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生物质活性炭微孔和中孔结构对CO2吸附性能的影响
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TQ127.11[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,江苏南京210096, [2]福建省电力勘探设计院,福建福州350003
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划,2013CB228106,2010CB732206);江苏省科技支撑计划(BE2012166).
中文摘要:

以玉米秸秆作为生物质活性炭的原材料,CO2作为活化介质,分别以KOH、HNO3和CH3 COOH作活化剂,在800℃下一步法制备出玉米秸秆活性炭,并针对部分样品分别使用KOH、HNO3和CH3 COOH进行化学活化。分别考察CO2活化时间、CO2活化剂浓度、化学活化种类及后续热处理工艺对样品吸附CO2的性能影响。结果表明,化学活化过程可拓展活性炭的空隙结构,显著提高其对CO2的吸附。在最优工艺下(4mol/L HNO3活化+100℃水浴加热1h+600℃热处理),活性炭的比表面积达639.8 m2/g,其CO2捕集效率为7.33%,高于市场商业用活性炭的6.55%。同时,考察活性炭微孔和中孔对CO2吸附的影响规律,并采用Bangham动力学模型探讨样品的吸附性能。

英文摘要:

Activated carbons ( ACs) were produced by a one step process with CO2 as the physical activation agent at 800 ℃. The ACs were further activated chemically using KOH, HNO3 or CH3 COOH and heat-treated at 300 or 600℃ for 1 or 2 h to modify their properties. The effect of CO2 concentration, activation time, types of chemical agents and the post heat-treatment conditions on CO2 capture were investigated. Results showed that the optimum conditions for AC production from corn stalks was at 800 ℃ for 30 min with a CO2 concentration of 20% during the physical activation. Chemical agents and further heat-treatment modified the pore structure of the ACs, resulting in a performance improvement for CO2 adsorption. The BET surface area of one sample ( HNO3 activation +100 ℃ water bath 1 h+post heat-treatment at 600℃ for 2 h) was 639. 8 m2/g. The maximum CO2 adsorption capaci-ty of the sample was 7. 33%, which is higher than that of a commercial AC (6. 55%). The CO2 adsorption is dominantly depend-ent on the mesopore volume when the BET surface area is smaller than 500 m2/g while the adsorption is closely associated with mi-cropore area when the BET surface area is larger than 500 m2/g. The adsorption kinetics agreed well with the Bangham kinetic mod-el.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764