除甲醛柱状活性炭的基本特性（活化温度、活化

发布时间：2021-07-25 08:59发布者：admin

　　除甲醛柱状活性炭的基本特性（活化温度、活化时间等参数对其的影响）

　　研究了活化温度、活化时间等参数对活性炭基本特性的影响，包括活性炭得率、灰分、pH值、比表面积、总孔容和碘吸附量。结果表明，随着活化温度和活化时间的增加，除甲醛柱状活性炭得率降低。相反，碘的吸附量、灰分、pH值和总孔容随活化温度的升高而增大。活性炭样品在1000℃下活化120?min，其BET比表面积和总孔容最高，因此具有最佳的CO2吸附性能。并与30目商品活性炭进行了对比，结果表明椰子基活性炭具有较好的瞬时吸附性能。

　　工业技术的迅速发展使大气中的二氧化碳、甲烷、氢氟碳化合物和全氟化碳等温室气体的浓度显著增加。这些气体的温室效应导致环境污染，加剧全球变暖，升高海洋水位，影响生态系统的平衡。在温室气体中，二氧化碳的温室效应对全球变暖的影响最大。正在积极努力开发捕获二氧化碳的技术，以减轻温室效应。此外，捕集的二氧化碳无毒、价廉，可用于生产各种有机溶剂、化学品和介质材料(如碳酸钙、葡萄糖、淀粉等)，具有潜在的商业效益。

　　多孔碳基材料具有较高的热稳定性和化学稳定性以及良好的吸附能力。它们的低成本和可回收性使其成为污染防治的理想选择[9-11]。Gergova和Eser利用杏核制备活性炭(AC)，发现热解或不完全活化产生的活性炭中总孔隙体积()很低。利用甲醛树脂和化学和物理活化过程，滕和王创造了具有高密度孔隙率的活性炭。扫描电子显微镜(SEM)显示，物理活化过程产生的化合物具有较高的Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积。Park和Kim[3]使用聚丙烯腈(PAN)碳纤维织物和酚醛树脂制造AC，发现使用900°C的活化温度()可以获得最高的BET比表面积。

　　在1000℃下活化，孔容易被填充、塌陷并形成石墨状碳结构，所有这些都降低了BET比表面积。以rockrose为原料，Pastor Villegas和Durán-Valle[14]利用CO2和H2O活化生成AC。他们发现，使用H2O的低温活化过程(特别是在700°C时)产生的总孔隙体积比任何使用二氧化碳的活化过程都要大。Wang等人。采用H2O活化法制备了聚苯乙烯基AC微球，发现球形AC中含有较大体积的窄微孔，解吸温度较高，具有较高的不可逆吸附容量。Huang等人。以杉木为原料制备活性炭，发现炭化温度越高，多孔结构数量越多，比表面积越大。利用玉米芯生产活性炭，刘等。确定了活化温度和预碳化粒度对活性炭的BET比表面积和孔径分布有影响，并且发现玉米芯活性炭具有良好的吸氢性能。

　　由于椰子壳含碳吸附剂具有较高的BET比表面积和孔隙率，我们利用废弃的椰子壳生产活性炭，本研究探讨了利用椰子壳废料生产活性炭的技术可行性。讨论了椰壳活性炭的性质及工艺参数对其吸附二氧化碳能力的影响。

　　本研究以台湾产绳椰子为原料制备活性炭，并对其粉末进行吸附实验。椰子中水分含量高且分布不均，使得炭化和活化温度难以控制，从而影响了活性炭的质量。为此，我们进行了预处理，包括切开椰子，去除所有椰子浆和部分纤维，并对剩余的壳进行风干。为了使炭化和活化质量均匀，壳的含水量保持在13%～16%之间。将干燥的贝壳切成5?cm(长)×4?cm(宽)×2~3?cm(厚)的碎片，置于高温窑中碳化。

　　采用紧凑型炭窑生产椰子壳活性炭，其最大生产能力为每批原料1公斤左右。感应加热器，其中包括一个线圈直接从电力供应，安装在窑壁产生热能炭化椰子壳。在炭化窑内放置温度传感器，监测炭化温度。通过设定热解过程的温度来控制炭化温度。将惰性气体(N2)以10?mL/min的速度泵入窑内，以防止椰子壳在炭化和活化过程中与空气接触。

　　在碳化过程中，温度以15°C/min增加到500°C并保持60°C。活化过程结束后，立即以3?mL/min的速度将活化液蒸汽泵入炉中。采用五种活化温度(600、700、800、900和1000°C)和两次活化时间(60和120?min)进行比较随后，关闭加热器和气流，使炭化椰壳活性炭在窑内自然冷却至室温。最后，贝壳被磨成粉末(30目)。我们使用CO2吸附装置来评估样品的CO2吸附能力，并将结果与市售AC的结果进行比较。图1显示了椰子壳基活性炭制备程序的框架。

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