NaOH活化法制备煤基活性炭的研究.pdf

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1、第33卷第1期煤炭转化VolI33NO．12010年1月C()AIC()NVERSIONJan，2010NaOH活化法制备煤基活性炭的研究邢宝林¨谌伦建张传祥。刘杰徐承焱摘要以焦作无烟煤为原料，NaOH为活化剂，采用化学活化法制备煤基活性炭，分别考察了碱炭比、活化温度和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能和收率的影响；利用低温N吸附法对活性炭的比表面积、总孔容及孔径分布进行了表征．结果表明，在碱炭比为4，活化温度为750C和活化时间为1h的条件下，可以制得比表面积为2483m／g，总孔容为1．41cm。／g，碘吸附值为2530mg／g，亚甲蓝吸附值为418mg／g

2、的煤基活性炭．关键词NaOH活化法，煤基活性炭，吸附性能中图分类号TQ424．1NaOH为活化剂制备高品质活性炭的研发较少．鉴0引言于此，本实验以焦作无烟煤为原料，采用Na()H化学活化法制备活性炭，初步探讨了活化剂与无烟煤活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面的质量比(简称碱炭比)、活化温度及活化时间等工积的碳质吸附材料，它具有吸附能力强、化学稳定性艺参数对活性炭吸附性能和收率的影响，并对其孔好、力学强度高且可再生等特点，被广泛应用于化学结构进行了表征，为进一步研究与开发煤基活性炭工业、医药卫生、食品加工、湿法冶金、军事化学防提供实验依据．护、电极材料和环境

3、保护等领域，是国民经济和国防建设以及人们日常生活必不可少的产品．Ll。其需求1实验部分量随着社会和经济的飞速发展，呈逐年上升趋势，特别是近年来各国政府都加强了对环境保护和治理的1．1实验原料力度，使得国内外活性炭的需求量越来越大．活性炭的制备方法主要有化学活化法和物理活化法，而化实验选用焦作无烟煤为原料，其工业分析与元学活化法是一种可制备出高比表面积活性炭的有效素分析见表1．活化剂：氢氧化钠(NaOH)，分析纯．方法，其中KOH是最常用的活化剂．[473但与KoH表1原料煤的工业分析及元素分析(％)Table1Proximateandultimateanalys

4、is相比，Na()H作活化剂制备活性炭具有成本低、环ofJiaozuoanthracite()境友好和腐蚀性小等独特优势．传统的活性炭生产ProximateanalysisUltimateanalysis，daf普遍采用的是木质原料，但随着活性炭应用范围的MdAdVdfFCdfCHONS日益扩大，需求量的Et渐提高，价格昂贵的木材和果2．23l0．327．9392．O791．853．073．481．270．33壳等原料既受一定的资源限制，能制备活性炭的品Note：ad——Ai卜driedbasis；d——Drybasis；daf——Dryand种也不齐全．煤不仅

5、是优质的燃料，而且是宝贵的炭ash—freebasis；*——Bydifference．材料，是生产活性炭的优质原料之一．我国是世界最1．2活性炭的制备大的煤炭生产国，煤炭资源储量丰富，品种齐全，出产可用于制备不同活性炭的各种原料煤，为我国煤原料经破碎、细磨、筛分后取粒度为8O目～150基活性炭的生产和发展奠定了基础。而我国煤基活目的煤样与NaOH按一定比例混合，放人高温活化性炭的质量普遍不高，采用化学活化法，尤其是以釜中，N。气氛下，以4℃／min～5℃／rnin的速率升*河南理工大学青年基金资助项目和矿物加工学科发展基金资助项目(Z050601)．1)博士生

6、；2)教授、博士生导师；3)博士、副教授，河南理工大学材料科学与工程学院，454003河南焦作；4)硕士生；5)博士生，北京科技大学土木与环境工程学院，100083北京收稿日期：2009—08—23；修回日期：2009—1O-157O煤炭转化温至400℃，在400℃下低温脱水1h，继续升温至700℃～850oC后，活化一定时间(0．5h～3h)，自然冷却至室温，然后用去离子水洗至中性，15O℃下干燥2h即得活性炭样品，具体工艺流程见图1．=I~Act,vatecdartmns[图1煤基活性炭的制备工艺流程图2碱炭比对活性炭吸附性能的影响Fig．1Preparat

7、ionprocessofcoal—basedFig．2EffectofratioofNaOHtoanthraciteonadsorptionactivatedcarbonspropertiesofactivatedcarbons▲——10dineadsorptionvalue；■～一MethyIene1．3活性炭的表征blueadsorptionvalue比表面积及孔结构的表征：活性炭的比表面积表2不同碱炭比下活性炭的孔结构参数和及孔结构采用美国麦克公司(Micrometrics)生产的收率及吸附性能Table2Porestructureparameters，y

8、ieldandadsor