOH的活化作用過(guò)強(qiáng),導(dǎo)致孔結(jié)構(gòu)被侵蝕破壞,比表面積降低。

在KOH與炭黑的質(zhì)量比為5∶1,預(yù)活化時(shí)間為1 h,活化溫度為850 ℃時(shí),考察了活性炭的比表面積隨活化時(shí)間的變化規(guī)律,結(jié)果如圖3所示。從圖3中可以看出,當(dāng)活化時(shí)間由1 h增加至2 h時(shí),活性炭的比表面積由1374 m2/g增加至1872 m2/g,當(dāng)活化時(shí)間繼續(xù)增加時(shí)活性炭的比表面積開(kāi)始降低,活化3 h獲得的活性炭比表面積為1401 m2/g,活化4 h獲得的活性炭比表面積為1471 m2/g。以上現(xiàn)象說(shuō)明在2 h內(nèi)增加活化時(shí)間可以促進(jìn)KOH與炭黑的反應(yīng),有利于活性炭孔隙的形成。但是當(dāng)進(jìn)一步增加活化時(shí)間時(shí),會(huì)導(dǎo)致過(guò)度的活化作用,已經(jīng)形成的孔隙擴(kuò)大或被破壞,最終致使形成的活性炭比表面積降低。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]炭黑表面活性對(duì)填充N(xiāo)R硫化膠性能的影響[J]. 宮亭亭,張慶斌,房孝棟,吳明生.  特種橡膠制品. 2020(02)
[2]天然氣制乙炔副產(chǎn)炭黑在天然橡膠中的應(yīng)用研究[J]. 余堯,張俊毅,陳繼凱,王洪振,辛振祥.  橡膠工業(yè). 2020(01)
[3]表面接枝改性炭黑的制備與表征[J]. 付文,王麗,林樂(lè)智,趙壯鴻.  精細(xì)石油化工. 2020(01)
[4]磷酸活化法活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)制[J]. 左宋林.  新型炭材料. 2018(04)
[5]胺化竹木/褐煤活性炭的表面特性及其脫除SO2性能[J]. 李國(guó)強(qiáng),田福海,張永發(fā),丁佳麗,付亞利,王影,張國(guó)杰.  新型炭材料. 2014(06)
[6]煤種對(duì)蜂窩狀活性炭性能的影響[J]. 柳來(lái)栓,劉振宇,黃張根,劉增厚.  新型炭材料. 2007(01)
[7]瀝青基球狀活性炭對(duì)幾種生理分子的吸附性能[J]. 滕娜,梁曉懌,劉朝軍,劉小軍,張睿,喬文明,凌立成.  新型炭材料. 2006(04)
[8]超級(jí)活性炭的合成及活化反應(yīng)機(jī)理[J]. 邢偉,張明杰,閻子峰.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2002(04)
[9]超級(jí)活性炭的制備和結(jié)構(gòu)及其性能研究進(jìn)展[J]. 宋燕,凌立成,李開(kāi)喜,呂春祥,劉朗.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2001(02)



本文編號(hào)：3098563