棕榈壳活性炭制备及研究(2)

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1.7 棕榈壳及其活性炭 9

2实验部分 10

2.1实验原料与试剂 10

2.2实验仪器与设备 10

2.3实验方法 11

2.3.1炭化实验 11

2.3.2活化实验 11

3实验结果分析 1

3.1棕榈壳原料分析 15

3.2棕榈壳的炭化 15

3.2.1炭化料的收率 15

3.2.2炭化料筛分 16

3.2.3炭化料的挥发分和灰分 17

3.3二氧化碳活化制备活性炭 19

3.3.1炭化温度的影响 19

3.3.2活化时间的影响 20

3.3.3活化温度的影响 21

4结论与展望 22

4.1结论 22

4.2展望 22

致谢 23

参考文献 24

1绪论

1.1 活性炭概述

活性炭是一类黑色的微晶质碳素材料，比表面积大、孔隙结构发达、吸附力强。依据原料不同，活性炭可分为果壳类活性炭、木质活性炭、煤质活性炭、石油焦活性炭等多种。将含碳原料经过粉碎、成型、炭化、活化等工序制备得到活性炭。其主要成分是C，同时含有少量O、H、S、N等元素和灰分。一般将比表面积在500～1700m²/g之间的称为普通活性炭，比表面积在2500～4000m2/g之间的称为高比表面积活性炭 [1]。

活性炭可以很好地将物质中或者不需要的清除掉，应用领域广阔，而且朝着越来越广的方向发展[2]。

活性炭的首要特征是“多孔”，因其具有高度发达的微孔，这使得它具有特别大的比表面积，从而具有优异的吸附特性。

在活化过程中，因小分子含碳有机物挥发和无序炭被清除，让活性炭的内部和表面都有一个孔一个孔的。活性炭表面如何、排布成什么样和规则还是不规则是由用什么物质制备活性炭和炭化、活化这两个过程决定的，其孔径结构模型如图1.1所示。孔结构分三种：大孔(>50nm) 、中孔(2 nm~50 nm)、微孔(<2 nm)。孔径大小不同，孔隙和作用不同，大孔主要起运输通道的作用；特别小的孔尤其是达到了微米级的孔，它去除杂质或者不想要的物质的能力最强。而中孔介于中间，一方面吸附了杂质的孔隙可以把物质输送到微米级孔隙的边缘，另一方面，如果是在液体中，它可以很好的吸附大的颗粒物质。

活性炭的孔隙结构模型

图1.1 活性炭的孔隙结构模型

1.2 国内外活性炭发展状况

1.2.1 国外活性炭发展现状

1.2.2 国内活性炭发展现状

1.3 活性炭的特性

1.3.1 化学组成

活性炭主要是由C元素组成，除了C之外，还有两种我们不需要的原子：一种是在化学反应中掺入进去的元素，如O和H，主要是在原材料本身就存在的，即在升高温度的过程中因温度不够或者其他什么原因不能分解出来而继续留在样品中，有些是在活化过程中不小心加进去的导致杂质增多的；另一种是活性炭烧结后剩下的物质，烧结剩下的物质主要是棕榈壳中的或者在实验时引入进去的物质。烧结后产生的物质使活性炭的结构明显没有烧结前那么规整明显，很多元素被附着在活性炭的表面甚至是内部，从而提高了活性炭对极性分子的吸附作用[8]。烧结后的物质对气体能否附着在活性炭上也有很大的影响，例如，对有毒气体、无毒气体、液体等能否进行吸附都有决定作用。水分子中存在的两种元素很容易被活性炭吸附-源^自,优尔<文.论(文]网>www.youerw.com，它们和烧结后剩下的物质不同，是整个活性炭所有组成中很重要的一部分，是以化学键与碳原子相结合的。在活性炭中除了可以和水分子中的两种元素相结合，还可以和很多元素相结合，在这里就不一一列举，这些原子对活性炭的吸附作用也有很大的贡献。