KOH活化制備活性炭過程中插層鉀的脫插研究.pdf

1、KOH活化法所制得的高比表面積活性炭因其具有發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)和較大的吸附容量，在燃料氣存儲、氣體分離、催化反應及雙電層電容器等方面具有巨大的應用前景。關(guān)于堿活化法制備高比表面積活性炭的安全高效生產(chǎn)工藝技術(shù)成為研究的熱點。由KOH活化機理可知，活化過程中K單質(zhì)的插層活化作用對活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。而在實際生產(chǎn)過程中，若活化產(chǎn)物直接暴露在空氣中，則插層鉀會直接被氧化，發(fā)生燃燒反應，有可能直接導致產(chǎn)品發(fā)生燃燒，從而存在安全隱患

2、。因此，研究各種脫插試劑對最終所制活性炭產(chǎn)品孔隙結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)的影響，以選用合適的脫插試劑，從而不僅實現(xiàn)K單質(zhì)的安全轉(zhuǎn)化，同時實現(xiàn)對活性炭孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)的調(diào)變，具有十分重大的意義。
　　本文以遼化石油焦為原料，以KOH為活化劑，在堿焦比為2∶1，活化溫度為780℃，活化時間為60min的條件下制備活性炭。在活化階段結(jié)束后冷卻至一定溫度后分別引入甲醇、乙醇、冰醋酸、水蒸氣和氨氣對活化后產(chǎn)生的鉀進行脫插，考察其反應性和對活性炭孔隙結(jié)

3、構(gòu)的影響，并通過Boehm滴定、紅外分析、元素分析等手段，綜合分析各種不同試劑進行脫插時對活性炭孔隙結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)的影響。實驗表明，甲醇、乙醇、冰醋酸、水蒸氣和氨氣與插層鉀均具有反應活性;不同的脫插試劑在不同溫度下的反應活性不同。在適宜的溫度下引入脫插試劑，甲醇(150℃)、乙醇(200℃)、水蒸氣(250℃)及氨氣(400℃)可以有效促進活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)展;而使用冰醋酸200℃引入進行脫插不利于活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)展。不同的脫插試劑對