论文部分内容阅读
KOH活化法所制得的高比表面积活性炭因其具有发达的微孔结构和较大的吸附容量,在燃料气存储、气体分离、催化反应及双电层电容器等方面具有巨大的应用前景。关于碱活化法制备高比表面积活性炭的安全高效生产工艺技术成为研究的热点。由KOH活化机理可知,活化过程中K单质的插层活化作用对活性炭孔隙结构的发展起着至关重要的作用。而在实际生产过程中,若活化产物直接暴露在空气中,则插层钾会直接被氧化,发生燃烧反应,有可能直接导致产品发生燃烧,从而存在安全隐患。因此,研究各种脱插试剂对最终所制活性炭产品孔隙结构及表面性质的影响,以选用合适的脱插试剂,从而不仅实现K单质的安全转化,同时实现对活性炭孔结构和表面性质的调变,具有十分重大的意义。本文以辽化石油焦为原料,以KOH为活化剂,在碱焦比为2:1,活化温度为780℃,活化时间为60min的条件下制备活性炭。在活化阶段结束后冷却至一定温度后分别引入甲醇、乙醇、冰醋酸、水蒸气和氨气对活化后产生的钾进行脱插,考察其反应性和对活性炭孔隙结构的影响,并通过Boehm滴定、红外分析、元素分析等手段,综合分析各种不同试剂进行脱插时对活性炭孔隙结构和表面性质的影响。实验表明,甲醇、乙醇、冰醋酸、水蒸气和氨气与插层钾均具有反应活性;不同的脱插试剂在不同温度下的反应活性不同。在适宜的温度下引入脱插试剂,甲醇(150℃)、乙醇(200℃)、水蒸气(250℃)及氨气(400℃)可以有效促进活性炭孔隙结构的发展;而使用冰醋酸200℃引入进行脱插不利于活性炭孔隙结构的发展。不同的脱插试剂对所制活性炭表面性质的影响不同。使用甲醇、水蒸气及冰醋酸会影响活性炭表面的烃基基团和含氧基团的数量。而使用氨气(400℃引入)进行脱插处理,可将N元素引入活性炭中,生成C≡N键。