稀土对载铜活性炭吸附剂吸附CO的性能影响.pdf

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时间:2020-03-27

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1、工艺管理稀土对载铜活性炭吸附剂吸附CO的性能影响何芬李可彬(四川理工学院,四川自贡643000)摘要:本文用浸渍法制备得到载铜类活性炭吸附剂,并加3.1空白样穿透曲线的测定入不同的稀土金属镧、铈和锆,通过对吸附剂吸附CO的性能进行对比研究,得到稀土在吸附剂中起的作用,为制备优质高效的CO专用吸附剂奠定基础。关键词:稀土;活性炭;CO吸附剂稀土金属具有选择性好、氧化能力强、内部含有丰富的离[1][2][3]子等优点,因而在催化剂和吸附剂领域得到广泛的应用。稀土的加入可以增强催化剂对P、S的入侵,防止催化剂中毒,而在吸附剂领域则可以增

2、强活性组分的分散度,与活性组分发生协同作用,从而增加吸附剂的稳定性和选择性。不少实验研究表明,稀土金属的加入具有重要的意义。本文主要研究的是将稀土金属镧、铈、锆加入到载铜活性炭复合吸附剂中,通过对样品的CO穿透曲线的测试,得到样品的饱和吸附量,比较得到加入不同稀土对吸附剂吸附性能的影响,研究出优质高效的CO复合吸附剂。1实验部分图3.1空白样载铜活性炭吸附CO的穿透曲线本文中采用CuCl2为活性组分,通过等体积浸渍法将活性Figure3.1Blanksamplecontainedcopperactivatedcarbon2+组分C

3、u负载到活性炭载体上,其中CuCl2与活性炭的质量比为adsorptionbreakthroughcurveofCO2:5,首先将CuCl2用超纯水溶解,制备得到浸渍液45mL,再将称各个样品对CO的穿透曲线在图2.1的设备中测定,一定时量好的活性炭放入浸渍液中浸渍24h,用真空泵除去残存在活间对出口样品进行取样,在气相色谱仪上得到气体的组成,并性炭表面的浸渍液,放入真空干燥箱,125℃条件下烘12h,最后将出口气体的组成绘制成穿透曲线,当流出气体组成与入口气放入管式炉中He气氛、350℃条件下煅烧4h后取出,密封保存体组成一致时

4、吸附达到平衡,此时根据各个参数,经过积分运备用。样品的比表面积、孔容、孔径的分布情况和液氮的吸脱算可得到样品对CO的饱和吸附量。附性能曲线均采用SSA-4200型空隙比表面积分析仪测定。由图3.1可以看出,未经负载稀土金属的载铜活性炭对CO2实验装置流程图的穿透时间为16min,经过计算得到其CO饱和吸附量为样品对CO的吸附量大小采用图2.1中的装置进行测量。32.65mL/g。装置中的吸附塔只有第一台投用,塔尺寸内径32mm,高度3.2硝酸镧的加入对穿透曲线的影响350mm,耐压1.5MPa,装填吸附剂量为30g,两端采用石英棉

5、固定,将吸附剂固定在吸附塔的中间位置。图2.1实验装置流程图图3.2加入镧后的载铜活性炭对CO的穿透曲线Figure2.1TheflowchartofexperimentalapparatusFigure3.2AfteraddinglanthanumcopperCObreakthroughcurveof3穿透曲线的测定activecarbon2016年2月103工艺管理由图3.2可以看出,加入硝酸镧后的载铜活性炭对CO的穿表3.1列示了经过计算得到的四种样品的CO饱和吸附透时间明显延后,为21min左右,经过计算得到该样品对CO的

6、量。从表中可以看出加入任何一种稀土元素后的吸附剂对CO饱和吸附量为34.81mL/g。的饱和吸附量均大于未加入稀土的空白样,其中,加入硝酸镧3.3硝酸铈的加入对穿透曲线的影响的吸附剂的CO饱和吸附量达到最大值,说明镧金属的加入使由图3.3可以看出,加入硝酸铈后的载铜活性炭对CO的穿得吸附剂中的活性组分Cu的分散达到最佳状态,从而与CO结透时间为19min,经过计算得到其对CO的饱和吸附量为合生成络合物的几率增加。33.43mL/g。表3.1四种样品的CO饱和吸附量Table3.1FourkindsoftheCOsaturateda

7、dsorptionamountofthesample加入加入加入样品名称空白样硝酸镧硝酸铈硝酸锆CO饱和吸附量32.6534.8133.4333.12(mL/g)3.5比表面积、孔容和孔径的测定表3.2各样品比表面积、孔容和孔径分布情况Table3.2Eachsamplespecificsurfacearea,entrance,andporesizedistribution比表面积孔容孔径样品名称(m2/g)(cc/g)()空白样358.8610.1676512.6硝酸镧531.8630.2567329.7图3.3加入铈后的载铜活

8、性炭对CO的穿透曲线硝酸铈769.5990.3805749.9Figure3.3AfteraddingceriumcopperCObreakthroughcurveofactivecarbon硝酸锆620.5490.2963279.63.4硝酸锆的

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