针对SO2脱除的煤基活性炭结构及表面优化调控

论文摘要

以神华褐煤为原料,ZnCl2为活化剂,采用化学活化法制备煤基活性炭,并通过NaOH溶液改性调控活性炭表面的化学官能团,进行烟气中SO2吸附的研究。利用扫描电镜观察活性炭的表观形貌,利用低温N2吸附法表征活性炭的比表面积及孔隙结构,利用红外光谱和Boehm滴定法考察活性炭的表面化学官能团。基于响应曲面法（RSM）,对煤基活性炭的制备工艺参数进行了详细探究,建立了炭化温度、炭化时间、升温速率对活性炭比表面积的预测模型。通过响应曲面法得到/min,炭化时间3 h。得g。考察NaOH溶液浓度对煤基活性炭的孔隙结构、表面化学官能团及SO2吸附量的影响机制。结果表明,NaOH改性后活性炭的表面更加凹凸不平,孔结构被剧烈破坏,活性炭的孔径主要分布在0. 5～0. 6,0. 7～0. 9和1. 0～4. 0 nm范围。在20%NaOH浓度改性时,活性炭具有最高的比表面积(681 m2积(292 m2比表面积和孔容下降。随着NaOH浓度的增加,活性炭表面的羧基、羟基等酸性基团的含量下降,而羰基等碱性基团的含量则明显增加。30%NaOH浓度处理样品的碱性基团含量最高,可达到g。进一步对活性炭的微孔比表面积、碱性官能团含量与SO2吸附量的相关性进行分析,发现SO2吸附量与微孔比表面积和碱性官能团含量都呈现正线性相关关系,且碱性官能团含量的相关性高于微孔比表面积。因此,表面碱性官能团和微孔结构有利于SO2在活性炭表面的吸附。

论文目录

• 1 实验部分
•   1.1 煤样分析
•   1.2 活性炭制备
•   1.3 活性炭特性表征
•   1.4 SO2吸附脱除
• 2 结果与讨论
•   2.1 制备参数对活性炭孔结构的模型预测
•   2.2 NaOH改性活性炭的孔结构分析
•   2.3 NaOH改性活性炭的表面化学分析
•   2.4 活性炭孔结构及表面基团对SO2吸附的影响机制
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 于馨凝,林国鑫,刘少俊,郑成航,高翔

关键词: 活性炭,响应曲面法,孔结构,官能团,吸附

来源: 煤炭学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工

单位: 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(U1609212,51306079),低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室开放基金资助项目(LLEUTS-201507)

分类号: TQ424.1

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0767

页码: 1593-1600

总页数: 8

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