PDF《王子忱由稻壳制备高比表面积活性炭_王子忱》

3 a

2 710

2 244

1 862 b

2 304

1 650

2 068 c

3 302

3 189

3 202 由表

1 可见, 只有活化方式(c) 的数据稳定性和重复性好 . 这是因为方式 (a) 和(b) 的升温速度太 快, KOH 迅速脱水, 体系膨胀, 导热、导气不均匀, 使活化剂与炭化物混合不均匀, 不能充分接触, 导 致结果重复性差 . 而方式(c) 是在

400 ℃下预处理

30 m in, 再升至活化温度, 这种方式制备的活化产物 重复性好, 可靠性强 . 其原因可能是经过

400 ℃预处理后 KOH 基本脱水完全, 体系中反应物混合均 匀, 无膨胀现象 . 2. 1.

2 炭化温度的影响 稻壳中的成分是复杂的, 其主要成分见表 2. Table

2 Ma in composition and content in rice husks M ain composition Si O2 L ignin Cellulose Protein Fat N utrients after full digestion Content (% ) 18.

8 ~ 22.

3 9.

0 ~ 20.

0 28.

0 ~ 38.

0 1.

9 ~ 3.

0 0.

3 ~ 0.

8 9.

3 ~ 9.

5 制备活性炭时需要将稻壳炭化除去挥发成分, 一般温度在

400 ~

600 ℃, 随炭化温度的升高, 稻壳 中的纤维素和木质素等分子解聚以挥发物的形式逸出, 纤维素经脱水生成醇酮型互变异构中间体, 木 质素缩合成芳环构造 . 但是温度的高低, 升温的快慢都会对炭化产物的结构产生影响 . 不同干馏条件下得到的炭化物在高温下活化, 均可以制得比表面积大于

3 000 m

2 g 的活性炭, 而 且产物的比表面积相差甚小(见表 3). 由表

3 可见, 虽然炭化温度可能影响炭化产物的性能, 但对所制 活性炭的性能影响不大 . Table

3 The effect of the carbon ization on the specif ic surface area of active carbon t ℃

400 400

450 500

550 550 t h

4 6

4 4

4 5 A sh content(% ) 30.

23 32.

98 37.

81 41.

09 42.

99 43.

57 Specific surface area (m

2 ・g- 1)

3 082

3 110

3 108

3 192

3 206

3 144 Fig.

1 The effect of the activation temperature on the BET surface area of activated carbon Fig.

2 The effect of the activation ti me on the BET surface area 2. 1.

3 活化温度的影响 图1是m (KOH ) m (C) = 4∶1, 活化

1 h 后其温度与活性炭的比表面积的 关系曲线 . 由图

1 可见, 随着活化温度的升高, 活化产物比表面积增大 . 在800 ℃时, 活化产物的比表 面积基本达到最大值 . 当温度超过

800 ℃以后, 比表面积略有下降. 在活化过程中, 新的微孔结构的

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3 高等学校化学学报Vol .

21 形成和原先生成的微孔结构的破坏是同时进行的 . 在800 ℃以前, 随着活化温度的提高, 活化反应速 度加快, 产生大量的微孔, 因而活性炭的比表面积增大 . 但当活化温度超过

800 ℃时, 先生成的微孔 结构的破坏较为明显, 引起活化产物的比表面积有所下降, 可见温度对此工艺是最关键性因素之一 . 2. 1.

4 活化时间的影响 在m (KOH ) m (C) = 3, 活化温度为

800 ℃的条件下, 考察了不同活化时间 对活性炭比表面积的影响, 其结果如图

2 所示 . 可见, 随着活化时间的延长, 活性炭的比表面积变化 不大 . 这说明反应初始阶段, 新孔的形成占主导地位, 此时比表面积增加. 但当反应进行一定时间后, 原先生成的一部分微孔结构可能被破坏, 进而引起孔径变大, 比表面积有所降低 . 2. 1.

5 m (KOH ) m (C) 比的影响 在活化温度为

800 ℃, 活化时间为

1 h 的条件下, 考察不同 m (KOH ) m (C) 比对所制活性炭的比表面积的影响, 其结果见图 3. 由图