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蜂窝活性炭的制造和改性方法

发布时间: 2021-11-29  点击次数: 396次

  将活性炭原材料通过用各种浓度的H 3 PO 4 ,ZnCl 2和CaCl 2水溶液l来化学活化来制备具有不同质构特性的蜂窝活性炭。 获得的吸附剂通过在77K下的N 2吸附表征,并且在273K和1巴的体积吸附设备中测量其二氧化碳吸附能力。 实验吸附等温线拟合,相关系数为0.999。 在压力(2.627-5.756 mmol·g -1 )下的吸附容量的实验值在两个模型中的计算数据之间。

  多孔材料蜂窝活性炭在环境和催化应用中对于基于吸附的工艺已变得非常重要。 的吸附剂是活性炭和沸石,柱状粘土,介孔二氧化硅等材料。 活性炭基材料是的,在工业规模上广泛应用于吸附剂,电极,纤维,纳米管,整料,催化剂和/或催化载体。在活性炭存在的许多结构形式中,蜂窝活性炭已经越来越受到气相吸附的兴趣,因为对传质扩散的限制低,填充床中产生的低压降及其高的机械和耐化学性。 这是其在气体吸附应用中的主要原因,如甲烷,氢气和二氧化碳捕获和储存,这在能源和环境方面是重要的问题。

蜂窝活性炭制造流程

  这项工作旨在通过化学活化与不同浓度的H 3 PO 4 ,ZnCl 2和CaCl 2水溶液化后获得的273 K和1 Bar的CO 2在蜂窝活性炭上的吸附效果。 在现有的理论吸附模型中,选择拟合CO 2吸附实验数据。 基于对层吸附分子具有更强的吸附能量的假设,对于进一步吸附的层需要更高的压力。其优点在压力接近零和无限值时预测正确的吸附极限,从而减少实验数据与吸附平衡计算值之间的偏差误差。 该模型来自潜在的理论,并假设准高斯能量分布,其中大多数吸附位点的吸附能量比峰值吸附能量小。

  活性炭结构的制备通常需要额外的结合组分,以确保在压力聚集期间更好的颗粒粘附以获得更高的机械阻力。 然而,结合组分可以在所得材料中产生孔隙率的显着降低。 由于这个原因,在这项工作中制备蜂窝活性炭没有任何粘合剂材料。用于制备没有结合材料的整体活性炭的常规方法是基于使用可与木质纤维素前体相互作用的活化剂,产生脱水反应以及生物聚合物分子的降解和缩合,成为能够产生颗粒附聚的物质在固体的压力处理。

蜂窝活性炭

  浸渍步骤通过将颗粒状活性炭固体前体加入到氯化钙,氯化锌或磷酸溶液中进行。 在具有过量液体溶液的这些处理中,通过化学转化并存在于溶液中的存在于溶液中的部分有机产物可以在加热期间通过溶剂的部分蒸发浓缩,导致一些与塔里产物相似的结合特性,因此成为一种有约束力的组成部分。以这种方式,浸渍的前体材料由于化学处理而显示浆状样的结构和塑性行为,这有助于在施加压力时制备整料,导致颗粒间空间的显着减少,并且因此显着地一致最终材料。 由此获得的整料结构在热处理和洗涤的后续步骤中是稳定的。

  通过用H 3 PO 4 ,ZnCl 2和CaCl 2水溶液浸渍制备的活性炭上的273K下的二氧化碳吸附结果表明,这些活性炭对CO 2捕获是有趣的。 吸附实验数据相关系数分别为0.998和0.999。 所获得的表面积值高达1700m 2 ·g -1 ,总孔容积高达0.64cm 3·g -1 ,对应于用氯化钙活化的活性炭整体样品。 对理论模型的数据拟合可以得出结论,蜂窝活性炭上的二氧化碳吸附与吸附材料的表面异质性有关,数据更好地被Tóth模型重现。 获得的活性炭可以吸附在1巴和273K下的二氧化碳为5.8mmolCO 2 g -1 。

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