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活性炭作为一种具有发达孔隙结构、较大比表面积以及强吸附性的功能性炭材料,被广泛应用于军工、化工、半导体、电池以及电能贮存等各个领域。随着微波技术的发展,微波加热制取活性炭,微波再生活性炭,微波改性活性炭,微波辐照活性炭脱硫脱硝技术等领域受到了广泛的关注。然而,活性炭在微波场中的温度变化主要由其介电性能决定,并以复介电常数的形式表现为:ε=ε′-jε″。因此,本文主要探究活性炭介电性能的变化规律,以期为活性炭在微波场中的应用提供必要的实验数据和合理的理论支撑。本文以椰壳、无烟煤和废弃塑料瓶(PET)作为研究对象,在传统加热和微波加热两种加热方式下,以KOH、ZnCl2和H3PO4为活化剂制备活性炭,利用拉曼光谱、XRD、FT-IR以及N2吸附法表征活性炭的微观结构,矢量网络分析仪测试活性炭的介电性能,通过实验研究及分析处理得到以下结论:(1)采用传统加热,KOH活化椰壳、无烟煤和废弃塑料瓶(PET)制备三种活性炭。研究发现:椰壳活性炭的BET比表面积最大为1809.95m2/g,其碳原子的有序度最高;PET活性炭的BET比表面积为1319.65m2/g,其碳原子的有序度最低;无烟煤活性炭的BET比表面积最小为1191.14m2/g。活性炭的介电损耗大小为椰壳活性炭>无烟煤活性炭>PET活性炭。(2)以椰壳为原料,H3PO4为活化剂,在相同活化温度下,对比微波加热与传统加热制备的活性炭发现:相比传统加热,微波加热所制备的活性炭中微孔会进一步发展为介孔。在微波加热制备活性炭过程中,会出现间歇性的放电现象,提高了活性炭中碳原子的有序度。微波-H3PO4所制备活性炭的介电损耗tanδ大于传统加热制备的活性炭。(3)采用传统加热,以椰壳为原料,对比KOH、H3PO4和ZnCl2为活化剂所制备的活性炭发现:KOH所制备活性炭的碳原子有序度最小,但其BET比表面积最大为2643.14m2/g,在活化过程中KOH会与材料中的碳原子反应,造成活性炭中微晶碳的晶格缺陷,形成额外的极化中心,最终导致KOH所制备的活性炭介电损耗tanδ最大。ZnCl2所制备活性炭的BET比表面积为1943.65m2/g,大于H3PO4制备的活性炭,且其碳原子有序度最高,因此,ZnCl2所制备的活性炭介电损耗tanδ大于H3PO4制备的活性炭。(4)采用微波加热,以椰壳为原料,在相同辐射功率下,对比KOH、H3PO4和ZnCl2为活化剂所制备的活性炭发现:三种活性炭的BET比表面积相差较小,介电损耗主要与碳原子的有序度相关。ZnCl2所制备活性炭的碳原子有序度最大,其介电损耗tanδ最大。虽然KOH所制备活性炭的碳原子有序度最小,但在活化过程中会形成极化中心,导致KOH所制备的活性炭介电损耗tanδ大于H3PO4制备的活性炭。