兰炭制活性炭的实验研究.pdf

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1、第35卷第2期煤炭转化VolI35No．22012年4月C0ALCONVERSIONApr．2012兰炭制活性炭的实验研究沈朴D汪晓芹薛博。摘要以多种陕北机制兰炭为原料，采用KOH活化法，在氮气氛的管式炉中进行高温活化，制备出了BET比表面为810．0172m。／g，BJH平均孔径为6．5793nm的活性炭．考察了活化温度、时间、碱炭比、碱炭混合方式和兰炭种类等对活性炭吸附性能的影响，确定活性炭的最佳制备工艺为：以兴茂兰炭为原料，KOH干粉法活化，活化条件为800℃下1h，碱炭比为5：1．关键词兰炭，活性炭，活化，碱炭比中图分类号TQ424．11表1各原

2、料的工业分析结果(％。ad)Table1Proximateanalysisoftherawmaterials(，adl0引言No．ManufactureAMVFC活性炭孔隙结构发达，比表面积高，吸附能力强，是一种优良的以碳物质为前驱体的吸附材料，广泛用于诸多行业，几乎涉及到所有的国民经济部门和日常生活．L1]兰炭具有三高四低的特点[2]：固定碳高、化学活性高和比电阻高，灰分低、铝低、硫低和磷低，适合制备高质量活性炭．而且兰炭资源丰富，价格低廉，无须炭化，耗能低，因此兰炭制活性炭成本低，理想可行，有很好的发展前景．自2O世纪投入工业生产以来，活性炭作为吸附

3、剂、催化剂或催化剂载试剂：氢氧化钾，盐酸，双氧水，碘，硫代硫酸钠，体、超级电容器电极材料等已广泛应用于电子、化碳酸氢钠及可溶性淀粉，均为分析纯．工、食品加工、交通能源、医疗卫生、农业及国防等领域．近年来，在防治污染和保护环境方面，活性炭技1．2活性炭的制备术又得到了迅速发展，被广泛地用于空气净化、烟道将兰炭样粉碎并过6O目筛，ii0℃干燥2h．再气脱硫、废水治理及废物回收等各个领域．E3]活性炭用15双氧水在50℃下搅拌反应3h，水洗后在的生产和研究有了更快的发展．本研究以神府优质110℃下干燥2h．接着将K0H与兰炭粉采用固相煤生产的兰炭为原料，采用化

4、学活化法制备高比表干粉法和液相浸渍法两种不同方式混合．面积活性炭，并探讨活化温度、时间、碱炭比、碱炭混固相干粉法：将KOH粉与兰炭粉分别按质量合方式及兰炭种类等对活性炭性能的影响．比3／1，4／1，5／1及6／1直接混合．液相浸渍法：将KOH配成饱和溶液和1／2饱1实验部分和溶液分别与兰炭粉混合．最后将碱炭混合物置于氮气氛的管式炉中进行活化．活化温度控制在750℃～85O℃，活化时间控制在0．5h～1．5h，氮1．1实验原料气流量为100mL／min，升温速度为5℃／min．活化原料选用不同厂家用神府煤田优质煤生产的兰样品经酸洗、水洗后，离心分离，110

5、℃下干燥2h，炭及一种神府优质煤，其工业分析见表1．即得活性炭产品．1)讲师；2)副教授l3)助理工程师，西安科技大学化工学院，710054西安收稿日期：2011—11—01；修回日期：2012—02—2390煤炭转化1．3活性炭的性能检测物理星裹蓑l_3．1吸附性能表征附测试，表征其比表面和孔结构．分析范围：比表面积参照GB7701．4—87方法测定活性炭样品的碘0．0005／g至无上限，孔径分析范围0．35nm～7778888888888吸附值，来表征其吸附性能．称取活性炭样品0．5g500nm．∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞于锥形瓶中，加入0．1mol

6、／L标准碘液50mL，置于1．3．3红外光谱分析振荡器上震荡15min，静置5rain后用离心分离．取采用KBr压片法，在美国Nicolet公司60XR型1OmL清液，用硫代硫酸钠标准溶液滴定．当溶液呈傅立叶变换红外光谱仪上测定样品的化学结构．分辨淡黄色时，加入2mL淀粉指示液，并继续滴定至蓝率为4cm_。，扫描次数为32，光谱范围在4000cm～色消失．记下消耗的硫代硫酸钠标准液的体积．重复400cm～．AAA3次，求得所消耗的硫代硫酸钠标准液的平均体积．功∞∞∞D根据以下公式求得碘吸附值E，单位为mg／g：2结果与．i寸论5(10C1一VC2)×12

7、7F一m选取5种不同厂家生产的兰炭及一种优质煤在式中：C1为碘溶液浓度，为滴定所用硫代硫酸钠标准不同的活化时间、温度、混合方式、碱炭比及碱溶液液体积，为硫代硫酸钠溶液浓度，m为试样质量．浓度下制取的活性炭．产品的碘吸附性能和收率结1．3．2比表面测定果见表2．表2活性炭的碘吸附值及收率Table2Iodine-adsorptionvalueandtheyieldofactivatedcarbonN。．MaterialTemreTime／hMixedstyleAlkali／semic。kerati。c。ncentrati。nodine-adsorptioY

8、i—eld／l／(g．g44O598％9％123125765961O2Satur