【摘 要】
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挥发性有机物(VOCs)对大气环境和人体健康具有严重的危害.多孔炭吸附法在VOCs处理技术中应用广泛,然而传统煤基多孔炭存在孔隙不够发达、传质过程受限等问题.本文围绕多
【机 构】
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浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州310027;中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州310027中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳6
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挥发性有机物(VOCs)对大气环境和人体健康具有严重的危害.多孔炭吸附法在VOCs处理技术中应用广泛,然而传统煤基多孔炭存在孔隙不够发达、传质过程受限等问题.本文围绕多孔炭制备过程的结构原位调控以及VOCs 在孔道内的扩散/吸附机制开展了深入的研究.以褐煤为原料,通过酸洗和Ca(NO3)2 浸渍预处理,在碱煤比2/1 条件下制备多孔炭,并选择甲苯作为目标VOCs 进行吸附研究.结果 表明,Ca 掺杂后碳芳香片层的堆叠高度(Lc)减小、层间距离(d002)增大,说明碳微晶的破坏程度加深,有利于孔隙的形成.PC-Ca0.2 在甲苯分子直径1～3倍范围(0.57 nm～1.71 nm)具有最高的孔容积,同时也具有最高的甲苯吸附容量(746.2 mg/g).采用Weber-Morris 颗粒内扩散模型分析甲苯吸附的速率控制步骤,发现吸附过程由内扩散和外扩散共同控制,PC-Ca0.2 具有最大的吸附速率常数和最小的扩散边界层常数.因此,当多孔炭在甲苯分子动力学直径1～3 倍范围内具有较大的孔容积时,更有利于甲苯吸附过程的扩散传质.
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